viernes, 07 de agosto del 2020 Fecha
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¿Por qué se destruyen las galaxias?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El misterio de las Galaxias que se destruyen    ~    Comentarios Comments (0)

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Dos galaxias fundiéndose entre ellas

Dos galaxias fundiéndose entre ellas – ESA / Hubble y NASA, A. Evans

Las galaxias más remotas están muriendo sin explicación

Aún es un misterio para nosotros cómo surgen, viven y desaparecen estos vecindarios cósmicos

Toby Brown

 

Resultado de imagen de Las galaxias más remotas del Universo

En las regiones más remotas del universo hay galaxias que están muriendo. Los astrónomos quieren saber por qué se están apagando sus formaciones estelares.

Esa es también la intención del primer gran proyecto llevado a cabo por Canadá con uno de los telescopios más grandes del mundo. Un nuevo programa científico, denominado Estudio del Entorno de Virgo Trazado en Monóxido de Carbono (VERTICO, por sus siglas en inglés) está investigando de manera minuciosa cómo el entorno acaba con las galaxias.

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Como investigador principal de VERTICO, soy el encargado de dirigir al equipo de 30 expertos que estamos utilizando el Atacama Large Millimeter Array (ALMA) para mapear en alta resolución el hidrógeno molecular ( el combustible del que se alimentan las formaciones estelares), en 51 galaxias de la agrupación más cercana a nuestra situación, el Cúmulo de Virgo.

Creada en 2013 gracias a una inversión de 1.400 millones de dólares, ALMA es una red de antenas de radio conectadas a una altitud de 5.000 metros en el desierto de Atacama, en el norte de Chile. El programa forma parte de un acuerdo internacional entre Europa, Estados Unidos, Canadá, Japón, Corea del Sur, Taiwán y Chile. ALMA, el proyecto astronómico terrestre más grande en funcionamiento, posee el telescopio de longitud de onda milimétrica más avanzado del mundo, idóneo para el estudio de densas nubes de gas frío a partir de las cuales nacen las estrellas y que no pueden ser percibidas mediante el uso de luz visible.

Los grandes programas de investigación de ALMA, como VERTICO, están diseñados para abordar ciertos desafíos científicos que puedan desencadenar avances importantes en este campo.

Cúmulos de galaxias

 

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El lugar que las galaxias ocupan en el universo y la forma en que interactúan con lo que las rodea (el medio intergaláctico) y entre ellas son aspectos que tienen mucha influencia en su capacidad para crear estrellas. Sin embargo, aún es un misterio cómo este ambiente dicta la vida y la muerte de las galaxias.

Los cúmulos de galaxias son los entornos más extensos y extremos del universo y llegan a contener cientos e incluso miles de galaxias. Allí donde hay masa, hay gravedad, y la inmensa fuerza gravitacional presente en los cúmulos hace que las las galaxias se desplacen a velocidades vertiginosas, a menudo miles de kilómetros por segundo, y calienta el plasma que hay entre ellas hasta alcanzar temperaturas tan altas que arden con los rayos X.

En el inhóspito y denso interior de estos cúmulos, las galaxias interactúan intensamente con su entorno y entre ellas mismas. Son estas interacciones las que pueden aniquilar o extinguir su formación estelar.

El principal objetivo de la investigación colaborativa de VERTICO es, precisamente, entender qué mecanismos de enfriamiento detienen la formación de estrellas y cómo lo hacen.

El ciclo vital de las galaxias

 

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Si mueren será por alguna razón que no hemos llegado a conocer

 

Cuando las galaxias desfallecen en los cúmulos, el plasma intergaláctico elimina rápidamente el gas mediante un violento proceso denominado “despresurización por impacto” ( ram pressure stripping en inglés). Al acabar con el elemento que sirve de combustible para formar nuevas estrellas, la galaxia termina por desaparecer y se convierte en un ente inerte en el que la creación de estrellas es imposible.

Asimismo, las altas temperaturas que se producen en los cúmulos pueden interrumpir el enfriamiento del gas caliente y condensarlo sobre las galaxias. En dicho caso, el gas no es eliminado por el propio entorno, pero se consume durante la fase de formación de estrellas. Este proceso conduce a la lenta pero inevitable suspensión de la creación estelar, interrupción que recibe la ciertamente morbosa denominación de inanición o estrangulación.

Imagen de la galaxia espiral NGC 4330, perteneciente al Cúmulo de Virgo. El gas caliente despresurizado se muestra en rojo, mientras que la capa azul representa el gas apto para la formación de nuevas estrellas

Imagen de la galaxia espiral NGC 4330, perteneciente al Cúmulo de Virgo. El gas caliente despresurizado se muestra en rojo, mientras que la capa azul representa el gas apto para la formación de nuevas estrellas – Fossatie et al. (2018)

Aunque estos procesos varían de forma considerable, cada uno deja una huella única e identificable en el gas que da lugar al nacimiento de las estrellas. El objetivo principal de VERTICO es unir todas esas huellas para conformar una imagen que explique de qué manera producen modificaciones los cúmulos sobre las galaxias.

Tras décadas de trabajo en las que se ha intentado comprender cómo el entorno hace posible la evolución de las galaxias, nuestro propósito es añadir una nueva e importante pieza al puzle.

El estudio de un caso ideal

 

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El Cúmulo de Virgo está en la ubicación perfecta para llevar a cabo un estudio detallado de su entorno. Se trata del cúmulo de galaxias masivo más cercano a nosotros y se encuentra en proceso de formación, lo que significa que podemos obtener instantáneas de las diferentes fases del ciclo de la vida de las galaxias. Esto nos permite ampliar el cuadro que explica cómo se apaga la formación estelar en los cúmulos de galaxias.

Las galaxias del Cúmulo de Virgo han sido observadas desde prácticamente todas las longitudes de onda del espectro electromagnético (por ejemplo, de radio, óptica y ultravioleta), pero aún no se ha estudiado el gas que forma las estrellas con la sensibilidad y resolución necesarias, ya que la longitud de onda es milimétrica.

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VERTICO, una de las más importantes investigaciones sobre galaxias desarrolladas en ALMA hasta la fecha, podrá proporcionar mapas en alta resolución del hidrógeno molecular (el combustible para la formación estelar) de 51 galaxias.

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Gracias a los datos recopilados por ALMA en esta notable muestra de galaxias, será posible averiguar exactamente qué elementos están acabando con las galaxias de ambientes extremos, ya sean los mecanismos represivos, la despresurización por impacto o la inanición, y cómo lo están haciendo.

Al identificar la situación del gas que forma las estrellas dentro de galaxias en las que el entorno impide su nacimiento, VERTICO podrá realizar avances en el entendimiento de la evolución de las galaxias en las regiones más densas del universo.

Toby Brown es Postdoctoral Fellow en Astrofísica en la Universidad McMaster

Este artículo fue publicado originalmente en inglés en The Conversation.

Publicado en ABC Ciencia

¡La Vida! ¿Sabremos alguna vez cómo surgió en el Universo?

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en El Universo y la Vida    ~    Comentarios Comments (1)

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Nadie sabe cómo pudo “surgir” aquella primera célula replicante que inició la fascinante aventura de la vida, y, nos llevó a ese viaje alucinante que va desde la “materia inerte” hasta los pensamientos. Todos los planteamientos que podemos hacer… ¡Sólo son conjeturas que, más o menos acertadas nos quieren llevar a la verdad que no conocemos.

Resultado de imagen de Esporas de la vida La Panspermia

        La Panspermia es una de las maneras que se barajan para que la vida llegara hasta la Tierra

Galaxias, estrellas, mundos y… ¡Vida! Sabemos que los elementos materiales  la vida fueron creados en las estrellas. A partir del sencillo Hidrógeno, las estrellas, en sus hornos nucleares, fusionaron el helio para fabricar Carbono, Oxígeno, Nitrógeno y todos los demás materiales necesarios para la vida. Más tarde, depositados en un mundo adecuado… Se conformó aquella sustancia, ¡protoplasma vivo! del que surgió aquella primera célula replicante que comenzó la increíble aventura de la vida.

La evolución química es una evolución basada en procesos químicos, no biológicos, que comprenden el cambiar compuestos inorgánicos simples a compuestos orgánicos complejos. Al inicio de la historia de la Tierra, compuestos químicos simples de la atmósfera y el océano se unieron para formar sustancias más grandes y complejas. Como resultado la química de los océanos y la atmósfera cambió con el tiempo haciéndose más compleja.

Así, la vida, seguramente, fue el resultado de los mismos procesos químicos y físicos que formaron los océanos y la corteza continental de nuestro planeta. Sin embargo, la vida es distinta porque puede experimentar evolución darwiniana. La selección natural ha desempeñado un pepel fundamental en la evolución de plantas y animales durante los primeros tiempos de la historia de nuestro planeta, pero también dirigió la evolución química que hizo posible la propia vida. A grandes rasgos entendemos cómo pueden haber evolucionado las moléculas a partir de precursores simples presentes en la Tierra joven. Sin embargo, sigue siendo un misterio cómo las proteínas, los ácidos nucleicos y las membranas llegaron a interaccionar de  tan compleja.

Resultado de imagen de La vida, seguramente, fue el resultado de los mismos procesos químicos y físicos que formaron los océanos y la corteza continental de nuestro planeta

Cuando la Tierra comenzó a enfriarse, las sustancias químicas allí presentes, el agua comenzó a correr líquida para formar los océanos, la materia se hizó célula viva, y, hace ahora 3.800 millones de años que, la Vida, hizo acto de presencia para comenzar su evolución en un planeta amigable.

Según todos los indicios, en los primeros años del planeta, los continentes que hoy conocemos estaban todos unidos formando la denominada Pangea. El movimiento de las placas tectónicas terrestres logró que estos se separaran y, con el transcurso de millones de años, llegaron a adquirir la moderna forma que hoy conocemos. En todo ese transcurrir y, mientras tanto, una serie de  nuevas aparecieron para hacer posible el surgir de la vida.

           Y la materia evolucionó  alcanzar la Conciencia

En la Ciencia, todas las respuestas sugieren nuevas preguntas, así que no es de extrañar que al resolver dos de los grandes enigmas de la biología, Darwin y Pasteur pusieran al descubierto un misterio un misterio aún más profundo. Quizá la vida haya surgido siempre de la vida durante los últimos cuatro mil millones de años, pero en elgún , en algún sitio, en aquellos primeros tiempos de nuestro planeta, nuestros primeros antepasados tuvieron que surgir de alguna otra cosa.

Estromatolitos de los Andes Orientales en Cochabamba (Bolivia).

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Dickinsonia, fósil de la fauna de Ediacara.

Durante el Proterozoico se produjo la expansión de cianobacterias los estromatolitos alcanzaron su mayor abundancia y variedad. Una vez que se produjo la acumulación de oxigeno  libre se originaron las células eucariotas y pluricelulares. Durante este tiempo se produjo la simbiosis  los proto-eucariotas y mitocondrias (eucariotas) y cloroplastos (plantas y algunos protistas).

Los estromatolitos son estructuras estratificadas en diversas formas, formadas por la fijación de partículas carbonatadas de las cianobacteria, en aguas de poca profundidad que en la fotosíntesis liberan oxigeno y retiran de la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono. Su espesor no es mas que algunos milímetros y su  es plana a hemisférica y columnar, presenta poros. Las mas antiguas encontrados es el de Australia (Warrawoona), que datan 3500 millones de años. Abajo se contempla una muestra.

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En Australia fueron descubiertos los micro-organismos más antiguos. Se han encontrado evidencias de vida que datan de 3,700 millones de años en las tierras salvajes del río Giblin, los estromatolitos.

Son células que se agrupan en colonias formando rocas sedimentarias. Estas rocas se encuentran en mares cálidos y son el resultado de la unión de seres unicelulares, cianobacterias. Las rocas se forman muy lentamente, capa sobre capa y  una capa se muere se deposita el carbonato de calcio de sus paredes sobre la capa anterior.

Cianobacterias esenciales en la historia y el futuro del planeta

Las cianobacterias, también conocidas  algas verdes-azules, son un grupo de bacterias muy especiales que, hace 3.600 millones de años, inventaron la fotosíntesis y cambiaron drásticamente la evolución de la vida. Generaron y mantienen toda la existencia actual del planeta.

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CARACTERíSTICAS DE LAS CIANOBACTERIAS (CIANOFITAS O ALGAS VERDE-AZULES)

  1.  Son procariotas (sin núcleo verdadero)
  2. Viven medios húmedos (tierra) o acuáticos (agua dulce o salada), muy adaptables. Son planctónicas.
  3. Origen: más de 3000 millones de .
  4. Soportan altas temperaturas.
  5. Se desarrollan en  eutróficas formando grandes masas llamadas flores de agua.
  6. Producen sustancia antibióticas y poseen pigmentos como la clorofila.
  7. El 50% de los florecimientos producen toxinas.
  8. Se clasifican en varios tipos.

Volvox colonies

Existen bastantes antecedentes de intoxicaciones en humanos, tanto por consumo de agua, como por el hecho de estar en  con ella (bañarse). Son los invasores invisibles. Las cianobacterias son comunes actualmente en aquellos medios costeros en los que la elevada salinidad del agua u otras condiciones ambientales especialmente duras restringen la colonización por animales.

, sigamos con nuestra historia. Los estromatolitos son estructuras organo-sedimentarias laminadas (CaCO3), que crecen adheridas al sustrato y emergen verticalmente del mismo, produciendo estructuras de gran variedad morfológica, volumen y biogeográfica. Su inicial formación y desarrollo a lo largo del tiempo, se debe a la actividad de población microbianas, dominadas por cianobacterias que facilitan la precipitación de carbonatos.

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                                                          La microflora se presenta de muchas maneras

La microflora hace referencia a los microorganismos con un ancho menor a 0.1mm, en este grupo se encuentran las bacterias, hongos, algas y líquenes. Su presencia es fundamental en la formación del suelo pues ayudan con la transformación de la materia orgánica, la población bacteriana se ubica generalmente en el horizonte más superficial.

Ademas de las cianobacterias, la microflora puede incluir algas (verdes y diatomeas), hongos, crustáceos, insectos, esporas, polen, rodofitas, fragmentos y sedimentos de todo tipo. La variedad biológica de cada comunidad estromatolítica dependerá de  ambientales e hidrológicas: hipersalino, dulceacuícola, intermareales, submareales, fuertes corrientes, moderadas nulas, cálidos, templado, altitud (afecta a la exposición de la luz uv). En la superficie, es rugosa, porosa y cubierta por mucilago, filamentos, etc. Las partículas de carbonato van queda donde atrapadas, hasta que la cementación por crecimiento de cristales, forma una capa mas, de esta forma la estructura aumenta de tamaño.

Archivo:Mikrofossils hg.jpg

Microfósiles de sedimentos marinos. “Microfósil” es un término descriptivo que se aplica al hablar de plantas o animales fosilizados cuyo tamaño es menor de aquel que  llegar a ser analizado por el ojo humano. Normalmente se utilizan dos rasgos diagnósticos para diferenciar microfósiles de eucariotas y procariotas.

A partir de todos los fragmentos que la ciencia ha podido ir acumulando, ¿qué  de planeta podemos recomponer y qué procesos tuvieron que darse para que, la vida, tal como la conocemos pudiera surgir? Sin temor a equivocarnos podemos afirmar que, cuando se formó el mar de Warrawoona la Tierra ya era un planeta biológico. Además, las mediciones de isótopos de carbono indican que ya podía haber comenzado la gran liberación ecológica de la fotosíntesis. No podemos tener la certeza si entre los microorganismos de aquel entonces había cianobacterias reproductoras de oxígeno, pero la presencia de cualquier tipo de organismo fotosintético en el océano de Warrawoona es de por sí muy informativa, pues nos permite colocar un punto de calibración en el árbol de la vida.

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 El estudio que se lleva a cabo en múltiples Laboratorios repartidos por todo el mundo y que están centrados en la evolución molecular, microbiana, la extremofilia e incluso sobre la bioinformática y unidades de secuencia genómica, nos están llevando  nuevos conocimientos que confirman la evolución en el pasado.

En la nueva concepción de la evolución microbiana que simboliza el árbol, los organismos fotosintéticos aparecen relativamente tarde y se diversifican mucho después del origen de la vida y de la divergencia de los principales dominios de la biología. Si la materia orgánica de Warrawoona es producto de la fotosíntesis, hay que concluir que  entonces la evolución de la vida ya debía llevar en marcha un buen tiempo.

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Sin embargo hoy, la actividad humana está causando estragos.  De pronto una parcela del mar se queda prácticamente sin vida. Son las llamadas zonas muertas, y en ellas la supervivencia está casi enteramente reservada a algunos arcaicos y privilegiados microorganismos, fósiles vivientes de la Tierra primigenia.

Los científicos llevan observando este fenómeno cerca de un siglo. Pero lo que era un problema esporádico se ha ido convirtiendo en una plaga: desde los años 60, el  de zonas muertas crece exponencialmente.

“No existe otra variable de tanta importancia ecológica para los ecosistemas marinos costeros que haya cambiado tan drásticamente y en tan poco tiempo como el oxígeno disuelto”. Para estos científicos, la hipoxia en el mar, es decir, la caída de los niveles de oxígeno disuelto, es “uno de los mayores problemas ambientales de hoy”.

 problema me lleva a pensar que las observaciones geológicas indican que hace tres mil quinientos millones de años la atmósfera de la Tierra contenía nitrógeno, dióxido de carbono y vapor de agua, pero muy poco oxígeno libre. La mayoría de las inferencias acerca de ambientes antiguos se realizan a partir de pistas sutiles que nos proporcionan la geoquímica; la signatura sedimentaria del oxígeno, sin embargo, es muy llamativa: bandas de color rojo vivo en rocas con silex ricos en hermatita (Fe2 O3), un mineral de óxido de hierro.

Esta excavación al aire libre, en las Minas de Rio Tinto (Huelva) nos deja al descubierto los estratos en distintas capas a lo largo de miles de millones de años. El mineral de óxido de hierro está presente formando el llamado hierro en bandas (FHB)no se forman en los océanos actuales. De hecho, salvo una importante excepción, no se acumulan  hace 1.850 millones de años. Durante la primera mitad de la historia de la Tierra, en cambio, las FHB fueron un componente común en los sedimentos marinos..

La razón por la cual las FHB no se forman en la actualidad es que el hierro que llega a los océanos se encuentra de inmediato con el oxígeno y precipita en  de óxido de hierro; en consecuencia, la concentración de hierro en el agua de mar de los océanos actuales es extraordinariamente baja. En los mares del eón Arcaico, las FHB de las sucesiones sedimentarias debieron formarse por reacción del hierro con el oxígeno, ayudadas quizá por bacterias. Alternativamente, es posible que el hierro fuese oxidado por la radiación ultravioleta ya que ésta, al no existir un escudo de ozono eficaz, penetraba hasta la superficie del océano. Todo esto nos lleva a saber que, en el pasado, la atmósfera y los océanos contenían mucho menos oxígeno que en la actualidad.

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Todavía los expertos de la NASA, se preguntan como pudieron hallar múltiples formas de vida en estas aguas del Riotinto, cargadas de elementos pesados con un PH imposible para la vida, y, sin embargo, ahí están. Ricamente instalados en un entorno imposible que nada le  que envidiar a cualquier paraje de Marte.

En la actualidad, nuestros conocimientos de la vida y ambientes arcaicos son a un tiempo frustrantes y emocionantes: frustrantes por las pocas certezas que tenemos y, sólo muchas hipótesis a partir de los  dispersos que se van obteniendo, emocionante porque sabemos algo, por poco que esto pueda ser, es estimulante contar con un punto de partida que nos permita continuar en el estudio y la observación, seguir experimentando para que, algún día, sepamos a ciencia cierta, de donde pudo venir la vida.

Es verdad que las rocas más antiguas que podemos identificar nos indican la presencia de organismos complejos ¿qué clase de células vivían en aquellos tiempos aún más lejanos? En última instancia, ¡cuál será el verdadero origen de la vida?

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Cuando se formó el Sistema solar y con él la Tierra, los ingredientes de la vida ya estaban allí presentes. La energía de la Naturaleza llevó a las moléculas simples a combinarse y recombibarse, incrementando así la complejidad química  el punto en que surge un sistema eficaz y capaz de replicarse así mismo. La idea es poderosa y atractiva: La vida, aparentemente tan distinta del agua y la piedra, surgió por la acción de los mismos procesos planetarios que conformaron los rasgos físicos de la Tierra…Nos falta demostrarlo.

La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Esta situación orbital y sus características de masa la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con oxígeno,  imprescindibles para el desarrollo de la vida.

Hace unos 4.600 millones de años la corteza de la Tierra comenzó a consolidarse y las erupciones de los volcanes empezaron a formar la atmósfera, el vapor de agua y los océanos. El progresivo enfriamiento del agua y de la atmósfera permitió el nacimiento de la vida, iniciada en el mar en  de bacterias y algas, de las que derivamos todos los seres vivos que habitamos hoy nuestro planeta tras un largo proceso de evolución biológica.

Volvamos al tema principal: ¡La Vida!

Aun los organismos más simples son máquinas moleculares extraordinariamente sofisticadas. Las primeras formas de vida tenían que ser muchísimo más sencillas. Necesitamos encontrar una familia de moléculas lo bastante simples como para formarse por procesos químicos y lo bastante complejas como para servir de cimiento a la evolución de las células vivas. Una molécula capaz de contener información yb estructura suficientes como para replicarse a sí mismas y, al cabo, param dirigir la síntesis de otros componentes que puedan canalizar la replicación con una eficiencia  vez mayor.

ESTRUCTURA DE LA CÉLULA BACTERIANA

Unas moléculas, en fin, que pudieran  una trayectoria evolutiva que permitiera a la vida emanciparse de los procesos físicos que le dieron nacimiento, sintetizando las moléculas necesarias para el crecimiento en lugar de incorporarlas de su entorno y captando energía química o solar para alimentar el funcionamiento de la célula.

El descubrimiento de las enzimas de ARN, o ribosomas, realizado de forma independiente y aproximadamente al mismo tiempo por el bioquímico de Yale Sidney Altman, tuvo un efecto catalítico sobre el pensamiento acerca del origen de la vida.

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Los enzimas de ARN (llamadas “ribozimas” o “aptazimas”) son moléculas de ARN capaces de autorreplicarse a temperatura constante en ausencia de proteínas. Utilizan la llamada replicación cruzada, en la que dos enzimas se catalizan el uno al otro de  mutua. Este proceso permite entender cómo surgió la vida, pero los biotecnólogos las usan para algo mucho más prosaico. Estos enzimas de ARN pueden ser utilizados para detectar una gran variedad de compuestos, incluyendo muchos relevantes en diagnóstico médico. El compuesto orgánico se liga al aptazima, que se replica exponencialmente, amplificando exponencialmente la concentración del compuesto hasta permitir que sea fácilmente detectado.

En palabras del filósofo de la biología Iris Fry,  extraordinaria molécula se alzó como “el huevo y la gallina al mismo tiempo” en el rompecabezas del origen de la vida.

Sabemos que, en ciertas  prebióticas, los aminoácidos se forman fácilmente, así quedó demostrado por Stanley Miller en su famoso experimento. Como los ácidos nucléicos, pueden unirse para formar péptidos, las cadenas de aminoácidos que se pliegan para formar proteínas funcionales.

 

“Una de las mentes más originales del mundo”.

The Times.

 

                                                                             

¿Quién es  rebelde extraordinario? Se llama Freeman Dyson

Hay teorías  todos los gustos, y, el afamado Freeman Dyson, un renombrado físico que ha pensado profundamente sobre el origen de la vida, sugiere que en realidad la vida comenzó en dos ocasiones, una por la vía del ARN y otra vez por vía de las proteínas. Las células con proteínas y ácidos nucleicos interactivos habrían surgido más tarde en función proto-biológica.  Y, está claro que, la innovación por alianzas es uno de los principales temas de la evolución.

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    En el árbol de la vida, nosotros (tan importantes), sólo somos una pequeña ramita.

Hay muchos procesos que son de una importancia extrema en la vida de nuestro planeta y, dado que los organismos fotosintéticos (o quimiosintéticos) no pueden fraccionar isótopos de carbono en más de unas treinta parte por 1.000, necesitamos invocar la participación de otros metabolismos para poder explicar los resultados de las mediciones que se han realizado. Los candidatos más probables son bacterias que se alimentan de metano en los sedimentos. Estas bacterias obtienen tanto el carbono como la energía del gas natural (CH4) y, al igual que los organismos fotosintéticos, son selectivos con los isótopos. A causa de su preferencia química por el 12CHfrente al 13CH4, los microbios que se alimentan de metano fraccionan los isótopos de carbono en unas veinte o veinticinco partes por 1.000 en los ambientes donde el metano es abundante. ¿Habéis pensado en la posibilidad de que esos organismos fotosintéticos estén presentes en Titán? ¡El festín está servido!

La fotosíntesis anoxigénica se da en los organismos que utiliza la energía de la luz del sol, dióxido de carbono (sustrato a reducir) y sulfuro de hidrógeno (en lugar del agua)  dador de electrones que se oxida, se fabrican glúcidos y se libera azufre a el medio acuoso donde habitan o se aloja en el interior de la bacteria.

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Otra característica es que los organismos fotosintéticos anoxigénicos contienen bacterioclorofila, un tipo de clorofila exclusiva de los fotoorganotrofos, usan longitudes de onda de luz que no son absorbidas por las plantas. Estas bacterias contienen también carotenoides, pigmentos encargados de la absorción de la energía de la luz y posterior transmisión a la bacterioclorofila. El color de estos pigmentos dan el  a estas bacterias: bacterias púrpuras del azufre y bacterias verdes del azufre. En las cianobacterias los pigmentos captadores de luz son las ficobilinas, por lo tanto se les nombra, bacterias azules.

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Cualquiera de estas imágenes de arriba nos cuenta una larga y compleja historia de cómo, se pudieron formar  uno de los ahí representados, y, en cualquiera de sus fases, formas y colores, es toda una gran obra de la Ingeniería de la naturaleza.

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No pocas veces he dejado aquí constancia de que, el Universo, en todas sus regiones (por muy alejadas que estén), se rige por unas leyes que están presentes en todas , y, así lo confirman mil observaciones y mil proyectos que a tal efecto se han llevado a buen término. Por ejemplo, mediaciones precisas de isótopos de azufre en muestras de Marte traídas a la Tierra por meteoritos demuestran que muy pronto en la historia del planeta vecino el ciclo del azufre estaba dominado por procesos atmosféricos que producían un fraccionamiento independiente de la masa.

Valles en Marte. (ESA) La región de Valles Marineris, que  una longitud de 4.000 kilómetros y una anchura de 600 kilómetros, es el sistema de cañones más grande conocido en el sistema solar, con profundidades que llegan a los diez kilómetros.

Basándose es ente descubrimiento del fraccionamiento independiente de la masa, se dirigió la atención sobre las rocas terrestres más antiguas.  sorpresas de muchos geoquímicos, lo que se halló fue que el yeso y la pirita de las sucesiones sedimentarias más antiguas de la Tierra  también  en Marte, han dejado constancias del fraccionamiento independiente de la masa de los isótopos de azufre. Al igual que en Marte, en la Tierra primitiva la química del azufre se encontraba al parecer influenciada por procesos fotoquímicos que sólo pueden producirse en una atmósfera pobre en oxígeno. La oxígeno comenzó a acumularse en nuestra atmósfera a comienzos del eón Ptoterozoico. En suma, todos los caminos de la biogeoquímica llevan a Roma.

Dos equipos de investigadores descubren que el oxígeno gaseoso apareció en la atmósfera terrestre unos 100 millones de años  del evento de la gran oxidación de hace 2400 millones de años.

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El oxígeno es un gas muy reactivo, no existe de manera libre durante un largo período de tiempo, pues óxidos o reacciona con otras sustancias de manera rápida. Si está presente en la atmósfera es porque las plantas lo reponen continuamente. Antes de la invención de la fotosíntesis y durante muchos cientos de millones de años no había oxígeno libre en la Tierra.

En los estratos geológicos se pueden encontrar pruebas de la existencia de un momento en el que se produjo una gran oxidación mineral, prueba de que el oxígeno se encontraba ya libre en la atmósfera terrestre por primera vez y en gran cantidad. A este hecho se le ha denominado evento de gran oxidación, o GOE en sus siglas en inglés, y fue un hecho dramático en la historia de la Tierra. Este oxígeno permitió más tarde la aparición de vida animal compleja. Los geólogos creían que durante el GOE los niveles de oxígeno subieron rápidamente  niveles prácticamente despreciables.

¿Cómo respondió la vida a la revolución del oxígeno? Podemos imaginar, un “holocausto de oxígeno” que habría llevado a la muerte y la extinción a innumerables linajes de microorganismos anaeróbicos. Pero hace dos mil doscientos millones de años los ambientes anóxicos no desaparecieron; simplemente, quedaron relegados bajo una capa oxigenada de agua y sedimentos superficiales.

Aquello permitió a la Tierra dar cobijo a una diversidad biológica sin precedentes. Los microorganismos anaeróbicos mantuvieron un papel esencial en el funcionamiento de los ecosistemas, igual que en la actualidad.

Correr es un ejercicio aeróbico

En la primera fase de cualquier ejercicio aeróbico, el oxígeno se combina con la glucosa procedente del glucógeno. Al cabo de unos minutos, cuando el cuerpo nota que escasea el azúcar, empieza a descomponer las grasas. Entonces disminuye un poco el rendimiento, mientras el cuerpo se adapta al cambio de origen de su energía. Superado  punto, se vuelve a los niveles y sensaciones normales, pero se queman grasas en lugar de glucosa.

De otro lado, los organismos que utilizan, o al menos toleran el oxígeno se expandieron enormemente. La respiración aeróbica se convirtió en una de las formas principales de metabolismo en las bacterias, y las bacteria quimiosintéticas que obtienen energía de la reacción entre oxígeno e hidrógeno o iones metálicos se diversificaron a lo largo de la frontera ente ambientes ricos en oxígeno y ambientes pobres en oxígeno.  ese momento, la Tierra comenzó a convertirse en nuestro mundo.

Nuestro mundo, rico en agua líquida que cubre el 71% de la superficie del planeta, y, su atmósfera con un 78% (en volumen) de Nitrógeno, un 21 de Oxígeno y un 0,9 de Argón, además de dióxido de carbono, hidrógeno y otros gases en cantidades mucho menores que, permiten que nuestros organismos encuentren el medio idóneo  poder vivir. Otros muchos factores presentes en la Tierra contribuyen a que nuestra presencia aquí sea posible.

Algas Verdeazules (Cyanophyta).

Las algas verdeazuladas también son llamadas bacterias verdeazuladas porque carecen de membrana nuclear  las bacterias. Sólo existe un equivalente del núcleo, el centroplasma, que está rodeado sin límite preciso por el cromatoplasma periférico coloreado. El hecho de que éstas se clasifiquen como algas en vez de bacterias es porque liberan oxígeno realizando una fotosíntesis similar a la de las plantas superiores. Ciertas formas tienen vida independiente, pero la mayoría se agrega en colonias o filamentos. Su color varía desde verdeazulado hasta rojo o púrpura dependiendo de la proporción de dos pigmentos fotosintéticos especiales: la ficocianina (azul) y la ficoeritrina (rojo), que ocultan el color verde de la clorofila. Mientras que las plantas superiores presentan dos clases de clorofila llamadas A y B, las algas verdeazuladas contienen sólo la de tipo A, pero ésta no se encuentra en los cloroplastos, sino que se distribuye por toda la célula. Se reproducen por esporas o por fragmentación de los filamentos pluricelulares. Las algas verdeazuladas se encuentran en hábitats diversos de todo el mundo. Abundan en la corteza de los árboles, rocas y suelos húmedos donde realizan la fijación de nitrógeno. Algunas coexisten en simbiosis con hongos para formar líquenes. Cuando hace calor, algunas especies forman extensas y, a veces, tóxicas floraciones en la superficie de charcas y en las costas. En aguas tropicales poco profundas, las matas de algas llegan a constituir unas formaciones curvadas llamadas estromatolitos, cuyos fósiles se han encontrado en rocas formadas durante el precámbrico, hace más de 3.000 millones de años. Esto sugiere el papel tan importante que desempeñaron estos organismos cambiando la atmósfera primitiva, rica en dióxido de carbono, por la mezcla oxigenada que existe actualmente. Ciertas especies viven en la superficie de los estanques formando las “flores de agua”.

Ya hemos comentado que, si el oxígeno trajo consigo un cambio revolucionario, las heroínas de la revolución fueron las cianobacterias. Fósiles extraordinariamente bien conservados en síles de Siberia de mil quinientos millones de años de edad demuestran que las bacterias verdeazuladas se diversificaron tempranamente y se han mantenido hasta la actualidad sin alterar de manera sustancial su forma. La capacidad de cambiar con rapidez, pero persistir indefinidamente, compendia la evolución bacteriana.

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La resistencia general de las bacterias a la extinción es bien conocida. Las bacterias poseen tamaños poblacionales inmensos y pueden reproducirse rápidamente: no importa que por la mañana nos lavemos los dientes meticulosamente; a media tarde, las bacterias que hayan sobrevivido al cepillo se habrán multiplicado hasta el extremo de recubrir nuevamente el interior de la boca. Además, las bacterias saben habérselas muy bien con medios cambiantes. El aire, por ejemplo, está lleno de bacterias; un plato de leche colocado en el alfeizar de la ventana no tarda en fermentar. Lo que es más, las bacterias son muy buenas a la hora de resistir perturbaciones ambientales. Aunque la mayoría crece especialmente bien dentro de unos márgenes ambientales estrechos, son capaces de tolerar  extremas, al menos durante un tiempo.

Si miramos el tiempo que llevan aquí, como se pueden adaptar a condiciones que, ni en sueños podríamos hacerlo nosotros, y, sobre todo, si pensamos en la diversidad y en la inmensa cantidad y en que están ocupando (prácticamente) todas las regiones del planeta, tendremos que convenir que, es necesario saber cuanto más mejor de ellas y, es necesario que nos sumerjamos en los reinos de las pequeñas criaturas que, de una u otra , serán nuestra salvación o, podrían provocar nuestra extinción.

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También, en lugares como , pueden estar presentes esos pequeños seres.

The NGC3603 cluster

En este lugar, donde abundan los mundos…¿qué seres habrá? Ahí están presentes todos y cada uno de los elementos necesarios para la vida, y, simplemente con que uno sólo de  una infinidad de planetas se encuentre dentro de la zona habitable, podría contener un sin fin de formas de vida que, como aquí en la Tierra, hayan evolucionado y, ¿quién sabe? hasta es posible que esa clase de vida, pueda haber logrado los pensamientos, la imaginación, la facultad de ser conscientes.

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De todas las maneras…seguimos sin saber, de manera consistentemente científica, como pudo surgir las vida. Sólo tenemos vestigios que nos acercan a esa posible fuente, y, son muchas, las zonas oscuras que no dejan ver lo que allí ocurrió, lo que hizo la evolución o dejó de hacer y, las  primigenias que, posibilitaron que, en este pequeño planeta rocoso, emergieran formas de vida que evolucionadas han podido salir al exterior para ver lo que hay fuera.

¡Seguiremos buscando respuestas!

¡La Vida! Ese misterio, esa maravilla…que, cuando no podemos afirmar que sea sólo materia… Cuando en ella aparecen algunos ingredientes peculiares que, como la intuición, la imaginación, la curiosidad, y, ¡el Amor! Uno llega a sospechar que, seguramente hay algo más, mucho más que desconocemos sobre nosotros mismos y sobre otras criaturas que pueblan el nuestro y otros muchos mundos que en el Universo son.

emilio silvera

La Vía Láctea… ¡Esa desconocida!

Autor por Emilio Silvera    ~    Archivo Clasificado en La Vía Láctea    ~    Comentarios Comments (0)

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Es nuestra Galaxia y, sin embargo, no la podemos contemplar en su totalidad y como es en realidad. Es una paradoja que podamos otras situadas a miles de millones de años luz de nosotros pero, la nuestra no.

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Con 105.700 años luz de diámetro y nuestra actual tecnología, se hace imposible salir al exterior de la Galaxia para tomar una instantánea y poder verla tal como es.

 

Dicen que un enorme vacío hace que la Vía Láctea viaje por el Universo a dos millones de kilómetros por hora. Dos grandes fuerzas gobiernan su movimiento y la hace viajar a esa descomunal velocidad. Esa es la conclusión obtenida por un estudio que se publicó en Nature Astronomy.

La Vía Láctea vista desde el telescopio ALMA, en Chile. ESO / EPV

Mientras lee estas líneas, usted atraviesa el universo a una velocidad de dos millones de kilómetros por hora. No se trata de una fantasía, sino de un hecho contrastado que, hasta ahora, los astrónomos no sabían explicar del todo.

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La teoría más aceptada dice que el supercúmulo de Sharpley, la mayor concentración de galaxias en el universo cercano, nos atrae con su empuje gravitatorio, acelerando a la Vía Láctea a esa vertiginosa velocidad. Pero esa propuesta no cuadraba con las observaciones del movimiento y la trayectoria del grupo local, el cúmulo de galaxias que engloba a Andrómeda y la Vía Láctea, nuestro diminuto vecindario en la inmensidad del universo.

Ahora, un nuevo estudio publicado hoy apunta a un segundo culpable. Se trata de una enorme región del universo que está a unos 500 millones de años luz y que, en términos cosmológicos, está vacía.

Lo cierto es que nuestra galaxia es la única que no podemos ver directamente y, de ella, desconocemos aún, algunas cuestiones que las hemos clasificado en el ámbito de la conjetura.

“Hasta ahora solo existían pequeños indicios de este vacío y nadie había conseguido cuantificar sus efectos o localizarlo”

 

 

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El astrofísico Yehuda Hoffman, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y el resto de su equipo, ha realizado una simulación en tres dimensiones del movimiento de la Vía Láctea por el universo cercano. Se han basado en observaciones de la velocidad de 8.000 galaxias hechas con el telescopio espacial Hubble y otros instrumentos. Los resultados, publicados en Nature Astronomy, confirman la existencia de esa región con una baja densidad de estrellas y galaxias que repele a la Vía Láctea justo en la dirección del supercúmulo de Sharpley, que a su vez la atrae con la masa de sus miles de galaxias. La suma de ambas fuerzas hace que la Vía Láctea viaje a esos dos millones de kilómetros por hora respecto a la velocidad constante de la radiación cósmica de microondas, generada tras el Big Bang.

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El universo se expande a una velocidad definida por la constante de Hubble, explica Hoffman. Si se resta esa aceleración, el “efecto neto [de la nueva región] sobre la Vía Láctea es de repulsión”, explica. “Hasta ahora solo existían pequeños indicios de este vacío y nadie había conseguido cuantificar sus efectos o localizarlo”, señala. Este vacío, bautizado como repulsor dipolo, “aporta la otra mitad de la historia para explicar al completo el movimiento de la galaxia tal y como lo observamos”, resalta Hoffman.

El nuevo mapa muestra cómo el “atractor” y el “repulsor” influyen en un área del universo de unos 500 millones de años luz y que contiene otras grandes concentraciones de materia como el supercúmulo de Perseo-Piscis, el cúmulo de Hércules, la constelación de Lepus y Laniakea, el supercúmulo que habitamos los terrícolas. “Hasta donde sabemos esta es la mayor reconstrucción del universo local que se ha realizado”, asegura Hoffman.

La a región del universo descrita en el estudio no está realmente vacía, pero sí tiene menos estrellas y galaxias de lo normal y, por lo tanto, es mucho menos densa que las agrupaciones de cúmulos galácticos. El equipo de Hoffman espera que en el futuro se consiga observar la luz de estrellas en esta región.

El astrónomo añade que las características observadas para la Vía Láctea no tienen nada de especial en un universo que contiene unos dos billones de galaxias. “Su comportamiento parece muy común y encaja perfectamente con el modelo estándar de la cosmología”, que describe la estructura y evolución del universo a partir del Big Bang, resalta. “En este sentido, Copérnico tenía razón, no hay nada que nos haga especiales dentro del universo”, concluye.

Nature Astronomy