Un “mundo perdido” de nuevas especies podría existir bajo los hielos de la Antártida.
Las cuevas, excavadas por el vapor de volcanes activos, pueden llegar a estar hasta a 25 grados de temperatura, lo que aumenta las posibilidades de que todo un ecosistema de flora y fauna prospere bajo la superficie helada.
Las muestras fueron halladas en una cueva cerca del Monte Erebus, en la isla de Ross.
Bajo un denso manto de hielo, en las profundidades del continente antártico, podría haber plantas y animales viviendo el clima cálido de las cuevas subterráneas.
Todo un “mundo perdido” de animales y plantas desconocidos podría estar esperándonos en alguno de los vastos sistemas de cuevas subterráneas que hay justo debajo de los hielos perennes de la Antártida. La afirmación, que parece propia de una película de ciencia ficción, se basa en un estudio recién publicado en la revista Polar Biology.
La directora de la investigación, Ceridwen Fraser, de la Australian National University, sostiene que las cuevas, excavadas por el vapor de volcanes activos, pueden llegar a estar hasta a 25 grados de temperatura, lo que aumenta las posibilidades de que todo un ecosistema de flora y fauna esté prosperando bajo la superficie helada.
Grandes cuevas cálidas formadas por los volcanes crearon ecosistemas para la vida
El estudio se llevó a cabo en el Monte Erebus, un volcán activo situado en la isla de Ross y que cuenta con un extenso sistema de cuevas subterráneas, algunas de las cuales fueron visitadas por los investigadores.
Durante su estudio, los científicos analizaron muestras del suelo de algunas de esas cuevas y encontraron en ellas intrigantes muestras de ADN. Material genético procedente, en su mayor parte, de algas, musgos y algunos pequeños animales. Pero no todas las secuencias de ADN pudieron ser identificadas, lo que podría indicar la presencia de especies totalmente nuevas y desconocidas hasta ahora.
Quien sabe lo que nos podremos encontrar en esas regiones misteriosas de la Tierra
En palabras de la propia investigadora, “los resultados de este estudio nos dan una somera y tentadora idea de que podría haber algo vivo bajo los hielos de la Antártida, incluso podría tratarse de nuevas especies de animales y plantas. El siguiente paso es ir allí, echar un buen vistazo y ver si somos capaces de encontrar comunidades viviendo bajo los hielos”.
A pesar de las bajísimas temperaturas que reinan en el continente blanco, Fraser cree que el calor que emana de los volcanes podría convertir esas cuevas subterráneas en lugares muy hospitalarios, lo suficientemente calientes como “para pasear cómodamente en camiseta”, y además iluminados por la luz que se filtra a través del propio hielo.
Numerosas cuevas
En una exploración en la Antártida, investigadores descubrieron en unas cuevas cercanas al monte Erebus, un volcán activo, de la isla Ross, rastros de ADN desconocido.
Charles Lee, de la Universidad neozelandesa de Waikato, afirma por su parte que, además del Monte Erebus, existen muchos otros volcanes en la Antártida, por lo que los sistemas de cuevas subglaciales podrían ser bastante comunes.
“No sabemos aún cuántos de estos sistemas de cuevas pueden existir alrededor de los volcanes antárticos -asegura el investigador-, o lo interconectados que podrían estar estos sistemas subglaciales, ya que resultan muy difíciles de identificar y explorar”.
Según se afirma en el artículo de PolarBiology, hay más de 15 volcanes en la Antártida que están activos en la actualidad, o que muestran evidencias de haberlo estado muy recientemente. Y nuevos volcanes se descubren continuamente.
Nos podríamos llevar muchas sorpresas
Sin embargo, asegura Fraser, y a pesar de los recientes avances en la comprensión de la biodiversidad de la Antártida, “los científicos todavía saben muy poco acerca de la vida en sistemas de cuevas subglaciales del continente, que pueden albergar comunidades muy diversas y complejas”.
“Nuestros resultados -concluye la investigadora- destacan la importancia de investigar más y con mayor detalle estos sistemas de cuevas, a pesar de los desafíos y del esfuerzo que suponen los trabajos de campo en ese entorno. Un esfuerzo que vale la pena hacer para poder confirmar la presencia de seres vivos allí”.
Los habitantes de este mundo hemos, hemos conseguido construir un cuadro plausible del Universo, de la Naturaleza que tratamos de comprender. Hemos llegado a ser conscientes de que, en ella, en la Naturaleza, están todas las respuestas que buscamos y, nosotros mismos no hemos llegado a conocernos por ese mismo hecho de que formando parte de la Naturaleza, también somos parte del enigma que tratamos de desvelar.
Parece que ahora estamos entrando en la edad adulta, quiero significar que después de siglos y milenios de esporádicos esfuerzos, finalmente hemos llegado a comprender algunos de los hechos fundamentales del Universo, conocimiento que, presumiblemente, es un requisito de la más modesta pretensión de nuestra madurez cosmológica.
Sabemos, por ejemplo, dónde estamos, que vivimos en un planeta que gira alrededor de una estrella situada en el borde de la Galaxia espiral a la que llamamos Vía Láctea, cuya posición ha sido determinada con respecto a varios cúmulos vecinos que, en conjunto, albergan a unas cuarenta mil galaxias extendidas a través de un billón de años-luz cúbicos de espacio.
También sabemos más o menos, cuando hemos entrado en escena, hace unos cinco mil millones de años que se formaron el Sol y los planetas de nuestro Sistema Solar , en un Universo en expansión que probablemente tiene una edad entre dos y cuatro veces mayor. Hemos determinado los mecanismos básicos de la evolución de la Tierra, hallado prueba también de evolución química a escala cósmica y hemos podido aprender suficiente física como para comprender e investigar la Naturaleza en una amplia gama de escalas desde los Quarks saltarines en el “mundo” microscópico hasta el vals de las galaxias.
El Tiempo inexorable nunca dejó de fluir y mientras eso pasaba, nuestra especie evolucionaba, aprendía al observar los cielos y cómo y por qué pasaban las cosas. Hay realizaciones humanas de las que, en verdad, podemos sentirnos orgullosos. Aquellos habitantes de Sumer y Babilonia, de Egipto o China y también de la India y otros pueblos que dejaron una gran herencia de saber a los Griegos que pusieron al mundo occidental en el camino de la ciencia, nuestra medición del pasado se ha profundizado desde unos pocos miles de años a más de diez mil millones de años, y la del espacio se ha extendido desde un cielo de techo bajo no mucho mayor que la distancia que nos separa de la Luna hasta el radio de más de diez mil millones de años-luz del universo observable.
Estos dos genios señalaron el camino a seguir en el ámbito de lo muy pequeño y en el de lo muy grande
Tenemos razones para esperar que nuestra época sea recordada (si por ventura queda alguien para recordarlo) por sus contribuciones al supremo tesoro intelectual de toda la Humanidad unida al contexto del Universo en su conjunto por unos conocimientos que, aunque no suficiente, sí son los necesarios para saber dónde estamos y, ahora, debemos buscar la respuesta a esa pregunta: ¿Hacia dónde vamos?
Claro que, el futuro es incierto, no sabemos hacia dónde vamos
Como en la física, en el mundo y en nuestras vidas, también está presente el principio de incertidumbre y, de ninguna manera, podemos saber del mañana. Sin embargo, cuanto más sabemos del universo, tanto más claramente comprendemos lo poco que sabemos de él. La vastedad del Universo nos lleva a poder comprender algunas estructuras cósmicas y mecanismos que se producen y repiten como, el caso de la destrucción que nos lleva a la construcción. Es decir, una estrella masiva vieja explota y siembre el Caos y la destrucción en una extensa región del espacio, y, es precisamente ese hecho el que posibilita que, nuevas estrellas y nuevos mundos surgan a la vida. Sin embargo, la grandeza, la lejanía, esa inmensidad que se nos escapa a nuestra comprensión terrestre, nunca nos dejará comprender el universo en detalle y, siendo así, siempre tendremos secretos que desvelar y misterios que resolver.
Si añadimos a todo eso que, si poseyésemos un atlas de nuestra propia Galaxia y que dedicase una sola página a cada sistema estelar de la Vía Láctea (de modo que el Sol y sus planetas estuviesen comprimidos en una página), tal atlas tendría más de diez mil millones de volúmenes de diez mil páginas cada uno. Se necesitaría una biblioteca del tamaño de la de Harvard para alojar el Atlas, y solamente ojearlo al ritmo de una página por segundo nos llevaría más de diez mil años. Añádanse los detalles de la cartografía planetaria, la potencial biología extraterrestre, las sutilezas de los principios científicos involucrados y las dimensiones históricas del cambio, y se nos hará claro que nunca aprenderemos más que una diminuta fracción de la historia de nuestra Galaxia solamente, y hay cien mil millones de galaxias más.
Sabiendo todo todo esto, siendo consciente de que, realmente, es así, tendremos que convenir con el físico Lewis Thomas cuando dijo:
“El mayor de todos los logros de la ciencia del siglo XX ha sido el descubrimiento de la ignorancia humana”.
Sí, la ignorancia es la carga más pesada de la Humanidad
La ignorancia, como todo en el Universo, es relativa. Nuestra ignorancia, por supuesto, siempre ha estado con nosotros, y siempre seguirá estando, es una compañera con la que cargamos toda nuestra vida y que nos pesa. Algunos procuramos que pese lo menos posible para hacer más llevadero el viaje. Lo nuevo está en nuestras consciencias y de ellas, ha surgido nuestro despertar al comprender de sus abismales dimensiones, y es eso más que otro cosa, lo que señala la madurez de nuestra especie. El espacio puede tener un horizonte y el tiempo un final pero la aventura del aprendizaje siempre será interminable y eterno, quizá (no me he parado a pensarlo) pueda ser esa la única forma de eternidad que pueda existir.
No podemos comprend4erlo todo, y, cuando no sabemos… ‘Imaginamos!
La dificultad de explicarlo todo no se debe a nuestra debilidad mental, sino a la estructura misma del universo. En los últimos siglos hemos descubierto que la trama del cosmos puede abordarse en varios niveles diferentes. Mientras no se descubre el siguiente nivel, lo que ocurre en el anterior no se puede explicar, sólo puede describirse. En consecuencia, para el último nivel que se conoce en cada momento nunca hay explicaciones, sólo puede haber descripciones.
La Ciencia es intrínsicamente abierta y exploratoria, y comete errores todos los días. En verdad, ese será siempre su destino, de acuerdo con la lógica esencial del segundo teorema de incompletitud de Kurt Gödel. El teorema demuestra que la plena validez de cualquier sistema, inclusive un sistema científico, no puede demostrarse dentro del sistema. Es decir, tiene que haber algo fuera del marco de cualquier teoría para poder comprobarla. La lección que podemos haber aprendido es que, no hay ni habrá nunca una descripción científica completa y comprensiva del universo cuya validez pueda demostrarse.
No es que pertenezcamos al Universo, formamos parte de él
Y, a todo esto, debemos alegrarnos de que así sea, de que no podamos comprender el Universo en toda su inmensa dimensión y diversidad. Nuestras mentes necesitan que así sea y, tendrán, de esa manera, el escenario perfecto para seguir creciendo a medida que busca todas esas respuestas que nos faltan y, lo bueno del caso es que, cada respuesta que encontramos, viene acompañada de un montón de nuevas preguntas y, de esa manera, esa historia interminable de nuestra aventura del saber…llegará hasta la eternidad de nuestro tiempo que, necesariamente, no tiene por que ser el tiempo del universo.
Quisiera saber que es…
¡Qué es una Nebulosa? ¿Cómo se forma?
¡Que es una estrella supermasiva? ¿En qué se convierte cuando agota su combustible nuclear?
¿Qué es un Cuásar?
¿Qué es la materia cósmica?
¿Qué es la radiación de fondo cósmico?
¿Cuántas clases de estrellas pueden existir?
¿Cuánto puede pesar 1 cm3 del material de una estrella de Neutrones? ¿Será cierto que 1 cm3 podría pesar unos mil millones de toneladas? Y, ¿Cómo la materia se puede comprimir tanto? ¿En que clase de materia se ha convertido una Singularidad de Agujero Negro?
Y tantas cosas más que desconocemos, de las que destacaría la Vida, su presencia en el Universo, y, como pudo pasar que, tantos parámetros complejos vinieran a confluir para hacerlo posible.
“Quizá el volcán más famoso por la poderosa explosión de la erupción de 1883 que mató a decenas de miles de personas, la ceniza de su violenta erupción podría también haber alterado temporalmente el clima de la Tierra hace 1500 años.
En 1927, las erupciones causaron al pequeño Anak Krakatau a salir del mar, y la emergente isla volcánica continua creciendo a una velocidad media de 2 cm por día.
La última erupción del Anak Krakatau empezó en abril de 2008 y todavía continúa hoy.
Retratado arriba , el Anak Krakatau aparece en erupción desde Rakata , la principal isla del grupo Krakatoai.
Más arriba, algunas estrellas entre las que se encuentra el Gran Caroo son claramente visibles.
La imagen fue tomada a través de un árbol que recientemente había sido engullido por el mar.”
La unívoca asociación de los volcanes activos con las zonas de subducción de las grandes placas tectónicas permite localizar casi todas las erupciones recientes alrededor del océano Pacífico y, sobre todo, en América central, Sudamérica, Filipinas, Japón y Kamchatka. Una categoría menos común incluye los volcanes asociados a los puntos calientes, donde las placas tectónicas se ven atravesadas por flujos magmáticos procedentes del manto, a la cual pertenecen los volcanes de Hawái y África central.
LA ERUPCIÓN VOLCÁNICA DE THERA
“A mediados del Segundo Milenio a.C., se produjo en la isla cicládica de Thera (Santorini) una gran erupción volcánica que culminó con la explosión de la caldera, y que iría acompañada de un importante maremoto. La fecha aproximada en que se produjo tal suceso fue el 1627 a.C. Uno de los primeros arqueólogos que interpretó las características y consecuencias de la erupción de Thera fue el griego Spyridon Nikolaou Marinatos (1901-1974), que excavó allí el yacimiento de Akrotiri, excelentemente conservado. En su artículo “La destrucción volcánica de la Creta minoica” (Antiquity, 1939), Marinatos indica que la erupción acaecida en Thera pudo verse acompañada de movimientos sísmicos y lluvias de ceniza que habrían causado graves daños en buena parte de los centros minoicos. Además, un gran tsunami suscitado por el hundimiento de la bóveda del volcán habría destruido casi todos los barcos amarrados en las costas cretenses. Esta circunstancia permitiría a los micénicos del continente hacerse con el control de la conmocionada isla de Creta. Para extraer sus conclusiones, Marinatos tuvo sin duda en cuenta los efectos devastadores provocados en 1883 por la erupción volcánica del Krakatoa, en el archipiélago indonesio. Al ser la caldera de Thera varias veces mayor que la del Krakatoa, era fácil asignar a la erupción cicládica consecuencias que hubieran afectado a gran parte del Egeo. Tanto Chadwick como Treuil indican que la pretensión de identificar la erupción de Thera con la destrucción de los palacios cretenses supone forzar la cronología, pues al menos unos cincuenta años separaron ambos acontecimientos. Mientras que la erupción volcánica de Thera parece situarse a fines del Minoico Reciente IA, los destrozos constatados en Creta acaecieron en el Minoico Reciente IB. Las diferencias tipológicas entre las cerámicas que en Thera conocieron la catástrofe volcánica y las cerámicas que estaban entre las ruinas de los palacios cretenses intentaron ser soslayadas por Marinatos aludiendo a un retraso provincial de Thera con respecto a Creta, su punto de referencia culturalmente superior. Por muy tarde que se manifestaran en Creta las consecuencias de la erupción cicládica, medio siglo nos resulta una distancia temporal casi insalvable.”
Vesubio en Italia
Krakatoa en Indonesia
St. Helens en el Estado de Washington
Las erupciones históricas más conocidas son las Théra, en Grecia (alrededor del 1.500 a. C.), del Vesubio en Italia (79 a. C.) y del Krakatoa (1.883 d. C.) en Indonesia, y el del monte St. Helens en el estado de Washington en 1.980. Éste último caso es la erupción volcánica mejor estudiada hasta la fecha. Se conoce, no solamente el volumen de los depósitos expulsados (0’18 Km3) y de lava (0’5 Km3), sino también un detallado desglose de la energía relacionada con la erupción.
Los habitantes de este mundo hemos, hemos conseguido construir un cuadro plausible del Universo, de la Naturaleza que tratamos de comprender. Hemos llegado a ser conscientes de que, en ella, en la Naturaleza, están todas las respuestas que buscamos y, nosotros mismos no hemos llegado a conocernos por ese mismo hecho de que formando parte de la Naturaleza, también somos parte del enigma que tratamos de desvelar.
Parece que ahora estamos entrando en la edad adulta, quiero significar que después de siglos y milenios de esporádicos esfuerzos, finalmente hemos llegado a comprender algunos de los hechos fundamentales del Universo, conocimiento que, presumiblemente, es un requisito de la más modesta pretensión de nuestra madurez cosmológica.
El Sistema Solar está situado en uno de los brazos espirales de la Vía Láctea (en el Brazo de Orión) en su periferia, a unos 27.000 años luz del centro de la Galaxia
Sabemos, por ejemplo, dónde estamos, que vivimos en un planeta que gira alrededor de una estrella situada en el borde de la Galaxia espiral a la que llamamos Vía Láctea, cuya posición ha sido determinada con respecto a varios cúmulos vecinos que, en conjunto, albergan a unas cuarenta mil galaxias extendidas a través de un billón de años-luz cúbicos de espacio.
También sabemos más o menos, cuando hemos entrado en escena, hace unos cinco mil millones de años que se formaron el Sol y los planetas de nuestro Sistema Solar , en un Universo en expansión que probablemente tiene una edad entre dos y cuatro veces mayor. Hemos determinado los mecanismos básicos de la evolución de la Tierra, hallado prueba también de evolución química a escala cósmica y hemos podido aprender suficiente física como para comprender e investigar la Naturaleza en una amplia gama de escalas desde los Quarks saltarines en el “mundo” microscópico hasta el vals de las galaxias.
Para cada punto del espacio-tiempo, la ecuación de campo de Einstein describe cómo el espacio-tiempo se curva por la materia y tiene la forma de una igualdad local entre un tensor de curvatura para el punto y un tensor que describe la distribución de materia alrededor del punto:
El Tiempo inexorable nunca dejó de fluir y mientras eso pasaba, nuestra especie evolucionaba, aprendía al observar los cielos y cómo y por qué pasaban las cosas. Hay realizaciones humanas de las que, en verdad, podemos sentirnos orgullosos. Aquellos habitantes de Sumer y Babilonia, de Egipto o China y también de la India y otros pueblos que dejaron una gran herencia de saber a los Griegos que pusieron al mundo occidental en el camino de la ciencia, nuestra medición del pasado se ha profundizado desde unos pocos miles de años a más de diez mil millones de años, y la del espacio se ha extendido desde un cielo de techo bajo no mucho mayor que la distancia que nos separa de la Luna hasta el radio de más de diez mil millones de años-luz del universo observable.
Tenemos razones para esperar que nuestra época sea recordada (si por ventura queda alguien para recordarlo) por sus contribuciones al supremo tesoro intelectual de toda la Humanidad unida al contexto del Universo en su conjunto por unos conocimientos que, aunque no suficiente, sí son los necesarios para saber dónde estamos y, ahora, debemos buscar la respuesta a esa pregunta:
¿Hacia dónde vamos?
Claro que, el futuro es incierto
Como en la física, en el mundo y en nuestras vidas, también está presente el principio de incertidumbre y, de ninguna manera, podemos saber del mañana. Sin embargo, cuanto más sabemos del universo, tanto más claramente comprendemos lo poco que sabemos de él. La vastedad del Universo nos lleva a poder comprender algunas estructuras cósmicas y mecanismos que se producen y repiten como, el caso de la destrucción que nos lleva a la construcción. Es decir, una estrella masiva vieja explota y siembre el Caos y la destrucción en una extensa región del espacio, y, es precisamente ese hecho el que posibilita que, nuevas estrellas y nuevos mundos surjan a la vida. Sin embargo, la grandeza, la lejanía, esa inmensidad que se nos escapa a nuestra comprensión terrestre, nunca nos dejará comprender el universo en detalle y, siendo así, siempre tendremos secretos que desvelar y misterios que resolver.
Hasta llegar aquí, hicimos un largo recorrido
Si añadimos a todo eso que, si poseyésemos un atlas de nuestra propia Galaxia y que dedicase una sola página a cada sistema estelar de la Vía Láctea (de modo que el Sol y sus planetas estuviesen comprimidos en una página), tal atlas tendría más de dies mil millones de volúmenes de diez mil páginas cada uno. Se necesitaría una biblioteca del tamaño de la de Harvard para alojar el Atlas, y solamente ojearlo al ritmo de una página por segundo nos llevaría más de diez mil años. Añádance los detalles de la cartografía planetaria, la potencial biología extraterrestre, las sutilezas de los principios científicos involucrados y las dimensiones históricas del cambio, y se nos hará claro que nunca aprenderemos más que una diminuta fracción de la historia de nuestra Galaxia solamente, y hay cien mil millones de galaxias más.
Sabiendo todo todo esto, siendo consciente de que, realmente, es así, tendremos que convenir con el físico Lewis Thomas cuando dijo: “El mayor de todos los logros de la ciencia del siglo XX ha sido el descubrimiento de la ignorancia humana”.
La ignorancia, como todo en el Universo, es relativa. Nuestra ignorancia, por supuesto, siempre ha estado con nosotros, y siempre seguirá estando, es una compañera con la que cargamos toda nuestra vida y que nos pesa. Algunos procuramos que pese lo menos posible para hacer más llevadero el viaje. Lo nuevo está en nuestras consciencias y de ellas, ha surgido nuestro despertar al comprender de sus abismales dimensiones, y es eso más que otro cosa, lo que señala la madurez de nuestra especie. El espacio puede tener un horizonte y el tiempo un final pero la aventura del aprendizaje siempre será interminable y eterno, quizá (no me he parado a pensarlo) pueda ser esa la única forma de eternidad que pueda existir.
La ciencia tiene límites, nunca alcanzará la completitud del saber del mundo
La dificultad de explicarlo todo no se debe a nuestra debilidad mental, sino a la estructura misma del universo. En los últimos siglos hemos descubierto que la trama del cosmos puede abordarse en varios niveles diferentes. Mientras no se descubre el siguiente nivel, lo que ocurre en el anterior no se puede explicar, sólo puede describirse. En consecuencia, para el último nivel que se conoce en cada momento nunca hay explicaciones, sólo puede haber descripciones.
La Ciencia es intrínsicamente abierta y exploratoria, y comete errores todos los días. En verdad, ese será siempre su destino, de acuerdo con la lógica esencial del segundo teorema de incompletitud de Kurt Gödel. El teorema demuestra que la plena validez de cualquier sistema, inclusive un sistema científico, no puede demostrarse dentro del sistema. Es decir, tiene que haber algo fuera del marco de cualquier teoría para poder comprobarla. La lección que podemos haber aprendido es que, no hay ni habrá nunca una descripción científica completa y comprensiva del universo cuya validez pueda demostrarse.
No es que pertenezcamos al Universo, formamos parte de él
Y, a todo esto, debemos alegrarnos de que así sea, de que no podamos comprender el Universo en toda su inmensa dimensión y diversidad. Nuestras mentes necesitan que así sea y, tendrán, de esa manera, el escenario perfecto para seguir creciendo a medida que busca todas esas respuestas que nos faltan y, lo bueno del caso es que, cada respuesta que encontramos, viene acompañada de un montón de nuevas preguntas y, de esa manera, esa historia interminable de nuestra aventura del saber…llegará hasta la eternidad de nuestro tiempo que, necesariamente, no tiene por que ser el tiempo del universo.
En matemáticas se pueden trazar líneas precisas y concretas que dividan en dos clases entes de naturaleza matemática. Una estructura geométrica se superponer o no a su imagen especular. Una estructura asimétrica puede tener una lateralidad a la derecha o bien a la izquierda. Immanuel Kant, el gran filósofo germano del siglo XVIII, fue el primer pensador eminente que encontró un significado filosófico profundo a las reflexiones especulares.
A Kant le parecía enigmático y misterioso que un objeto asimétrico pueda existir en cualquiera de sus dos imágenes frente a un espejo. Parece magia que, poniendo algunas cosas ante un espejo y mirando esa imagen especular, las cosas puedan parecer tan diferentes y, sin embargo, así resultan ser.
Cualquier entero positivo es par o impar, y no hay ninguno de tales números para el cual su situación a este respecto ofrezca la menor duda. Pero en el mundo, si exceptuamos el nivel subatómico de la teoría cuántica, las lineas divisortias son casi siempre difusas. El alquitrán, ¿es sólido o líquido?. Lo cierto es que, la mayoría de las propiedades físicas se “mueven” en un espectro continuo que hace que vayan cambiando de manera imperceptible de un extremo a otro del mismo.
La palabra quiral fue introducida por William Thomson (Lord Kelvin) en 1894 designar objetos que no son superponibles con su imagen especular. Aplicado a la química orgánica, podemos decir que una molécula es quiral cuando ella y su imagen en un espejo no son superponibles.
La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.
En estos dibujos podemos ver la molécula de Bromocloroyodometano y su enantiómero reflejado en el espejo. Una vez para la prueba, puse en encima de una mesa unos modelos tridimensionales de los poliedros enantiamorfos y delante de ellos puse un espejo que reflejaba la figura especular que de dicha puesta en escena resultaba. Las dos escenas (la real y la especular) eran exactamente iguales en lo que hace referencia a sus propiedades geométricas. A una de las aristas de cada una de las figuras le corresponde una de la misma longitud en la otra. Todo ángulo de una estaba emparejado al duplicado suyo de la otra. Ninguna medida o inspección de cualquiera de ellas reveló ni una sola característica geométrica que no tuviera la otra. En ese sentido, son figuras congruentes idénticas. ¡Pero, evidentemente, no eran idénticas!
Espejos planos
Cuando nos ponemos delante del espejo podemos comprobar que en él, aparecen cosas sorprendentes en cuanto a que no se pueden superponer las figuras del modelo con la figura especular. Una simple mano abierta y puesta delante del espejo resulta totalmente diferente en un lado y en el otro de la superficie especular. ponerte delante del espejo y levantar ambos brazos a media altura con las dos manos abiertas y, de manera sorprendente verás que, la figura que aparece en el espejo muestra tu mano y brazo derecho como izquierdo y el izquierdo como derecho.
La propiedad de las manos, conocida por los químicos como quiralidad, es una característica que poseen muchas moléculas cuya disposición de los átomos no es completamente simétrica. Una molécula quiral se presenta en dos formas que son más bien como un par de guantes. Dos guantes, uno diestro y otro zurdo, son esencialmente idénticos, con los mismos componentes básicos, cuatro dedos y un pulgar, y la misma función de mantener las manos cómodas y protegidas. Pero, evidentemente, no son exactamente iguales: no se puede girar o voltear un guante de un par que se superponga perfectamente en el otro. Pero si lo miras en un espejo, un guante de la mano izquierda se convierte en uno de la mano derecha.
Explosiones estelares que han tenido que influir en la Tierra
Cuando las estrellas son muy masivas como es el caso de Eta Carinae, tienen un final explosivo como Supernova y, esparcirán materiales por una extensa región interestelar convirtiéndose en una estrella de neutrones o en un Agujero negro.
¿Por qué la biología utiliza sólo una de las dos formas especulares de la imagen en la que las moléculas más complejas pueden existir? La última respuesta dada a esta pregunta afecta al campo de la astrofísica, la física de partículas y la bioquímica. La conclusión del último estudio dice que las explosiones estelares conocidas como supernovas son las culpables de que se produzca el fenómeno.
La Naturaleza, como siempre he dicho aquí, tiene muchos secretos que no hemos llegado a comprender. El paso del tiempo con el cambio de temperaturas convierte en líquido, gas o sólido algunos materiales y, a otros, los deforma hasta perder su estructura original convertirlos en lo que no eran. Nada permanece, todo cambia. Sea cual fuere la línea de división, habrá algunos casos en los que no podamos definirla y, en otros, habrá objetos tan próximos a ella que el lenguaje ordinario no será lo suficientemente preciso como para poder afirmar a qué lado pertenece. Y, la propiedad de la vida, está, precisamente, en uno de esos continuos.
Para probar esto basta que consideremos los virus: son las estructuras biológicas más pequeñas que se conocen con la propiedad de poder “comer” (absorber sustancias situadas en sus proximidades), crecer y fabricar copias exactas de sí mismas.
Son mucho más pequeños que una bacteria (en realidad, algunos virus infectan las bacterias) y pasan sin dificultad a través de un filtro de que, aunque a nosotros nos parezca que está completamente sellada y su superficie es totalmente hermética y lisa, para ellos, tan “infinitamente” pequeños, ofrece miles de huecos por los que poder colarse.
Nuevas grabaciones en vídeo de un virus que infecta a las células sugiere que los virus se expanden mucho más rápido de lo que pensábamos. El descubrimiento de este mecanismo permitirá crear nuevos fármacos para hacer frente a algunos virus. En la punta de un alfiler caben millones de ellos. De hecho, los virus tienen el tamaño de una décima de micrómetro (diezmillonésima del metro).
El mundo de lo muy pequeño es fascinante y, a veces, aterrador, por ejemplo, si hablamos de átomos, se necesitarían aproximadamente una cantidad para nosotros inconmensurable de átomos (602.300.000.000.000.000.000.000) para lograr un gramo de materia. Fijaos que hablamos de lo pequeño que pueden llegar a ser los virus y, sin embargo, el Hidrógeno con un sólo protón es el átomo más ligero y su masa es 400.000 veces menor que la masa de un virus, como dije, el organismo vivo más pequeño que se conoce. El virus más diminuto conocido mide unos o,00000002 m; su tamaño es 2.000 veces mayor que el del átomo. Y, en la punta del alfiler que antes mencionamos cabrían 60.000.000.000 (sesenta mil millones) de átomos.
Los virus son nanomáquinas enormemente dañinas que están formados por una sencillisima estructura. Tanto es así que se dice que son entidades biológicas a caballo entre la materia inerte y la materia viva. Básicamente constan de una envuelta externa llamada cápsida’, formada por proteínas, que se encarga de preservar el ADN en el interior. Los virus no presentan ninguna función metabólica, y consiguen reproducirse parasitando la maquinaria molecular de una célula huésped. El interés por estudiar en profundidad los virus no sólo proviene de la motivación por erradicar las enfermedades que estos producen, sino también de su estudio materiales. Las cápsidas de los virus son extraordinariamente resistentes.
Como los virus son menores que la longitud de onda de la luz, no pueden observarse con un microscopio luminoso ordinario, pero los bioquímicos disponen de métodos ingeniosos que les permiten deducir su estructura, ya que pueden verlos mediante bombardeos con rayos X u otras partículas elementales.
En rralidad, es decir que un cristal “crece”, pero lo hace de un modo ciertamente trivial. Cuando se encuentra en una solución que contiene un compuesto semejante a él, dicho compuesto se irá depositando sobre su superficie; a medida que esto ocurre, el cristal se va haciendo mayor, pero el virus, igual que todos los seres vivos, crece de una manera más asombrosa: toma elementos de su entorno, los sintetiza en compuestos que no están presentes en el mismo y hace que se combinen unos con otros de tal manera que lleguen a dar una estructura compleja, réplica del propio virus.
Los virus sólo se multiplican en células vivientes. La célula huésped debe proporcionar la energía y la maquinaria de síntesis, también los precursores de bajo peso molecular para la síntesis de las proteínas virales y de los ácidos nucleicos. El ácido nucleico viral transporta la especificidad genética para cifrar todas las macromoléculas específicas virales en una altamente organizada.
El poder que tienen los virus de infectar, e incluso matar, un organismo, se debe precisamente a esto. Invade las células del organismo anfitrión, detiene su funcionamiento y lo sustituye, por decirlo de alguna manera, por otros nuevos. Ordena a la célula que deje de lo que normalmente hace para que comience a fabricar las sustancias necesarias para crear copias de sí mismo, es decir, del virus invasor.
El primer virus que se descubrió, y uno de los más estudiados, es el virus sencillo que produce la “enfermedad del mosaico” en la planta del tabaco. Cristaliza en de barras finas que pueden observarse a través del microsopio electrónico. Recientemente se ha descubierto que cada barra es, en realidad, una estructura helicoidal orientada a la derecha, formada por unas 2.000 moléculas idénticas de proteína, cada una de las cuales contiene más de 150 subunidades de aminoácidos.
Las moléculas de proteínas se enrollan alrededor de una barra central imaginaria que va de un extremo a otro del cristal. Sumergido en la proteína (y no en la central, como podría pensar un estudiante) hay una única hebra helicoidal, enroscada hacia la derecha, de un compuesto de carbono llamado ácido nucleico. El ácido nucleico es una proteína, pero igual que éstas es un polímero: un compuesto con una molécula gigante formada por moléculas más pequeñas enlazadas de manera que formen una cadena.
Un polímero es una macromolécula en la que se repite n veces la misma estructura básica (monómero). En el caso del hule, las cadenas pueden tener n=20 000 n=100 000. Los polímeros son los más nuevos de los tres tipos de materiales y al mismo tiempo, los más antiguamente conocidos por el hombre. Un polímero es un compuesto que consiste en moléculas de cadena larga. Cada molécula esta hecha de unidades repetitivas que se conectan entre sí.
La doble hélice del ADN consiste en dos polinucleótidos enlazados a través de puentes de hidrógeno entre bases de cadena. b) Una timina de un lado se une con una adenina del otro. c) Una citosina con una guanina. Las unidades menores , llamadas nucleótidos están constituidas por átomos de Carbono, Oxñigeno, Nitrógeno, Hidrógeno y Fósforo; pero donde las proteínas tienen unas veinte unidades de aminoácidos, el ácido nucleico tiene solamente cuatro nucleótidos distintos. Se pueden encadenar miles de nucleótidos entre sí, como lo hacen las subunidades de aminoácidos de las proteínas en una variedad prácticamente infinita de combinaciones, para formar cientos de miles de millones de moléculas de ácido nucleico. Exactamente igual que los aminoácidos, cada nucleótido es asimétrico y orientado a la izquierda. A causa de ello, la espina dorsal de una molécula de ácido nucleico, igual que la de una molécula de proteína, tiene una estructura helicoidal orientada hacia la derecha.
Recientemente se han descubiertos unas moléculas sorprendentes con irregularidades en su quiralidad. Por ejemplo, existen segmentos anómalos de ADN que se enroscan al reves. Este ADN “zurdo” se halló por primera vez en un tubo de ensayo, pero en 1987 se ideó un procedimiento para identificar dichos segmentos anómalos en células vivas. El papel del ADN invertido no está claro, y pudiera estar implicado en los mecanismos que ponen en marcha mutaciones que nos lleven a ser hombres y mujeres del futuro con otros “poderes” que vayan más allá para que, de esa manera, podamos llegar a comprender la Naturaleza de las cosas y, en definitiva, nuestra propia naturaleza que sigue siendo un gran misterio para nosotros.
Una cosita tan pequeñita… ¡tendría tanto que contarnos! La quiralidad está a menudo asociada a la presencia de carbonos asimétricos. Un carbono asimétrico es aquel que se une a cuatro sustituyentes diferentes. Un ejemplo de carbono asimétrico lo tenemos en la molécula de Bromocloroyodometano. El carbono está unido a bromo, cloro, yodo e hidrógeno, cuatro sustituyentes diferentes que lo convierten en quiral o asimétrico. La molécula y su imagen en un espejo son diferentes, ningún giro permite superponerlas. La relación entre una molécula y su imagen especular no superponible es de enantiómeros.
Lo cierto es que todo está hecho de esas pequeñas partículas… Quarks y Leptones. Las estudiamos y observamos los comportamientos que en situaciones distintas puedan tener y, una de las cuestiones que resultó curioso constatar es que, existen partículas subatómicas que podríamos llamar pares y otras que podríamos llamar impares, porque sus combinaciones y desintegraciones cumplen las mismas propiedades que la suma de enteros pares e impares. Una partícula de paridad par puede partirse en dos de paridad par, o en dos de paridad impar, pero nunca en una de paridad par y otra de paridad impar (esto implica la conservación de la paridad). Y, de la misma manera que existen principios de ocnservación para la paridad, el angular, la materia…, también es un hecho irreversible ese principio que nos lleva a saber que, a partir de la materia “inerte”, surgieron los “seres” más pequeños que conocemos y que hicieron posible el surgir de la inmensa variedad de formas de vida que la evolución hizo llegar hasta nosotros que, estamos aquí hablando de todas estas cuestiones curiosas que nos llevan a saber, un poco más, del mundo en el que vivimos, de la Naturaleza y, de nosotros.
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Inocentes como ellos
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por Emilio Silvera ~
Clasificado en Naturaleza misteriosa ~
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somos parte del enigma que tratamos de desvelar.
