Texto publicado por SUEÑOS;

Primera,
Zoología.

Cómo una hormiga obrera sucede en el trono a una reina muerta o
desaparecida.

¿Qué es lo que hace que una hormiga obrera, aparentemente corriente, se
convierta en aspirante al trono y acceda al puesto de reina cuando éste
queda vacante? Una nueva investigación lo aclara a fondo en el caso de las
hormigas de la especie Harpegnathos saltator, y revela que la dopamina tiene
un papel fundamental. La dopamina es un neurotransmisor común en el reino
animal, y que los humanos conocemos bien porque, entre otras funciones,
interviene en la sensación de placer que nos provocan cosas tales como el
sexo o la comida sabrosa.

El comportamiento de pelea ritualizado de dicha especie de hormigas está
conectado a incrementos en los niveles de dopamina que desencadenan cambios
físicos espectaculares en ellas sin afectar a su ADN, según esta nueva
investigación.

Los autores del estudio, de las universidades estatales de Carolina del
Norte y Arizona en Estados Unidos, así como del Departamento de Agricultura
del gobierno estadounidense (USDA), investigaron a hormigas de la especie
Harpegnathos saltator, que pueden sufrir cambios destacados en su fisiología
sin que para ello su ADN deba modificarse, ya que los cambios dependen de
qué genes estén activados o no, lo cual a su vez se ve determinado por
factores sociales y ambientales. Esto las ha convertido en un organismo
modelo para investigaciones en epigenética.

Cuando muere una reina de una colonia de H. saltator, las obreras hembras se
entregan a unas luchas rituales entre ellas para establecer cuál o cuáles
son las más poderosas y merecen por ello ser las nuevas reinas. Si bien
estas batallas pueden ser feroces, muy raramente resultan en daños físicos
para las hembras contendientes. Comúnmente, la lucha acaba cuando la cifra
de obreras victoriosas en los combates disminuye hasta una docena. Esas doce
obreras se convertirán en una casta o cúpula de mando que gobernará el
hormiguero.

Hormiga Harpegnathos saltator. (Foto: Clint Penick)

Estas reinas sustitutas o gamergates, que anteriormente eran obreras
normales, no tienen un aspecto externo muy distinto del de las obreras
normales. Es en su interior donde experimentan los cambios más drásticos:
Sus cerebros se reducen en un 25 por ciento; sus ovarios se expanden para
llenar sus abdómenes; y su esperanza de vida aumenta de manera espectacular,
pasando de unos 6 meses a varios años.

El equipo de Clint Penick, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte,
se propuso averiguar la causa bioquímica de estos cambios físicos. Y ésta ha
resultado ser, según todos los indicios, la dopamina. Los investigadores
constataron que las reinas sustitutas observadas tienen niveles de dopamina
de dos a tres veces más altos que los de las otras obreras.

Para entender mejor el fenómeno, los investigadores cogieron un subgrupo de
obreras de una colonia (Colonia A) y las separaron de sus reinas sustitutas.
Esas obreras formaron entonces su propia colonia (Colonia B) y empezaron a
pelear entre ellas para establecer una nueva jerarquía gobernada por las
reinas sustitutas.

Cuando algunas de las obreras de la Colonia B empezaron a sobresalir de
entre las demás en los combates, Penick las retiró de la colonia. Descubrió
que estas hormigas dominantes habían empezado ya a producir niveles altos de
dopamina, más que otras obreras, pero aún menos que las gamergates.

Penick colocó entonces estas obreras dominantes de nuevo en la Colonia A.
Las obreras normales de esta última reconocieron los cambios en las obreras
dominantes y exhibieron hacia ellas una conducta represora o de
"mantenimiento del orden", conteniendo y sujetando a esas hormigas
dominantes de manera que no pudieran circular libremente por la colonia. En
un plazo de 24 horas, los niveles de dopamina en las obreras dominantes
habían bajado hasta la normalidad, y volvieron a ser obreras normales como
antes.

Esto nos dice que el mismo hecho de vencer en estas peleas rituales
incrementa en la H. saltator los niveles de dopamina, los cuales al final
desencadenarán los cambios físicos que poseen las gamergates. De manera
similar, perder en estas peleas hace menguar los niveles de dopamina.

En la investigación también han trabajado Colin Brent, de la USDA, así como
Kelly Dolezal y Jürgen Liebig, de la Universidad Estatal de Arizona.

Segunda,
Robótica.

Brazo robótico ultraveloz capaz de coger objetos en pleno vuelo.

Un nuevo robot es capaz de reaccionar con notable inmediatez y agarrar
objetos con formas y trayectorias complejas en menos de 5 centésimas de
segundo. En bastantes de estos casos, a un humano le sería difícil lograrlo.

Es fascinante ver cómo ocurre. Con su palma abierta, el robot se encuentra
completamente inmóvil. Una fracción de segundo después, se pone en
movimiento de modo súbito y captura todo tipo de objetos voladores tirados
hacia su dirección (una raqueta de tenis, una pelota, una botella...). Este
brazo robótico, de la empresa de robótica KUKA, ha sido programado de un
modo innovador y revolucionario por un equipo del Laboratorio de Sistemas y
Algoritmos de Aprendizaje (LASA), dependiente del Instituto Federal Suizo de
Tecnología en Zúrich (también conocido como Escuela Politécnica Federal de
Zúrich).

El robot mide aproximadamente metro y medio de largo y mantiene una posición
erguida. Posee tres articulaciones y una mano sofisticada con cuatro dedos.

Cada vez más presentes en nuestras vidas cotidianas, y empleados
habitualmente para realizar diversas tareas, las nuevas generaciones de
robots ordinarios serán capaces de atrapar objetos de formas complejas en
pleno vuelo, o bien de esquivarlos. No sólo es útil que un robot agarre en
el aire un objeto arrojado hacia él, sino que también en otros casos su
rapidez de reflejos puede servirle para esquivar objetos peligrosos que
vuelen hacia él.

El robot programado por el equipo de Aude Billard. (Foto: © EPFL)

La habilidad de capturar cosas en vuelo requiere la integración de varios
parámetros y reaccionar ante sucesos imprevistos en un tiempo récord. Las
máquinas de hoy en día están a menudo preprogramadas y no pueden asimilar
cambios de datos rápidamente, tal como explica la robotista Aude Billard,
del LASA. Por tanto, su única posibilidad es recalcular las trayectorias, lo
cual requiere demasiado tiempo para ellas en situaciones en las que cada
fracción de segundo puede ser decisiva.

Para obtener la velocidad y adaptabilidad deseadas, el equipo de Billard,
Ashwini Shukla y Seungsu Kim se inspiró en el modo en que aprendemos los
humanos: por imitación, y por ensayo y error. Esta técnica, que aplicada a
máquinas se denomina programación por demostración, no proporciona
indicaciones específicas al robot. En vez de eso, le muestra ejemplos de
posibles trayectorias. El acto de programar con esta técnica consiste en
guiar manualmente el brazo hacia el objetivo lanzado y repetir el ejercicio
varias veces.

La investigación se llevó a cabo con una pelota, una botella vacía, una
botella medio llena, un martillo y una raqueta de tenis. Se seleccionaron
estos cinco objetos ordinarios porque ofrecen un abanico amplio de
situaciones en las que la parte del objeto que el robot tiene que coger (el
mango de la raqueta, por ejemplo) no corresponde a su centro de gravedad. El
caso de la botella ofrece incluso un reto adicional dado que su centro de
gravedad se mueve varias veces durante su trayectoria. Cuando son lanzados
al aire, todos estos objetos realizarán movimientos incluso más complejos, a
menudo implicando a varios ejes de giro.

La habilidad que demuestra ahora el robot, gracias a esta estrategia de
programación y a los esfuerzos del equipo de investigación y desarrollo,
resulta impresionante.

Tercera,
nanotecnología.

Filtro nanométrico de papel capaz de atrapar virus.

Se ha conseguido crear un singular filtro de papel, que es capaz de atrapar
partículas víricas con una eficacia equivalente a la de los mejores filtros
comerciales de virus. El filtro de papel está hecho en su totalidad de
nanofibras de celulosa de alta pureza, derivada de material natural.

Este desarrollo es obra de especialistas de la Universidad de Uppsala en
Suecia, en colaboración con expertos de la Universidad Sueca de Ciencias
Agrícolas y el Instituto Nacional Sueco de Veterinaria.

Las partículas víricas son cerca de mil veces más pequeñas que el grosor de
un cabello humano. Los virus sólo pueden replicarse en células vivas, pero
pueden llegar a ser sumamente patógenos una vez que las células están
infectadas. Los virus pueden causar enfermedades activamente por sí mismos,
o incluso, en algunos casos, inducir a células sanas a transformarse en
células cancerosas.

La contaminación viral de productos biotecnológicos es un serio desafío para
la producción de vacunas y proteínas terapéuticas. Debido a su pequeño
tamaño, eliminar los virus no es una tarea fácil, y, por tanto, hay gran
demanda de filtros robustos y baratos para la eliminación de virus.

La celulosa es uno de los materiales más comunes de entre los aptos para la
fabricación de diversos tipos de filtros, porque es barata, desechable,
inerte y sin toxicidad. También es mecánicamente fuerte, hidrófila, estable
para un amplio rango de valores de pH, y puede resistir la esterilización,
por ejemplo, en una autoclave.

Recreación artística del nuevo filtro para atrapar virus. (Imagen: Jorge
Munnshe en NCYT de Amazings)

El papel de filtro normal, usado en la química, tiene poros demasiado
grandes para eliminar virus.

El equipo de Albert Mihranyan, Linus Wågberg y Maria Strømme, de la
Universidad de Uppsala, así como Giorgi Metreveli, Eva Emmoth, y Sándor
Belák, de las otras dos instituciones antedichas, han conseguido diseñar un
filtro de papel que puede eliminar partículas víricas con una eficacia
equivalente a la de los mejores filtros industriales para virus. El nuevo
filtro de papel, que se fabrica siguiendo procesos tradicionales de
fabricación de papel, está hecho en su totalidad con nanofibras de celulosa
de alta pureza, derivada de materiales naturales.

El nuevo filtro es el resultado de una década de investigación, que
finalmente permitió a los científicos controlar los tamaños de los poros de
su papel con la precisión necesaria hasta conseguir la configuración ideal
para filtrar virus.

Otros filtros de papel para eliminar virus dependen mucho de interceptar a
los virus mediante interacciones electrostáticas, las cuales son sensibles a
las concentraciones de sales y a los valores del pH. Los filtros de virus
hechos de polímeros sintéticos y que se basan en el filtrado por tamaño se
fabrican mediante un tedioso procesamiento de múltiples etapas en el que
intervienen disolventes peligrosos y otras operaciones muy aparatosas.

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