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SUPLEMENTO DE CAMBIO DE MICHOACÁN CAMBIO DE MICHOACÁN | C I E N C I A R I O | 15 DE OCTUBRE DE 2 0 13 | 1 PARA LA DIVULGACIÓN DE TEMAS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS EDITOR: RAÚL LÓPEZ TÉLLEZ ixca68@hotmail.com MARTES 15 DE OCTUBRE DE 2013 NÚMERO 499 APARECE LOS MARTES www.cambiodemichoacan.com.mx

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Un Nobel más al transporte celular de vesículas Fernando Rodríguez Villalón ESPECIAL

Lunes 7 de octubre se anuncia el Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2013 a James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C. Südhof, por sus descubrimientos de la regulación del tráfico de vesículas, el principal sistema de transporte en las células eucariotas. Dediquemos la presente entrega a comprender este extraordinario mecanismo celular y la aportación de estos tres investigadores. Para comprender la relevante aportación de estos investigadores hay que irnos a la base de que existen dos tipos de células. Unas son las procariotas, las cuales son simples, no tienen núcleo y están representadas por microorganismos como las bacterias; y las eucariotas, células eficientes, de organización compleja, con núcleo y organelos rodeados de membrana, lo que les permite tener funciones específicas en cada uno de ellos. Estas últimas son las células de nuestro cuerpo y de animales y plantas. Bajo este nivel organizacional, sabemos que la función de cada organelo integra la función completa de cada célula, de tal forma que la función de todas nuestras células es la función de nuestro cuerpo. Al ser un sistema complejo de compartimentos, la célula enfrenta a una serie de problemas, ¿cómo intercambiar moléculas dentro de la célula?, ¿cómo llevar moléculas como hormonas y neurotransmisores al exterior de ella?, ¿cómo hacer para que pasen a través de las membranas celulares? La célula .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

ESPECIAL

resuelve esto con un sistema de transporte a través de vesículas, una especie de sistema de entrega y envío de sustancias. Sumamente adecuado. Las vesículas, que están rodeadas de membrana, pueden contener diversas moléculas (proteínas, lípidos, hormonas, neurotransmisores, citocinas, enzimas y muchas más), protegiéndolas de enzimas presentes en el citoplasma, o al contrario, pueden contener enzimas y moléculas capaces de destruir la célula entera. Y lo mejor de todo, cada vesícula sabe su destino y tiempo de entrega. Gracias a este preciso mecanismo se lleva a cabo el control metabólico, la sinapsis, la protección del sistema inmunológico y casi cualquier función celular del organismo. Bien podríamos decir que el misterio se ha ido revelando, gracias a la aportación de muchos cien-

«AVENTÓN» INTERPLANETARIO PÁGINA 2

tíficos. En un inicio, bajo el microscopio de luz, Camillo Golgi determinaba cómo las proteínas que se secretan pasaban del retículo endoplásmico al Aparato de Golgi, nombrado así en su honor. Con la llegada del microscopio electrónico y las nuevas técnicas de tinción fue posible ver una serie de pequeños orgánulos y así determinar la compartimentalización de las células, motivo del Premio Nobel de Fisiología en 1974 a Albert Claude, George Palade y Christian de Duve. El progreso continuó al decifrar que las proteínas tienen sus propias señales que les permiten saber su destino y transporte (Premio Nobel 1999, Günter Blobel). Sin embargo, la pregunta era ¿cómo las proteínas, hormonas, neurotransmisores y otras moléculas son llevadas al sitio donde se requieren? Pues bien, la respuesta estaba en el transporte a través de vesículas, fusionándose una con otra desde el retículo endoplásmico al Aparato de Golgi y de ahí a otros sitios dentro de la célula o al exterior de ella. Extraordinario, pero aún quedaban interrogantes. ¿Qué hacía tan preciso este sistema de transporte? La precisión de este sistema es la aportación de estos tres científicos galardonados con el Nobel. Randy Schekman, durante los años 70, usando como modelo la base genética de la levadura Saccharomyces cerevisiae , identifica células de levadura con defectos en su maquinaria de transporte.

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VENUS, VISITA AL ESCORPIÓN PÁGINA 3

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Las vesículas se observaban apiladas y congestionadas en ciertas partes de la célula. Lo más fascinante es que el problema de transporte era genético, es decir, varios genes que controlaban el transporte celular se encontraban mutados. Al principio identificó tres genes, pero al final fueron 23 los implicados en el transporte vesicular. James Rothman, durante los años 80 y 90, descubre un componente muy importante de la fusión de las vesículas con las membranas diana o blanco, una proteína compleja llamada factor sensible a la Netilmaleimida (NSF). En el proceso de fusión, las proteínas en la vesícula y la membrana diana se unen unas con otras como una cremallera. Debido a la especificidad de unirse sólo entre ellas, asegura que la carga de la vesícula se entregue en el sitio correcto. Actualmente se han identificado una gran cantidad de proteínas propias de las vesículas que sólo se unen a la membrana diana correspondiente. La aportación en los años 90 de Thomas Südhof es muy importante para la comunicación neuronal, la sinapsis. Los neurotransmisores son liberados de las vesículas que los contienen por la neurona presináptica al fusionarse con la membrana axonal. Pero ¿cuándo es el momento preciso de liberar el neurotransmisor? En primer lugar es necesaria la entrada de calcio como ión, y posteriormente existe una maquinaria molecular conformada por proteínas sensibles al calcio (proceso descubierto por Südhof), las cuales al formar un complejo muy estable y energéticamente favorable movilizan y permiten la fsuión de las vesículas para liberar el neurotransmisor. Gracias a este descubrimiento, se explica la precisión en tiempo y espacio del momento correcto de liberar los neurotransmisores y llevarse a cabo la sinapsis. fer_liz3110@hotmail.com

«Aventón» interplanetario María C. González | Cuauhtémoc Sarabia Martínez «En caso de que continúe la crisis en el vecino del norte, que se autoproclama como modelo de la democracia, correrán serio peligro no sólo sus programas de asistencia social, sino también los programas científicos...» «Los hombres construimos demasiados muros y no suficientes puentes.» Isaac Newton Al leer en los sitios de Internet las noticias científicas del día, frecuentemente nos topamos con unas buenas y otras malas sobre el mismo tema. Por ejemplo, el pasado día 9 de octubre, en varios sitios especializados (www.universetoday.com, www.heavens-above.com, etcétera) se leía que la nave Juno de la NASA recibiría un impulso al sobrevolar el planeta Tierra en su largo viaje hacia Júpiter. Al tratar de obtener los detalles de esa importante misión en el sitio de la NASA, nos topamos con la nota: «Debido a la interrupción en el financiamiento del gobierno federal, esta página web no está disponible. Lamentamos profundamente las molestias». Arriesgándonos a ser regañados por nuestros lectores por insertar en este suplemento una opinión política, diremos que en caso de que continúe la crisis en el vecino del norte, que se autoproclama como modelo de la democracia, correrán serio peligro no sólo sus programas de asistencia social, sino también los programas científicos, entre ellos las misiones de la mencionada agencia espacial.

Precisamente por los recortes presupuestarios, los diseñadores de las misiones han desarrollado una técnica para viajar largas distancias con muy poco dinero: los impulsos gravitatorios. La técnica conocida también (aunque impropiamente) como efecto resortera fue sugerida por los investigadores Yuri Kondratyuk y Friedrich Zander, y se usó por primera vez en 1959, cuando la Unión Soviética lanzó la nave Luna 3 para fotografiar la cara oculta de nuestro satélite natural. En 1961, Michael Minovitch desarrolló la técnica para lograr el impulso sucesivo por varios planetas a lo largo de la trayectoria de las naves espaciales. Además de que el impulso gravitatorio fue aprovechado en las misiones Pionner y Voyager, un buen ejemplo de la técnica fue la misión Galileo, que fue lanzada primero al Sistema Solar interior. El planeta Venus le dio un impulso y regresó a sobrevolar dos veces la Tierra para que ésta acelerara a la nave en la trayectoria hacia Júpiter. Frecuentemente se piensa que el impulso gravitatorio se debe a que al acercarse la nave al planeta, éste la acelera como en el caso de una caída libre, pero si éste fuera la única causa, al ale-

ESPECIAL

jarse la nave recibiría una desaceleración idéntica y no habría ganancia de velocidad. La explicación más acertada es que el planeta comunica una pequeña parte de su «cantidad de movimiento» (momentum), en forma parecida al impulso que un bate de beisbol da a la pelota que se acerca. Estrictamente hablando, el planeta pierde un poco de velocidad al impulsar a la nave, pero debido a la enorme diferencia de masa entre ambos objetos, la pérdida de velocidad del planeta es despreciable e imposible de detectar. El fenómeno físico involucrado en el impulso gravitatorio se llama «Principio de la conservación de la cantidad de movimiento», y fue desarrollado sucesivamente por Galileo Galilei en el siglo XVI y John Wallis e Isaac Newton en siglo XVII. Volviendo a la misión Juno que fue lanzada el 15 de agosto de 2011, el trayecto a Júpiter durará cinco años y su objetivo es estudiar la composición del planeta, su campo gravitatorio y magnético, determinará si el planeta contiene un núcleo rocoso y estudiará también los vientos extremos, cuya velocidad puede alcanzar los 618 kilómetros por hora. En agosto de 2016 Juno se insertará en Júpiter en una

órbita polar y se planea que durante 33 órbitas realice los estudios mencionados. Un precursor del estudio que realizará la misión Juno se realizó en 1995, cuando la misión Galileo lanzó una sonda para estudiar la atmósfera de Júpiter. En el descenso en paracaídas la sonda recorrió 156 kilómetros durante 58 minutos en una atmósfera densa y caliente, hasta que la presión excedió 23 veces la equivalente en la Tierra y aplastó a la cápsula y sus instrumentos. Por la información que la sonda a través de la Galileo transmitió a la tierra, sabemos ahora que la atmósfera de Júpiter es mucho más turbulenta y contiene menos helio y agua de lo que se suponía. Si la ultraderecha norteamericana no hace que se desatienda la misión Juno, en tres años conoceremos más del mayor de los planetas hermanos de la Tierra. Como en la ciencia no se vale cruzar los dedos, esperemos que la opinión pública norteamericana se pronuncie y evite que los nefastos partidarios de Nixon, Reagan y los Bush se salgan con la suya. Por cierto, los presidentes norteamericanos que invadieron a México eran del Partido Demócrata. Son como «la yunta de Silao».

Con la misión Juno que fue lanzada el 15 de agosto de 2011, el trayecto a Júpiter durará cinco años y su objetivo es estudiar la composición del planeta, su campo gravitatorio y magnético, determinará si el planeta contiene un núcleo rocoso y estudiará también los vientos extremos.


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ESCALERA AL CIELO

FRONTERAS

La diosa del amor, Venus, visita al Escorpión Daniel Tafoya

ESPECIAL | CORTESÍA DEL AUTOR

Los atardeceres de esta semana se encontrarán decorados por tres miembros brillantes de nuestro Sistema Solar: Venus, Saturno y Mercurio. Los últimos dos planetas se encontrarán muy bajos, cercanos a la línea del horizonte, cuando el Sol se ponga al atardecer. En cambio, Venus se mantendrá por encima del horizonte un par de horas después del ocaso. Si miramos en la dirección suroeste será muy fácil identificar al planeta Venus como un astro muy brillante. Venus es el segundo planeta en orden de distancia hacia el Sol y el tercer objeto más brillante en el firmamento después del propio Sol y la Luna. En la mitología griega Venus es conocida como Afrodita y es la diosa del amor. Afrodita vivía en el Monte Olimpo, casada con el dios del fuego y los volcanes Hefesto (conocido como Vulcano por los romanos). Es interesante que los griegos asociaran a estas dos deidades sin conocer que en rea-

lidad la superficie del planeta Venus se encuentra cubierta de una gran cantidad de volcanes. No se sabe si alguno de ellos se encuentra activo en la actualidad, pero las imágenes tomadas por sondas espaciales han revelado periodos de gran actividad en el pasado. La temperatura en la superficie de este planeta es de unos 480 grados Celsius, resultado del acentuado efecto invernadero provocado por su atmósfera rica en dióxido de carbono y ácido sulfúrico. Es claro que Venus, con su rico sistema de volcanes y su calor abrazador, resulta la pareja ideal para el dios del fuego. Muy cerca del planeta Venus podremos ver a una estrella de tono anaranjado. Se trata de la estrella súper gigante roja Antares, la cual marca el corazón de la constelación Scorpius, el escorpión. En la mitología griega, Scorpius es el escorpión ante el cual Orión, el gran cazador, sucumbió. De acuerdo a una de las historias

«Esta semana no pierda la oportunidad de presenciar el paso de la diosa del amor por la constelación del escorpión que mató al gran cazador Orión». más populares, en una ocasión Orión se encontraba de cacería en la isla de Creta, en compañía de la diosa Leto y su hija Artemisa. Orión, en su calidad de cazador excepcional, alardeó que él era capaz de liquidar a cualquier animal sobre la Tierra. Cuando este comentario llegó a oídos de la diosa Gaia, ésta mandó a un escorpión para exterminarlo. Zeus colocó al escorpión entre las estrellas, y posteriormente, a petición de Leto y Artemisa, también colocó al gran cazador en el firmamento como memoria de su hombría y valentía. Las dos

constelaciones fueron puestas en posiciones diametralmente opuestas en el cielo para que no volvieran a entrar en conflicto. La constelación Scorpius es una de las más fáciles de identificar en el firmamento nocturno. Está integrada por estrellas coloridas muy brillantes de las cuales la más brillante es Antares, que significa el rival de Ares o el rival de Marte debido a su color rojizo similar al de este planeta. La cola del escorpión se extiende en una región de la Vía Láctea muy rica en objetos astronómicos. Particularmente, la punta de la cola se encuentra muy cerca de la dirección del centro de nuestra Galaxia, donde se piensa que existe un enorme agujero negro en torno del cual todo el material de la Vía Láctea se encuentra rotando. Esta semana no pierda la oportunidad de presenciar el paso de la diosa del amor por la constelación del escorpión que mató al gran cazador Orión.

Actualización docente, antes que la evaluación La reforma educativa que ha impulsado el gobierno federal desde el sexenio pasado tiene, como uno de sus principales frentes de acción, la evaluación del desempeño del personal docente, lo cual, en opinión de Carlos Bosch Giral, coordinador general del diplomado La Ciencia en tu Escuela –un programa de la Academia Mexicana de Ciencias-, es “bastante positivo” porque da una idea de la situación en la que se encuentran los maestros de nuestro país. No obstante, señaló, esta medida tiene un serio problema y es que los nuevos programas de estudio instaurados hace un par de años -también como parte de las transformaciones educativasno corresponden realmente con la preparación que recibieron los maestros, es decir, “los maestros no tienen la preparación adecuada inicial para dar los programas que les están exigiendo”. En ese sentido, el diplomado que ofrece la Academia desde el año 2002 con el objetivo de mejorar la actitud de los profesores de educación básica y media hacia las matemáticas y las ciencias, así como actualizar sus conocimientos en estas disciplinas, puede apoyarlos en esas deficiencias, afirmó el también profesor del Instituto Tecnológico Autónomo de México. “En La Ciencia en tu Escuela tratamos de hacer contenidos que siempre estarán en la educación básica y, sobre ellos, trabajar con los profesores desde el punto de vista científico, como si ellos fueran científicos, es decir, que indaguen, que prueben, que busquen, que hagan experimentos para darse respuestas, que se equivoquen, que rectifiquen”. Admitió que se incurre en una falla al enseñar las ciencias y las matemáticas de manera memorística, ya PÁGINA 4


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FRONTERAS PÁGINA 3

Es verdad que cuando se convive de manera muy cercana con alguien, todos los días, muchos años, puede ser, que es lo más seguro, se establezca una bella y duradera relación de amistad. Cuando ese alguien no es necesariamente una persona, sino un grupo de animales, la situación no cambia, y es sorprendente y muy noble que a estos se les dedique, incluso, la vida misma. Piense usted, amable lector ¿qué animales son sus favoritos? ¿A qué animales estaría dispuesto a dar su tiempo y dedicación? Si existen algunas respuestas, tal vez las arañas y las garrapatas junto con los ácaros no estén consideradas ¿por qué no? Bueno, ya he hablado un poco sobre arácnidos en Cienciario, donde notamos que estos animales se encuentran dentro de los menos populares. ¿Quiénes son los arácnidos? Son artrópodos emparentados con insectos, cangrejos, camarones, milpiés y ciempiés. Cuyas características que los unifican como arácnidos y a la vez los diferencian de sus parientes, son la posesión de ocho patas, dos regiones corporales (cefalotórax, donde están insertadas las patas, y abdomen) y en la región de la boca no poseen mandíbulas, en vez de éstas tienen quelíceros (estructuras bucales que pueden ser en forma de pinzas como en alacranes o en forma de agujas como en arañas). En el gru-

Mundo de arácnidos David Tafolla Venegas CORTESÍA DEL AUTOR

Ana Esther Hoffmann Mendizábal. po están incluidas las arañas, así como alacranes, arañas patonas, arañas látigo, vinagrillos, falsos alacranes, ácaros y garrapatas, entre otros. Traigo a colación todo esto, pues existió una persona, una investigadora mexicana, la doctora Ana Esther Hoffmann Mendizábal, mejor conocida en el mundo académico como «Anita Hoffmann» que precisamente estaba enamorada de las arañas y sus parientes. Ella, originaria de Puebla, es considerada como la pionera de las ciencias en México dedicadas al estudio de arañas y ácaros, la aracnología y acarología, respectivamente. Desde muy pequeña, conoció muy de cerca a estos bichos, pues su padre fue un reconocido estudioso de insectos, y Anita lo acompañaba en las expediciones de colecta a través del país. El encuentro de esa pequeña y los arácnidos fue tan especial que dedicó toda su vida futura al conocimiento de esos animales de ocho patas, que para ese en-

tonces en México poco se sabía de ellos. Gracias a la doctora Hoffmann, tantos misterios sobre la vida de estos artrópodos, tan repulsivos para mucha gente, quedaron resueltos, demostrándonos que arañas y demás, lejos, muy lejos de ser esos seres que parecen que su único objetivo es atormentarnos en pensadillas, en realidad son organismos en extremo serviciales para la humanidad y claves en la naturaleza, de belleza sin igual al ser observados bajo una lupa. La doctora fundó el laboratorio de acarología en la Escuela Nacional de Biología del Instituto Politécnico Nacional en 1965, el primero de ese tipo en toda América Latina; posteriormente, en 1977 fundó otro laboratorio de acarología en la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México. En 1991, donó al Instituto de Biología-UNAM un trabajo que ocupó más de 50 años de su vida, una sorprenden-

te colección de ácaros conformada por más de 100 mil ejemplares, la más importante colección científica de ácaros de México y de las más importantes del mundo. Sus múltiples trabajos de calidad, la consolidaron como de las mejores biólogas que ha tenido México, además de ser una científica de reconocimiento mundial. No sólo su mente brillante caracterizó a la doctora Hoffmann, sino también su sencillez personal, así como la pasión que nunca mermó hacia sus adorados bichos, cuando uno se la encontraba, bastaba la más mínima oportunidad para hablar de lo sorprendente de los arácnidos. Afortunadamente, uno de sus legados, el libro titulado «El maravilloso mundo de los arácnidos», cuya lectura promete al lector enamorarse de estos artrópodos, el Fondo de Cultura Económica lo tiene a disposición gratuita en Internet, es una lectura que recomiendo ampliamente. La doctora falleció a los 88 años de edad, el 11 de octubre de 2007. Personalmente tuve la oportunidad de conocerla en el 2001 cuando iniciaba mis estudios en Biología, y ese encuentro marcó de manera positiva mi vida académica. En su sexto aniversario luctuoso, hago este sencillo homenaje a la doctora Hoffmann, pues creo que es una mexicana a la que los mexicanos debemos tener en cuenta.

que simplemente no funciona; entonces lo que este programa cambió fue la forma de cómo aprender, para hacerlo de la misma manera cómo lo aprenden los científicos. Por otro lado, Carlos Bosch subrayó que el hecho de que la Secretaría de Educación Pública planee evaluar a los docentes, “nos da una gran ventaja porque nosotros lo llevamos haciendo desde hace más tiempo; nosotros evaluamos absolutamente todo lo que hacemos y al personal también: maestros, ponentes y la parte administrativa, siempre vamos un poquito delante de las reformas que se están haciendo”. Además, este programa fue elegido el año pasado por la Dirección General de Formación Continua de la SEP para que se integre a la oferta de cursos formativos dirigidos a profesores de primaria y secundaria. De tal manera que, afirmó, estos cursos son importantes para los maestros no solo porque los apoya en su capacitación, sino que además les da puntos para carrera magisterial y escalafón. Dado que las reformas educativas también incluyen modificaciones en preescolar, el matemático dijo que La Ciencia en tu Escuela planea ampliar sus horizontes a este nivel de formación una vez que sea probado y ensayado en la modalidad presencial. Además, la parte de secundaria se abrirá dentro de pocos meses en la modalidad a distancia. Sobre la posibilidad de que las entidades estatales adopten programas de este tipo en materia educativa dado su éxito y prestigio, Bosch reconoció que, si bien es algo que tendría que hacer el gobierno federal, escalarlo es muy difícil, en particular porque una de sus principales características es que vincula, ya sea en su modalidad presencial o a distancia, a los científicos con los profesores para que trabajen en conjunto.


Cienciario 15 Octubre de 2013