Es una realidad lamentable que nunca hay suficiente tiempo para cubrir todas las historias científicas interesantes que encontramos cada mes. En el pasado, hemos presentado resúmenes de fin de año de historias científicas que casi perdimos. Este año, estamos experimentando con una colección mensual. La lista de agosto incluye una reconstrucción digital en 3D del Sudario de Turín; la inyección de hojas suculentas con fosforos para crear plantas que brillan en diferentes colores; una antena que cambia de forma; y caracoles con una habilidad única para regenerar sus ojos.
Reconstrucción digital del Sudario de Turín
Quizás el “relicario sagrado” más famoso es el Sudario de Turín, un antiguo lienzo que retiene una impresión distintiva del cuerpo de un hombre crucificado (tanto por delante como por detrás). La leyenda dice que Jesús mismo fue envuelto en el sudario tras su muerte alrededor del año 30 d.C., aunque los métodos científicos modernos de datación revelaron que el sudario es en realidad un artefacto medieval que data de entre 1260 y 1390 d.C. Un diseñador 3D llamado Cícero Moraes ha creado una reconstrucción digital en 3D para dar más credibilidad a la teoría de que el sudario es una falsificación medieval, según un artículo publicado en la revista Archaeometry.
Moraes desarrolló modelos informáticos para simular el drapeado de una sábana sobre una forma humana en 3D y un relieve para probar cuál versión coincidía más con la figura preservada en el sudario. Concluyó que la última era más consistente con la figura del sudario, lo que sugiere que fue creada como una representación artística o una obra de arte medieval. Lo más notable fue la ausencia del llamado “efecto máscara de Agamemnón“, en el que un rostro humano cubierto con tela parece más ancho una vez aplastado.
Es importante mencionar que el escepticismo sobre la autenticidad del sudario data de siglos, incluso antes de lo que los académicos pensaban anteriormente, según un nuevo estudio publicado en el Journal of Medieval History. Nicolas Sarzeaud, un académico de la Villa-Médicis Academia de Francia en Roma y postdoctorado en la Université Catholique de Louvain en Bélgica, descubrió un documento antiguo desconocido: un tratado escrito en la década de 1370 por el erudito medieval Nicole Oresme, en el que desestima el sudario como una falsificación, que es la evidencia escrita más antigua de escepticismo sobre el sudario hasta la fecha. La siguiente más antigua es un relato de 1389 del obispo de Troyes, Pierre d’Arcis, quien también desestimó el sudario como un fraude.
Caracoles con ojos que vuelven a crecer
Se sabe desde al menos el siglo XVIII que algunos caracoles poseen habilidades regenerativas, como los caracoles de jardín que regeneran sus cabezas tras ser decapitados. Los caracoles golden apple pueden regenerar completamente sus ojos, y esos ojos comparten muchas características anatómicas y genéticas con los ojos humanos, según un artículo publicado en la revista Nature Communications. Esto los convierte en un excelente candidato para investigaciones adicionales con la esperanza de desbloquear el secreto de esa regeneración, con el objetivo final de restaurar la visión en ojos humanos.
Los caracoles suelen reproducirse lentamente en el laboratorio, pero los golden apple son una especie invasora y prosperan en ese entorno, según la coautora Alice Accorsi, bióloga molecular en la Universidad de California, Davis. Los caracoles tienen “ojos tipo cámara”: una córnea, una lente para enfocar la luz y una retina compuesta de millones de células fotorreceptoras. Hay hasta 9000 genes que parecen estar involucrados en la regeneración de un ojo amputado en los caracoles, reduciéndose a 1,175 genes para el día 28 del proceso, por lo que la maduración completa de los nuevos ojos podría llevar más tiempo. No está claro si los nuevos ojos pueden procesar luz para que los caracoles realmente puedan “ver”, lo que es un tema para futuras investigaciones.
Accorsi también utilizó CRISPR/Cas9 para mutar un gen en particular (pax6) en embriones de caracol porque se sabe que controla el desarrollo del cerebro y los ojos en humanos, ratones y moscas de fruta. Encontró que los caracoles apple con dos genes pax6 no funcionales terminan desarrollándose sin ojos, lo que sugiere que también es responsable del desarrollo ocular en los caracoles. El siguiente paso es averiguar si este gen también juega un papel en la capacidad de los caracoles para regenerar sus ojos, así como otros genes potencialmente implicados.
Suculentas brillantes
Quizás captaste el lanzamiento el año pasado de la primera planta genéticamente modificada que brilla: la “Petunia Firefly” de Light Bio. No es un brillo particularmente intenso y la ingeniería genética es costosa, pero fue un paso sólido hacia el objetivo a largo plazo de crear plantas que brillen en la oscuridad para iluminación sostenible. Científicos de la Universidad Agrícola del Sur de China idearon un enfoque novedoso y más barato: inyectar suculentas con productos químicos fosforescentes similares a los utilizados en productos comerciales que brillan en la oscuridad, también conocidos como “luminescencia de afterglow”. Describieron el trabajo en un artículo publicado en la revista Matter.
Los autores no estaban inicialmente buscando suculentas para sus experimentos de inyección de fosforos, porque pensaban que los tejidos de barrera más gruesos harían que las partículas de fosforo se adhirieran a la superficie o se agruparan alrededor de las raíces; pensaban que el bok choy, por ejemplo, sería un mejor medio. Pero sus pruebas iniciales mostraron que la suculenta Echeveria “Mebina” tenía una mayor capacidad de carga y un brillo más uniforme cuando los fosforos se cargaban en las paredes celulares del mesófilo. El tamaño ideal de las partículas es aproximadamente del tamaño de un glóbulo rojo. Incluso podían intercambiar los fosforos para crear diferentes colores de brillo: verde, rojo o azul (cian).
Las fotografías resultantes son bastante atractivas, pero no todos son fans de este enfoque. Michael Le Page, un reportero ambiental en New Scientist, escribió una crítica bastante despectiva del artículo, desestimando el logro como “poco más que un truco barato”. Se apresuró a añadir que no se opone a la idea de plantas que brillen genuinamente, idealmente modificadas genéticamente para crear sus propios fosforos persistentes. “Pero hacer que las plantas brillen inyectando físicamente compuestos brillantes en ellas es hacer trampa”, escribió, añadiendo que también podría haber problemas de contaminación potencial cuando las plantas inevitablemente mueran.
Aves marinas que solo defecan al volar
Leo Uesake de la Universidad de Tokio estaba estudiando la biomecánica de las aves marinas corriendo sobre la superficie del océano para despegar, cuando notó un comportamiento inusual. Su metraje en video mostró que estas aves, los pardales rayados, defecaban con frecuencia mientras volaban (ver video arriba), y aunque inicialmente se divirtió, se dio cuenta de que podría haber implicaciones significativas para la ecología marina, según un artículo publicado en la revista Current Biology. Esto se debe a que las heces de las aves marinas tienen altos niveles de nitrógeno y fósforo, lo que puede enriquecer el suelo y las aguas costeras.
Uesake y el coautor Katsufumi Sato de la Universidad de La Rochelle en Francia colocaron pequeñas cámaras orientadas hacia atrás, del tamaño de una goma de borrar, en los estómagos de 15 pardales rayados para sus experimentos. Capturaron alrededor de 200 “eventos de defecación”, casi siempre mientras las aves volaban y frecuentemente justo después del despegue. De hecho, las aves defecaban cada cuatro a diez minutos mientras volaban, excretando aproximadamente el 5 por ciento de su masa corporal cada hora. En cuanto a por qué las aves eligen defecar en el aire en lugar de cuando flotan en la superficie del océano, Uesake hipotetiza que podría ser una forma de evitar ensuciar sus plumas o atraer depredadores. O quizás simplemente sea más fácil para las aves defecar mientras vuelan en comparación con flotar.
Una antena que cambia de forma
Científicos del MIT han ideado un tipo diferente de antena hecha de “metamateriales”: materiales diseñados cuya geometría determina las propiedades mecánicas, como la rigidez y la resistencia. Su antena puede ajustar dinámicamente el rango de frecuencia al reconfigurar su forma para adaptarse a las condiciones ambientales cambiantes, reduciendo la necesidad de múltiples antenas, según un próximo artículo en las Actas de UIST’25. Una herramienta de edición especial puede crear versiones personalizadas utilizando un cortador láser.
Los materiales en cuestión se conocen como “metamateriales auxéticos” y pueden deformarse en tres estados geométricos diferentes, cambiando las propiedades de radiación (específicamente las frecuencias de resonancia) en el proceso. Esto hace que las antenas sean adecuadas para aplicaciones de detección, como monitorear la respiración de una persona al detectar la expansión del pecho. La meta-antena tiene una capa de goma dieléctrica entre dos capas conductoras creadas con pintura acrílica conductora flexible. Probaron su prototipo incorporando meta-antenas en cortinas que pueden ajustar dinámicamente la iluminación en una habitación, y en auriculares que pueden cambiar suavemente entre modos de cancelación de ruido y transparentes. También podrían ser tejidas en textiles inteligentes para la detección biomédica no invasiva o el monitoreo de temperatura.
Jugo de hielo reutilizable
Es un desafío constante averiguar cómo enviar alimentos perecederos. Empacar con hielo real generalmente conduce a un problema de agua de deshielo desordenado, lo que puede propagar patógenos (particularmente de mariscos), mientras que los paquetes de gel fríos están contenidos en fundas de plástico que son voluminosas y no compostables. Científicos de la Universidad de California, Davis, han desarrollado una alternativa que han denominado “jugo de hielo”: un gel reutilizable y compostable que se puede congelar y que no goteará al descongelarse. El estudiante de posgrado de UC-Davis, Jiahan Zou, dio una actualización sobre su último proceso de un solo paso para hacer jugo de hielo en una reunión de la Sociedad Química Americana en Washington, DC.
La inspiración para el jugo de hielo provino de congelar tofu, que libera cualquier agua almacenada en su interior al descongelarse, al igual que el hielo. El equipo pensó que la gelatina podría resolver ese problema, ya que las proteínas en la gelatina son seguras para aplicaciones alimentarias y se enlazan para formar hidrogeles. Los pequeños poros en el hidrogel pueden retener agua a medida que el material se descongela, por lo que no hay agua de deshielo. El jugo de hielo tiene cerca del 80 por ciento de la eficiencia de enfriamiento del hielo regular, incluso cuando se utiliza repetidamente. El último avance es un nuevo proceso de un solo paso para hacer jugo de hielo en prácticos bloques de una libra, aproximadamente del mismo tamaño que los paquetes de gel fríos.
Los paquetes de jugo de hielo se pueden adaptar a cualquier forma y son completamente biodegradables, sin polímeros sintéticos. Incluso mejoraron el crecimiento de las plantas de tomate en un experimento de compostaje. Los investigadores han licenciado su tecnología como un primer paso hacia la comercialización para aplicaciones de preservación de alimentos, así como para envíos médicos y biotecnología. Zou también está investigando el potencial de subproductos agrícolas como la proteína de soya como materiales sostenibles para cosas como recubrimientos removibles para encimeras, o andamios celulares para carne cultivada en laboratorio.
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