Descubren que algunos peces abisales pueden absorber el 99,5% de la luz

Un grupo de científicos de la Universidad Smithsonian y Duke descubrieron que algunos peces de las profundidades abisales del océano absorben el 99,5% de toda la luz que los golpea, técnica que les permite ocultarse de forma eficiente, dotándolos prácticamente del aspecto de siluetas. Hasta ahora, la técnica se ha encontrado en 16 especies diferentes, relacionadas de forma distante.

Las especies comparten rasgos: todos estos animales viven a profundidades oceánicas por debajo de los 200 metros, en la oscuridad abisal fuera del alcance de la luz solar. Algunos especímenes se han adaptado a este entorno produciendo su propia luz, llamada bioluminiscencia, que puede usarse para atraer alimentos o parejas, o para iluminar a los depredadores y las presas que se esconden en la oscuridad.

Mientras, otros animales se alían con la penumbra para sobrevivir, absorbiendo casi todos los fotones de luz. El equipo encontró evidencia del mecanismo que funciona para ayudar a los peces tanto para comer como para no ser comidos. El análisis describe una cresta ultra negra que usa su camuflaje para evitar la depredación, y como último recurso, sus escamas desmontables pueden dejarla escapar si la agarran.

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Entre las especies que engullen la luz que les llega, destaca el dragón negro del Pacífico, una criatura de aspecto temible que combina la piel ultra negra con un señuelo bioluminiscente. De esa manera, su propia luz no se refleja en su piel para ahuyentar a las presas. Incluso su afilada dentadura es transparente y antirreflectante. 

Para investigar exactamente cómo los peces logran absorber la luz de manera tan efectiva, el equipo examinó de cerca los especímenes criados desde las profundidades de las redes de arrastre. Los resultados arrojaron que el secreto reside en la melanina, un pigmento absorbente de luz que también oscurece naturalmente la piel humana.

Estas especies de peces cuentan con elevadísimos niveles de melanina en su piel, organizada de forma particular. Las células pigmentarias están formadas por compartimentos densamente llamados melanosomas, que desperdician muy poca luz gracias a su tamaño, forma y posición. Lo que no absorben, lo desvían a otros melanosomas. Dicho de otro modo, estos inteligentes peces han creado “una trampa de luz delgadísima y ultra eficiente”.

El dragón negro del Pacífico es una criatura de aspecto temible, y una de las especies de peces ultra negros descritas en el estudio

El dragón negro del Pacífico es una criatura de aspecto temible, y una de las especies de peces ultra negros descritas en el estudio

El mismo principio general se aplica a otros materiales ultra negros, tanto naturales como artificiales, pero es en estos peces donde funciona de forma más eficiente. Entre los ejemplos restantes encontramos algunas aves con plumas extremadamente negras, que contrastan con los colores vibrantes para atraer parejas. La superficie de estas plumas está formada por estructuras microscópicas en forma de cepillo de botella, que dispersan la luz entre ellas. En el campo de los materiales sintéticos, donde destacan variedades como el Vantablack, estos pueden dispersar la luz entre los nanotubos de carbono.

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El sistema a base de melanina utilizado por los peces es mucho más pequeño y más sencillo a nivel mecánico, el cual podría inspirar el diseño de futuros materiales negros más baratos, duraderos y económicos. “Se trata del único sistema que conocemos que utiliza el pigmento mismo para controlar cualquier luz inicialmente no absorbida”, apunta Karen Osborn, investigadora principal del estudio. La experta señala que en lugar de construir algún tipo de estructura que atrape la luz, se debería intentar que el pigmento absorbente tenga el tamaño y la forma correctos, con el fin de reducir la fragilidad y conseguir la misma absorción potencialmente mucho más barata.

La investigación fue publicada en la revista Current Biology.

Imágenes | Karen Osborn, Smithsonian Institution

Fuente | New Atlas

Lo que la búsqueda de inteligencia extraterrestre nos enseña para entender la pandemia

La combinación de unos números muy grandes (la población total susceptible de ser contagiada) junto con unas probabilidades ínfimas (las asociadas al contagio individual y a la aparición de determinados síntomas graves) da como resultado unas cantidades de muy difícil interpretación. Sobre todo si ignoramos la disponibilidad de servicios hospitalarios. Así, las diferencias entre el riesgo individual y el comunitario se entremezclan y en ocasiones se oscila entre el excesivo alarmismo y el optimismo injustificado.

Para ilustrar esta situación en un contexto más amable, podemos utilizar la fórmula presentada en 1961 por el radioastrónomo Frank Drake para dar una base cuantitativa al proyecto SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence) en la segunda mitad del siglo XX. SETI suponía un intento científico para determinar la probabilidad de establecer contacto con civilizaciones extraterrestres en nuestra galaxia, algo que muchos verán como mera ciencia-ficción pero que podemos abordar con un espíritu analítico.

¿Cómo podríamos determinar el número de eventos de un determinado suceso tan improbable como la comunicación con una sociedad tecnológica extraterrestre? La estrategia consiste en separar los factores que deben concatenarse para lograr un positivo. Asumiremos que todos estos sucesos son independientes y que, por lo tanto, podemos determinar la probabilidad de que se den simultáneamente con una sencilla multiplicación. Añadiendo factores podemos llegar a una estimación razonable sobre la probabilidad del evento final: aquel en el que todos los sucesos se combinan perfectamente.

Esta tarea abarca un buen número de disciplinas que van desde las ciencias experimentales hasta especulaciones de muy discutible fundamento, pasando por áreas del conocimiento más difícilmente mensurables como la historia y las ciencias sociales.

Podríamos comenzar tomando como primeros factores la fracción de estrellas en la galaxia que presentan planetas en su entorno y la cantidad de estos que tienen la composición adecuada y están en la zona de habitabilidad. Estas son cuestiones que las últimas misiones espaciales como Kepler, Gaia y TESS nos permiten cuantificar. Pisamos tierra firme o, al menos, un suelo más firme de lo que Drake pudo hacer en su momento.

Ecuación de Drake.

Ecuación de Drake.

¿Cómo cuantificamos la probabilidad de que surja vida en un planeta que aparentemente reúne las condiciones adecuadas? ¿En cuántos de ellos se ha desarrollado la vida inteligente en forma de civilizaciones? Hasta la fecha, aunque Marte o Venus reunieran condiciones habitables en el pasado, solo conocemos un caso positivo: la Tierra. Ninguno de los más de 4 000 planetas extrasolares conocidos ha demostrado de momento sustentar una biosfera como la nuestra.

A partir de aquí la cuestión se complica. Necesitaríamos cuantificar la evolución de las sociedades hacia la tecnología y el deseo de comunicarse con el resto del universo. También influirá el tiempo durante el cual sean capaces de hacerlo: un siglo, mil años o, como sugirió Drake, hasta 10 000 años. Los datos experimentales para establecer estas cantidades son muy escasos y se basan en la historia humana y en la dinámica de las sociedades que solo comenzamos a comprender de una forma cuantitativa.

En el momento en que Frank Drake asignó valores a todos los términos se encontró con un resultado extraordinario: hasta diez civilizaciones deberían ser detectables mediante SETI. Pero, si así fuera, ¿dónde se encuentran? Esta es la llamada Paradoja de Fermi, opuesta al optimismo de Drake. Encontrar las razones de este inquietante silencio, como se le ha llamado, es también una buena manera de explorar nuestro futuro inmediato y tratar de adivinar los riesgos que como civilización nos pueden esperar a la vuelta de la esquina cósmica.

Otros autores discreparon con los números de Drake desde el primer instante, obteniendo valores mucho más bajos que manifestaban la improbabilidad de lograr el contacto gracias al proyecto SETI. Pequeñas variaciones en los términos que se multiplican en esa larga cadena resultaban en cambios notables del resultado final y, peor aún, las incertidumbres se propagaban exponencialmente en el resultado.

De la ecuación de Drake podemos aprender que los eventos individuales pueden ser realmente infrecuentes o improbables pero, aplicados a una población lo suficientemente grande, su aparición es inevitable. Además, cuando los eventos dependen de una larga cadena de condiciones cuyas probabilidades no podemos estimar con total certeza, nuestra capacidad de predecir los eventos futuros se enturbia. La diferencia con la epidemiología es que, en esta, buscamos que los eventos sucedan en el menor número posible y, para ello, podemos actuar sobre algunos de los factores involucrados.

Desde un punto de vista sanitario, la probabilidad de un evento único, como que enfermemos con síntomas graves, puede ser muy baja, casi despreciable. Aplicada sin embargo sobre el conjunto de la población, terminará sucediendo. Y lo hará más de una vez. Los factores que influyen incluyen la biología, fisiología y la sociología, con una transversalidad similar a la de la astrobiología.

La buena noticia es que cambiar esto se encuentra en nuestra manos: alterando unos pocos factores podemos reducir el número a una cantidad, si no nula, al menos manejable. En ello estamos.The Conversation

Santiago Pérez Hoyos, Investigador Doctor Permanente – Astronomía y Astrofísica, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Medusas cyborg explorarán las remotas profundidades del océano

Un equipo de científicos de Stanford y Caltech ha encontrado una singular forma de analizar la parte más profunda y desconocida el mar: adjuntando microelectrónica de baja potencia a la parte inferior de las medusas para crear robots biohíbridos que nadan tres veces más rápido que las normales. Estas criaturas cyborg estarían equipadas con sensores inteligentes, desbancando a los submarinos, más ineficaces y poco manejables para desempeñar esta tarea.

En el ensayo llevado a cabo, los científicos fueron capaces de usar sacudidas eléctricas de los controladores microelectrónicos para hacer que las medusas naden no solo más rápido sino también de manera más eficiente, según un artículo publicado en Science Advances. “Hemos demostrado que son capaces de moverse mucho más rápido de lo normal, sin un costo excesivo en su metabolismo“, dijo la coautora y candidata al doctorado en bioingeniería de Stanford, Nicole Xu, en un comunicado.

11 cosas que puedes hacer para mantener los océanos limpios

Las medusas cyborg podrían revolucionar la forma en que exploramos los misterios de los océanos del planeta. En estos momentos los investigadores ya están buscando llevar su proyecto un paso más allá añadiendo más controles a la protésis microelectrónica que portan estos hipnóticos animales para agregar, además de la velocidad, habilidades de dirección y detección.

“Si podemos encontrar una manera de dirigir estas medusas y también equiparlas con sensores para rastrear cosas como la temperatura del océano, la salinidad o los niveles de oxígeno podríamos crear una red oceánica verdaderamente global donde cada uno de los robots de medusas cuesta unos pocos dólares para instrumentar y alimentarse de energía de presas que ya están en el océano”, reveló el otro autor principal e ingeniero mecánico de Caltech, John Dabiri.

“Los datos sobre el océano son increíblemente útiles para muchas aplicaciones”, dice Elliott Hazen, ecologista del Servicio de Pesca Marina de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, a la revista Scientific American. “Comprender los patrones en el océano puede ayudarnos a mejorar nuestra capacidad de predecir el clima. Al mismo tiempo, utilizamos mediciones oceánicas todo el tiempo para ayudar a dirigir las actividades marinas.”

Fuente | Futurism