Esta semana en la ciencia 13|11

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  • El papel de la cafeína en la polinización

  • La dinámica neuronal del canto

  • Nuevos materiales para la separación del CO2

El papel de la cafeína en la polinización

Semana - 1311 - 1 Abejita cafeteraUna taza de café resulta estimulante para muchas personas. La dosis diaria de cafeína mejora su memoria, manteniendo la concentración y  el estado de alerta del organismo. Aunque se encuentra presente en la naturaleza en plantas como los cafetos y cítricos, a nivel histórico la relación entre la cafeína y los seres humanos es relativamente reciente; su impacto en nuestros cerebros es una consecuencia secundaria de su rol ecológico, aunque este papel no ha sido estudiado del todo.

Un grupo de investigadores estadounidenses y británicos, encabezados por G. A Wright, publica esta semana en Science los resultados de un estudio en el que se encontró que la cafeína presente de forma natural en plantas como cafetos y cítricos mejoró significativamente la habilidad en las abejas productoras de miel para recordar y localizar un aroma floral aprendido. Se encontró que los compuestos que se producen para la defensa de las plantas alteran el comportamiento del polinizador y en particular la memoria de recompensa.

Las  abejas recompensadas con la cafeína pudieron recordar hasta tres veces más agradable un aroma floral aprendido, en comparación con las abejas premiadas con sacarosa. Encontraron que la cafeína potenció la repuesta neuronal involucrada en el aprendizaje y los recuerdos, actuando como antagonista de los receptores de adenosina.

Las concentraciones de cafeína en el néctar no excedieron el umbral de sabor amargo en las abejas, lo que implica que las abejas seleccionan el néctar que es farmacológicamente activo pero no repelente. Los investigadores concluyen que al usar una droga para mejorar los recuerdos o la recompensa, las plantas aseguran la fidelidad  del polinizador –en este caso la abeja– y aumentan el éxito reproductivo.


La dinámica neuronal del canto

Semana - 1311 - 1 BirdsWithMusicLos modelos biomecánicos cuantitativos pueden identificar parámetros de control que son usados durante el movimiento y que son codificados por neuronas premotoras. Investigadores de la Universidad de Chicago diseñaron un modelo matemático  de sistemas dinámicos que incluye la presión subsiringea, la biomecánica de la siringe y el filtraje en el tracto vocal en las canciones del pinzón cebra. Esto reduce la dimensionalidad de la dinámica del canto, descrita como trayectorias (gestos motores) en un espacio de presión y tensión en la siringe.

Ana Amador y un grupo de investigadores, en un artículo publicado en Nature esta semana, evaluaron el desempeño del modelo mediante la caracterización de la respuesta- en neuronas premotoras- de “reproducir” el canto ante la presentación de variantes de sonido en pájaros dormidos y al examinar la actividad neuronal en pájaros cantores. Los resultados de este estudio arrojan que el HVC (centro vocal superior) codifica de forma precisa la motricidad vocal en los momentos de mayor actividad de las trayectorias de movimiento. Una de las conclusiones que los autores proponen es que la actividad secuencial de estas neuronas se utiliza como un modelo de “avance”, que representa la secuencia de los gestos en el canto, para hacer predicciones sobre el comportamiento esperado y evaluar la retroalimentación.


Nuevos materiales para la separación del CO2

Semana - 1311 - 3 CO2Los costos de la energía utilizada para la separación y purificación de suministros industriales tales como gases, productos químicos y agua limpia son muy elevados; representan actualmente cerca del 15 por ciento de la producción global de energía y se prevé que para el año 2050 se triplique la demanda por ciertos productos.

Este reto es mayor para compuestos como el dióxido de carbono (CO2)  en comparación con otros gases, pues se requiere de técnicas efectivas de separación y purificación a bajo costo. Es conocido el papel que juega el CO2 en el cambio climático, además de que se le considera una impureza en el gas natural, en el biogás y otras clases de gas. La investigación en este campo tiende hacia el desarrollo de materiales cristalinos porosos cuyas características ideales incluyen: precisión en la selectividad dimensional y reconocimiento molecular específico.

Los investigadores Patrick Nugent y Youssef Belmabkhout, al frente de un equipo de colaoradores, dan cuenta de materiales metalorgánicos (MOM en inglés) cristalinos, obtenidos mediante una estrategia de ingeniería química reticular que controla la funcionalidad y el tamaño de los poros en materiales con centros metálicos saturados y anión Hexafluorosilicato de distribución periódica, con una alta captación volumétrica  a bajas presiones  de CO2. Algunos MOM ofrecen adsorción selectiva de CO2 sin precedente para N2, H2 y CH4, incluso  en presencia de humedad.  Estos MOM son, por lo tanto, relevantes en la separación de CO2 en el contexto de pre y post combustión así como en el mejoramiento (limpieza) del gas natural.


Con información de artículos publicados en Nature 7439 del 7 de marzo de 2013 y Science 6124 del 8 de marzo de 2013

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