lunes, 29 de abril de 2019

Inauguración de la XXII Semana Solar: Origen y evolución de los átomos


Estamos dedicando la XXII Semana Solar a Evolución, en el sentido más amplio de la palabra. Desde una perspectiva biológica recorreremos un camino que nos llevará desde el origen del universo hasta el proceso que nos ha hecho humanos. Abordaremos cómo la evolución llegó a Granada y cómo se ve esta teoría desde distintas perspectivas.
Inauguramos esta andadura con la conferencia impartida por Enrique Pérez Jiménez, profesor de investigación del Instituto de Astrofísica de Andalucía (CSIC), titulada Una breve historia de los átomos: la evolución química del universo. Charla que, además, ha resultado muy oportuna dado que este año se conmemora el aniversario del establecimiento del sistema periódico de los elementos por parte de Mendeleyev.
Enrique Pérez Jiménez se encargado de conducirnos de forma amena y muy interesante, a través de un viaje que se inicia en el Big Bang, en los procesos mediante los que se originaron los primeros elementos químicos en lo conocido como nucleosíntesis primordial, los procesos  de formación que tienen lugar en el interior de las estrellas a lo largo de su vida o aquellos que conducen a la aparición de elementos pesados cuando estas mueren en colosales explosiones como son las supernovas. Nos ha hablado de distancias en el universo, del origen y evolución de las galaxias, de la vida de las estrellas y de las diferencias entre la composición de los seres vivos y el resto del cosmos.
La charla ha concluido con unas citas de Carl Sagan, astrónomo y divulgador, a propósito de la imagen captada por la sonda Voyager antes de abandonar el sistema solar, leídas por Carmen de la Torre y, que por su belleza, transcribimos aquí:


"Pudimos tomar esa fotografía desde el espacio profundo y, si la miráis, podéis ver un puntito. Ese puntito es aquí mismo. Nuestro hogar. Nosotros. Sobre ese puntito, todas las personas de las que hayáis oído hablar, todos y cada uno de los seres humanos que han vivido, ahí es donde lo han hecho. La suma de todos nuestros gozos y nuestros sufrimientos, miles de religiones seguras de su doctrina, ideologías y doctrinas económicas, cada cazador, cada recolector, cada héroe y cada cobarde, cada creador y cada destructor de civilizaciones, cada rey y cada siervo, cada una de las parejas de enamorados, cada niño ilusionado, cada madre y cada padre, cada explorador, inventor, profesor de moral, cada político corrupto, cada personaje famoso, cada líder supremo, cada santo y cada pecador en la historia de nuestra especie, vivieron ahí, en esa mota de polvo suspendida en un rayo de sol. 
La Tierra es un escenario diminuto en la vasta arena cósmica. Pensad en los ríos de sangre derramados por todos esos generales y emperadores para, bañados en gloria y triunfo, poder ser durante un momento señores de una fracción de un puntito. Pensad en las crueldades sin fin que los habitantes de una parte de ese puntito han ejercido y ejercen sobre los habitantes de otra parte de ese puntito. Qué frecuentes los malentendidos, qué deseosos de matarse unos a otros, qué fervientes sus odios. Nuestras poses, nuestra imaginada importancia, el espejismo de que tenemos una posición privilegiada en el universo ... este puntito de luz desafía todo esto. Nuestro planeta es una mota en la gran oscuridad cósmica. En nuestra oscuridad - en esta inmensidad - no hay ninguna indicación de que vayamos a recibir ayuda de ninguna parte que nos salve de nosotros mismos. Dependemos sólo de nosotros mismos. Se suele decir que la astronomía es una experiencia que nos hace más humildes, yo añadiría que nos hace madurar. Para mí, no existe una demostración mejor de la insensatez de la vanidades humanas que esta distante imagen de nuestro pequeño mundo. Para mí, subraya nuestra responsabilidad de relacionarnos unos con otros con más bondad y compasión, y nuestra responsabilidad de preservar y querer a este puntito azul, el único hogar que hemos conocido.” 





Proyecto Marte: análisis de resultados

He leído todos vuestros comentarios, y me alegra ver que le habéis dedicado tiempo a pensar sobre las preguntas que se os planteaban. Eso es lo más importante, que seáis capaces de analizar los resultados y plantear nuevas hipótesis y experimentos. Esencialmente, así es como funciona el método científico. Ahora, vamos a combinarlo con mi experiencia (que es simplemente una cuestión de años trabajando en un tema, y no de capacidades), para ir viendo algunas cuestiones.
1) La supervivencia de las bacterias en las condiciones analizadas. Como habéis señalado casi todos, nuestras bacterias han sobrevivido, pero con diferencias entre unas y otras, que se reflejan en el número de colonias. Así, mientras que de E. coli hay unas 300 colonias, de P. putida o P. stutzeri habrá unas 5-6 veces más. Podemos hacer las siguientes aproximaciones:
Halomonas: 150; E. coli: 300; B. subtilis: 600; P. putida: 2000; P. stutzeri: 2000.
Como habéis dicho, sembramos 100 microlitros de cada muestra, en la que había 500 microlitros. Así que tenemos que multiplicar por 5 el número de colonias para saber el número de bacterias total en la muestra. A su vez, cada muestra tenía 0.5 g de suelo. Normalmente los datos se dan como "unidades formadoras de colonia" (UFC; una forma pija de decir bacterias) por gramo de suelo (no por miligramo), que es además la unidad base. Por tanto tendríamos:
Halomonas: 150 x 5 x 2 = 1500 UFC/g suelo; etc...
PERO: ¡¡hay una cuestión que no habéis tenido en cuenta!! Para poder decir si una bacteria es más o menos resistente, tendríamos que saber el número de células del que partíamos. Si de entrada hubiéramos puesto 3000 células de E. coli, su supervivencia sería del 100%, mientras que si de P. putida hemos partido por ejemplo de un millón y recuperamos 20.000, tan solo habrían sobrevivido un 2% de la población inicial.
Tranquilos, en este caso hemos puesto de partida un número similar de bacterias en todos los casos (alrededor de 10e9, es decir 1.000.000.000 bacterias). Ahora sí, podéis calcular el % de supervivientes...
2) El caso de Bacillus megaterium y la posible contaminación. Mi hipótesis es que podría estar contaminado porque aparecen dos tipos de colonias, unas grandes y blancas y otras amarillentas más pequeñas, algo que no hemos visto en experimentos anteriores. ¿Cómo comprobarlo? Algunos habéis estado cerca. Habría que ver qué aspecto tienen las colonias de un cultivo que estemos seguros de que es B. megaterium, en el medio que estamos usando. La microscopía puede ayudar, no solo morfología sino también haciendo una tinción de Gram (a buscar en Wikipedia!). También podríamos aislar cada tipo de bacteria que vemos en la placa y realizar algunos ensayos bioquímicos, informándonos antes de lo que se sabe de la biología de la bacteria: si es capaz de utilizar determinadas fuentes de carbono, fermentar azúcares, y cosas asi. Pero lo que nos daría la seguridad al 100% sería hacer una prueba genética (casi como una prueba de paternidad), puesto que el genoma de esta bacteria se conoce. De esto podemos hablar el próximo día.
3) Próximos experimentos a plantear: Algunos habéis dicho algo muy acertado: hasta ahora hemos probado cada condición de forma aislada (cloratos, vacío, temperatura), pero en Marte se van a dar varios factores a la vez. Así que de aquí a final de curso intentaremos diseñar algún experimento "combinado". 
Manuel Espinosa Urgel

domingo, 7 de abril de 2019

Proyecto Marte: Crecimiento de las plantas

El pasado jueves se cumplían tres semanas desde que sembramos nuestra semillas. Tras un periodo de tiempo inicial en oscuridad, se están iluminando durante 16 horas cada día y se mantienen durante 8 en oscuridad. En función de sus necesidades hídricas se riegan bien con agua destilada o bien con solución nutritiva en función del tipo de experimento.
Las imágenes que se adjuntan muestran el desarrollo de las mismas durante estas primeras tres semanas.
En los controles podemos apreciar que están creciendo muchas plantas. Sin embargo, al utilizar tierra del huerto sin esterilizar cabía esperar que contuviese semillas, por lo que ahora y hasta que no identifiquemos claramente a Arabidopsis y a nuestros pimientos, no podemos sacar conclusiones definitivas ya que nos están creciendo muchas otras cosas. Os podéis hacer una idea comparando el número de plantitas en los controles con cualquiera de las macetas con suelo análogo de Marte, ya que en todas ellas se puso aproximadamente el mismo número de semillas (seis en el caso de pimiento, dos o tres por cada posición de Arabidopsis para asegurar que al menos germinase alguna en cada lugar).
Donde sí que podemos ir valorando ya nuestros resultados es comparando los distintos tratamientos con los cultivos en los que únicamente hemos puesto nuestro análogo del suelo de Marte y las semillas con el resto de los tratamientos. Estos representarían las condiciones más pobres en las que nuestras semillas podrían germinar y crecer.


Cultivos de Arabidopsis thaliana durante las tres primeras semanas posteriores a la siembra de las semillas.

Cultivos de Capsicum annuum durante las tres primeras semanas posteriores a la siembra de las semillas.

Nuestras plantitas de Arabidopsis aún son muy pequeñas como para hacer una valoración apropiada, aunque en algunas ya están saliendo las primeras hojitas (que no debemos confundir con los cotiledones). Por el contrario, nuestras plantas de pimiento son más grandes y sí que se puede apreciar mejor las posibles diferencias entre las condiciones de cultivo.
¿Apreciáis alguna diferencia entre los distintos tratamientos? Aunque las fotos nos pueden ayudar  a sacar algunas conclusiones, es mucho más interesante observar en el laboratorio cómo van evolucionando nuestros cultivos. Os invito a ello y espero vuestras valoraciones.