Relaciones interespecíficas

¿Qué relación puede existir entre una tarántula y un sapo? ¿y entre un lagarto y un escorpión? ¿Cómo se las arregla una planta para sobrevivir sin raíces? ¿Son las plantas siempre las víctimas de los insectos? A veces la Naturaleza no es nada previsible…

Estoy al tanto de que en clase has estudiado que la estructura de los ecosistemas se teje mediante una compleja red de interrelaciones entre los elementos que los componen. Estas relaciones pueden establecerse entre elementos del biotopo y la biocenosis, pero quizá las que más nos llaman la atención son las relaciones que tienen lugar entre especies de seres vivos diferentes (relaciones interespecíficas). Las posibilidades son casi interminables y la Naturaleza parece saber cómo sorprendernos.

Las relaciones interespecíficas forman parte del delicado equilibrio de los ecosistemas y son un exponente de la complejidad que puede alcanzar el fenómeno de la vida en nuestro planeta y, una vez más, de los sorprendentes logros de la evolución biológica a lo largo de millones de años. Por eso y porque sé que te gusta sorprenderte con imágenes de este tipo, te dejo unos cuantos videos para que los disfrutes y, de paso descubras las curiosas relaciones interespecíficas entre una tarántula y un sapo, un lagarto y un escorpión, una ortiga y otra pequeña planta y entre los insectos y una curiosa planta llamada Drosera.



México sísmico: claves para los terremotos de 2012

Daños provocados por el terremoto de Ometepec, el 20 de marzo de 2012

Incialmente escribí esta entrada para comentar el terremoto Ometepec en México el 20 de marzo de 2012. Comoquiera que se han venido produciendo nuevos movimientos sísmicos significativos en otros puntos de origen mexicanos me ha parecido conveniente modificar el artículo para ofrecer información más completa.

La situación comenzó alrededor del mediodía (hora local) del día 20 de marzo de 2012, en el estado de Guerrero, al sur del país. En una zona cercana a la ciudad de Oaxaca, se producía un fuerte terremoto de magnitud 7,4  en la escala Richter (según el Instituto geológico Estadounidense (USGS) con epicentro muy cercano a la ciudad de Omepetec. Puedes seguir la localización del terremoto y sus réplicas en sistema IRIS Monitor a través de este enlace. También puedes seguirlo en la página del servicio sismológico nacional de México. El movimiento fue lo suficientemente fuerte para ser sentido con intensidad en ciudades como Acapulco y Ciudad de México, y aunque inicialmente no se declararon víctimas mortales, finalmente se reconocieron 2, además de varios heridos y algunos daños materiales. Tras él se sucedieron numerosas réplicas como es habitual en estos casos (hata el 13 de abril se contabilizaron 418 réplicas, dos de ellas hoy 13 de abril, fecha en la se actualiza esta entrada).

En su momento, resultó sorprendente que un terremoto de esa intensidad causara daños tan moderados, sobre todo teniendo en cuenta que este es el terremoto más intenso que sufre México desde 1985 cuando un seismo de magnitud 8,1 causó unas 6.000 víctimas mortales. Igualmente llamativo resulta en comparación con el terremoto de Lorca en España de 2011, un movimiento de magnitud 5,1, muy inferior al de Guerrero, pero que causó mayor número de muertes y cuantiosos daños materiales en dicha ciudad.

Pero el mayor problema es que además de las numerosas réplicas del terremoto original, se han producido nuevos focos sísmicos, principalmente en Michoacán, con un seísmo de magnitud 6.4 en la escala Richter producido el 11 de abril de 2012 y otro en Guerrero Negro, en el Golgo de California, con magnitud 6.8 al día siguiente. Lo curioso es que, en tanto los terremotos de Ometepec y Michoacán se han producido en zonas de subducción cercanas a la fosa mesoamericana el Guerrero negro ha tendio lugar en una región de falla de desplazamiento lateral (falla transformante) continuación Sur de la falla de San Andrés. Es decir, se han producido terremotos en las dos zonas de alto riesgo sísmico que pueden diferenciarse en México.

Los datos nos demuestran que los efectos de los terremotos no dependen sólo de su magnitud (es decir, de la energía liberada) sino también de las circunstancias y contexto en el que el fenómeno tiene lugar. Sigue leyendo y comprenderás que un terremoto no puede medirse sólo por su magnitud. Usa la siguiente imagen para comprender mejor las explicaciones

Mapa sismológico de México. Se señalan las zonas de riesgo sísmico (desde rojo, máximo riesgo, a verde, mínimo riesgo) según datos del Instituto Sismológico de México. También se indican los epicentros d elos terremotos de Omopetec, michoacán y Guerrero Negro.

México posee dos zonas diferenciadas de alto riesgo sísmico: al norte, en Baja California, se define una pequeña zona sometida a los efectos de la peligrosa falla de San Andrés y fallas transformantes que se continúan a partir de esta hacia al Sur. En estas fallas de tipo transformante, los terremotos se producen debido al rozamiento asociado al movimiento lateral de la placa pacífica con respecto a la Norteamericana. Este ha sido el caso del último sismo producido en Guerrero negro.

Al sur, existe otra zona mucho mayor cuyo alto riesgo sísmico tiene otro origen: Su proximidad a la fosa mesoamericana que bordea toda la costa suroeste del país. La fosa, en realidad, es la evidencia geográfica de un fenómeno que probablemente ya conoces: la subducción oceánica. En este caso, la litosfera oceánica que constituye la placa de Cocos y la pequeña microplaca de Rivera se desliza lentamente bajo la masa de litosfera continental (más gruesa y ligera) que forma la placa norteamérica, de la cual México forma parte. Este movimiento produce un constante rozamiento que causa varios efectos. Por una parte libera gran cantidad de calor, que puede desencadenar fenómenos de vulcanismo, como es en parte lo que ocurre en el cinturón volcánico transmexicano, una franja que recorre el país de Oeste a Este en la se sitúan los principales volcanes de la nación.

La otra consecuencia son las vibraciones derivadas del movimiento de una placa bajo la otra que constituyen los terremotos. Por eso, en toda la región próxima y paralela a la fosa mesoamericana son frecuentes los seísmos. Este ha sido el caso de los terremotos de Ometepec (el 20 de marzo) y de Michoacán (el 11 de abril).

Puedes leer un detallado informe elaborado por el Servicio Sismológico Nacional de México sobre estos terremotos. Los expertos aclaran que estos terremotos no están relacionados entre sí, en el sentido de que unos no son consecuencia directa d elos otros, como si puede decirse de las numerosas réplicas asociadas a cada uno de ellos. Sin embargo, es evidente que todos ellos sí están relacionados por un mismo fenómeno el movimiento y reajuste de las placas Pacífica, Cocos, Norteamericana, Rivera y caribeña.

Afortunadamente, los efectos de estos terremotos han sido muy moderados, sobre todo con respecto al primero de ellos, el de Ometepec, que dada su intensidad, podría haberse esperado que causara daños mucho mayores. Varios factores contribuyeron a que los daños no fueran tan elevados: por una parte, el epicentro se produjo en una zona con baja densidad de población. Aunque las ondas sísmicas llegaron a poblaciones muy importantes, incluida la capital, lo hicieron ya con menor energía. Otro factor importante fue la profundidad del hipocentro (el punto o zona de origen de las ondas sísmicas en el interior de la Tierra) que se situó a unos 17 km de profundidad. Esto contribuyó a que las ondas llegaran algo más débiles a la superficie.

La gran preocupación ahora es poder predecir cuál es la evolución previsible de la tendencia sismológica en México. A pesar de lo que sería deseable, la capacidad predictiva actual no permite determinar ni lugares, ni momentos, ni magnitudes con una fiabilidad que pueda resultar útil y rigurosa, apesar d elos que algunos oprtunistas o alarmistas aprovechen para defender. De modo que las únicas medidas sensatas en cualquier situación de este tipo en cualquier parte del mundo son las de prevención antes de los movimientos sísmicos y de seguridad durante y después de ellos.

Mamíferos que ponen huevos

Si hablamos de animales que ponen huevos, la gallina se suele prestar diligente a ocupar el primer lugar de nuestra lista. Por similitud, se nos vienen a la memoria el resto de aves y también los reptiles, la mayor parte de los cuales, en efecto, ponen huevos semejantes a los de las aves. Es posible que luego recordemos que, aunque más pequeños y sin una capa externa tan resistente, los anfibios y la mayor parte de peces también son ovíparos; pero descubrir que existen mamíferos que ponen huevos siempre causa en un primer momento cierta perplejidad.

Y es cierto que es un fenómeno poco usual; sin embargo, existe un pequeño grupo de mamíferos que presentan este tipo de reproducción. Son mamíferos ovíparos y se les llama monotremas.

Distribución geográfica de las diferentes especies de monotremas.

Los mamíferos se clasifican en 21 grupos que contienen unas 5.500  especies en total. De estos 21 grupos u órdenes, sólo uno (monotremas) está representado por mamíferos ovíparos. El grupo está formado por sólo 5 especies actuales: el ornitorrinco y 4 especies de equidnas (el equidna de hocico corto y tres especies de zaglosos o equidnas de hocico largo). Los monotremas son animales exclusivos de Oceanía, sorprendentes en muchos aspectos y no sólo por el hecho de poner huevos. Sigue leyendo y descubrirás algunos de sus secretos y podrás ver videos muy interesantes.

Mitad reptiles, mitad mamíferos

Esqueletos de mamífero (gato) y reptil (cocodrilo). Observa que aunque la estructura ósea de las extremidades es equivalente entre ambos grupos, la orientación con la que se conectan al resto del esqueleto es diferente. La de los monotremas se parece más a la de los reptiles.

Con frecuencia se habla de los monotremas como de mamíferos primitivos. Esto es así porque conservan algunas de las características propias de sus antepasados reptilianos. Este es el caso de su reproducción ovípara o la existencia de cloaca. La cloaca es una abertura de salida compartida por los aparatos digestivo, excretor y reproductor. Todas las aves y reptiles la poseen y, de hecho, el término de monotrema (que significa literalmente un orificio) hace referencia precisamente a esta característica, que comparten con los marsupiales (como koalas y canguros). Otros caracteres primitivos tienen que ver con su estructura esquelética. Por ejemplo sus extremidades se insertan en el esqueleto de forma horizontal, paralela al plano del suelo, al contrario que en los demás mamíferos (Observa la imagen). Esto les confiere un estructura corporal y forma de caminar muy características.

Sin embargo, los monotremas comparten carcterísticas con el resto de mamíferos que los hacen merecedores de pertencer a este grupo. Para empezar, las hembras poseen glándulas mamarias a ambos lados del cuerpo que, aunque sin pezones, producen leche que es lamida por las crías. También poseen pelo, aunque en el caso de los equidnas y zaglosos parte de él está transformado en púas. Son homeotermos, es decir, son capaces de regular su temperatura corporal, aunque no tan eficientemente como el resto de los mamíferos. Su temperatura corporal  puede oscilar 4-5 grados entre el día y la noche (28-33 grados).

Además, los monotremas presentan características especiales que son exclusivas de ellos (no estaban en sus antepasados reptiles ni en el resto de mamíferos). Son novedades evolutivas que debieron surgir en los antepasados originarios del grupo, por lo que se trata de características importantes para definir la identidad de los monotremas. Caracteres de este tipo son la desaparición de los dientes o su reducción a un tamaño mínimo (los terápsidos, grupo de reptiles que dio lugar a los mamíferos, sí los tenían, al igual que el resto de mamíferos), la presencia de un espolón en las patas traseras de los machos (que en el caso de los ornitorrincos está conectado a unas glándulas de veneno, lo que les convierte en los únicos mamíferos venenosos del planeta) o el cráneo con la parte anterior en forma de pico.

En suma, los monotremas son una colección de características de reptiles, de mamíferos y otras exclusivas que los convierten en seres verdaderamente excepcionales.

La reproducción ovípara de los monotremas

A pesar de tantas peculiaridades, la reproducción ovípara de estos organismos es, quizás, su característica más sorprendente.

Ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus)

En el caso de los ornitorrincos (Ornithorhynchus anatinus) las hembras, después del apareamiento, construyen un largo túnel-nido de más de 10 metros en el que colocan tabiques de tierra cada cierta distancia. Habitualmente produce de 1 a 3 huevos. Estos permanencen unos 28 días en el útero materno y una vez producida la puesta son incubados en la madriguera durante 10 días. Durante este tiempo la madre acercará con su cola los huevos contra su cuerpo para proporcionarles más calor y protección. Las crías nacen sin pelo y serán amamantadas durante 3-4 meses. Sus glándulas mamarias carecen de pezones. La cría permanece en la madriguera hasta que puede empezar a buscar su propio alimento.

No te pierdas los siguientes videos para descubrir los secretos del ornitorrinco en su medio natural:
ARKive video - Platypus - overview ARKive video - Infant platypus in burrow and lactation

Equidna de hocico corto (Tachyglossus aculeatus)

En el caso del equidna (Tachyglossus aculeatus) la gestación dura unos 22 días (desde el apareamiento), tras los cuales la hembra pone un sólo huevo que incuba en una bolsa de piel durante 10 días. Al igual que en el caso del ornitorrinco, la cría nace sin pelo pero permanence en la bolsa durante 45-50 días. La existencia de esta bolsa recuerda al marsupio, la bolsa que da nombre a los mamíferos marsupiales como el canguro o el koala.

Tampoco te puedes perder el siguiente video que muestra la incubación y cría de un bebé de equidna con una calidad increíble. Fíjate en los detalles de la bolsa de la mamá equidna en la que incuba el huevo, del equidna recién nacido y de cómo se alimenta de la leche materna (por si te quedaban dudas de que sean mamíferos).

Como ves, se trata de especies verdaderamente curiosas, muestra de la enorme diversidad de la Naturaleza y del potencial diversificador de los mecanismos evolutivos. Por eso, causa preocupación que aunque ornitorrincos y equidnas de hocico corto son especies que se consideran fuera de peligro, las tres especies de zaglosos estén al borde de la extinción, debido a la alteración y lo reducido de sus hábitats y a la caza. A continuación te dejo enlaces adicionales de reputadaa webs, por si quieres conocer aún más detalles de estos sorprendentes mamíferos:

Especie

Arkive.org

IUCNredlist.org

Ornitorrinco (Ornytorhynchus anatinus)

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Equidna de hocico corto (Tachyglossus aculeatus)

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Equidna de hocico largo occidental (Zaglossus bruijni)

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Equidna de hocico largo oriental (Zaglossus bartoni)

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Equidna de hocico largo de Sir David (Zaglossus attenboroughi)

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Geología de Islandia: Una dorsal océanica “hiperactiva”

El profesor McManus en Gullfoss (Islandia). Gullfoss es la catarata más famosa del país, en la que las aguas del río Hvítá se precipitan de forma espectacular en un profundo cañón de unos km de recorrido.

Uno de mis lugares favoritos de todo el planeta es, sin duda, Islandia. Allí, el calor interno de la Tierra consigue asomarse al exterior del planeta  y  el contrate con el gélido aliento del frío clima que reina en la región origina paisajes de una belleza espectacular que no puede dejar indiferente a nadie. Visitar determinados parajes de Islandia produce la sensación de haber viajado a un planeta diferente, o quizáz a un lugar mitológico. Todo se debe a la particular posición geográfica de este país en mitad del Océano Atlántico. Su latitud (comprendida entre los 63º y 66º Norte) le proporciona un clima muy frío, pero lo más interesante es su geología, única en la Tierra por la intensidad con la que la energía interna del planeta se manifiesta en su superficie.

Esta particular naturaleza, convierte a Islandia en una impresionante colección de volcanes, fuentes de aguas termales, geíseres, por una parte, mezclados con espectaculares paisajes árticos surcados por glaciares. Cerca de Reykiavik, su capital, situada en el extremo suroeste de la isla, existe una región bien conocida por los turistas a los que, como a mí, les gusta la Naturaleza. Se la llama círculo dorado y en ella se pueden admirar varios de los fenómenos geológicos más espectaculares del país (y del mundo) debido a que en esta región se concentran un fragmento de dorsal océanica y un cinturón volcánico conectados entre sí por grandes fracturas o fallas. Observa el siguiente video sobre el géiser Strokkur y alrededores (el más famoso del país).

Y aquí tienes otro sobre el volcán Eyjafjallajökull que trajo de cabeza a la aviación europea debido a la gran cantidad de cenizas que emitió durante su erupción de 2010 ( y a los presentadores de TV del momento intentando pronunciar su nombre…).

¿Quieres saber más? ¡Excelente! Empecemos recordando cosas que probablemente ya conoces. Seguramente has estudiado que las dorsales oceánicas son anchas y prolongadas cordillera submarinas que recorren sumergidas los fondos de los océanos de un extremo a otro. El Océano Atlántico tiene su propia cordillera oceánica: la dorsal mesoatlántica. Seguro que también sabes que las dorsales oceánicas son regiones geológicamente muy activas. Bajo ellas, se producen lentos movimientos ascendetes y divergentes de rocas que estiran la litosfera, la agrietan y permiten la salida de magma al exterior, que al enfriarse y solidificarse da lugar a nuevas rocas. De esta forma, las grietas producidas se rellenan una y otra vez conforme la zona se va estirando y ensanchando. Es decir,  las dorsales océanicas son los lugares en los que se forman nuevas rocas del fondo, conforme el océano se ensancha. A este proceso se le llama expansión océanica. En realidad puede decirse que las dorsales oceánicas son el “abombamiento” producido en la litosfera oceánica como consecuencia de las fuerzas y los movimientos de materiales que se producen bajo ellas.

Localización geográfica de Islandia.

Islandia está localizada, precisamente, en el recorrido de la dorsal mesoatlántica, de forma que podría considerarse  un fragmento de ella que sobresale por encima del nivel del mar. Sin embargo, es algo más complejo  que eso. Plantéate lo siguiente: Si las dorsales oceánicas nunca alcanzan suficiente altura como para superar el nivel del mar, ¿qué hace que en la región islandesa sí ocurra este fenómeno? Islandia no es un fragmento de dorsal cualquiera. La cantidad de magma acumulada durante millones de años es mucho mayor en cualquier otra zona equivalente del planeta. Tanta actividad magmática hace que la litosfera oceánica que forma Islandia sea mucho más gruesa de lo habitual, formando una gigantesca plataforma de rocas basálticas en la que Islandia es sólo la porción emergida. Para explicar una actividad tan intensa no basta con una simple dorsal oeánica. Es necesario otro protagonista.

El modelo de pluma mantélica

La explicación “clásica” para la formación de Islandia considera que también intervino otro fenómeno excepcional que hizo su aparición mucho antes que la isla y en un punto bastante alejado de su localización actual. Te he preparado unos dibujos que espero te ayuden a entender mejor el proceso.

Hace unos 65-70 millones de años, bajo el borde Oeste de la masa continental de Groenlandia (en aquel entonces, aún unida a Europa), ocurría este singular fenómeno geológico: una pluma mantélica. Las plumas mantélicas son movimientos ascendentes de materiales  que se originan en la zona  limítrofe entre el manto y el núcleo externo. La corriente ascendente recorre los 2900 km que la separan de las  superficie y presiona desde abajo, provocando un empuje y calor suficiente para provocar la salida de magma al exterior. A las zonas de la superficie terrestre a las que llegan las plumas mantélicas se las llama puntos calientes. Las plumas mantélicas suelen mantener su posición durante muchos millones de años. Por el contrario, las placas litosféricas sufren procesos de formación y destrucción que conllevan el movimiento y reoganización de las masas continentales. Esto hace que el punto caliente se desplace a lo largo de la dirección de movimiento de las placas.

Así ocurrió en el caso de la pluma mantélica de Groenlandia.  Las masas continentales de Norteamérica, Groenlandia y Europa se fueron desplazando lentamente hacia el Oeste, provocando que la posición relativa de la pluma mantélica fuese cambiando.

Cuando hace unos 55-50 millones de años, el océano Atlántico comenzó a abrirse en esta región del Norte gracias a la  formación de una dorsal oceánica (la dorsal de Aegir) y la  expansión asociada (ten en cuenta que en el hemisferio Sur la expansión del O. Atlántico empezó a producirse muchos millones de años antes), la pluma mantélica ya estaba “acercándose” al borde Este de Groenlandia (En realidad era Groenlandia la que se deslizaba sobre la pluma).

Más tarde,  hace unos 35 millones de años, Groenlandia terminó de rebasar la pluma mantélica. Situada ya en el borde Este de Groenlandia y libre de la masa continental,  la actividad de la pluma mantélica se hizo más influyente en la superficie.  Varios científicos defienden que su influencia en la actividad geológica  del Atlántico Norte fue entonces tan intensa que provocó la formación de una nueva zona dorsal y zona de expansión en el océano atlántico.

Hace unos 22 millones de años, la pluma mantélica se sitúa ya muy próxima a la dorsal mesoatlántica. Los científicos creen que la gran cantidad de energía que producía fue la que hace que la producción de magma de la zona se multiplicara. La actividad eruptiva se intensificó y dio lugar a una gran plataforma de rocas basálticas. La corteza de esta región comenzó a aumentar de espesor mucho más que la de zonas circundantes, formando una gran plataforma submarina en mitad de la dorsal oceánica. El 30% de la plataforma consiguió sobresalir sobre el nivel del mar y es a lo que actualmente llamamos Islandia.

Actualmente se calcula que la pluma mantélica se sitúa bajo la mitad Este de Islandia, proporcionando un suplemento de energía a las cámaras magmáticas asociadas a la expansión oceánica que existen en la zona. Podríamos decir que Islandia es una zona de la dorsal mesoatlántica hiperactiva.

Mapa geológico de Islandia. Modificado de http://geologiamarinha.blogspot.com

Nuevos modelos

Hasta hace unos 12 años, esta historia que acabo de contarte era la explicación comúnmente aceptada para la formación de Islandia. Sin embargo, en la última década, varios grupos de científicos han cuestionado el modelo de la pluma mantélica y han propuesto otras explicaciones. Para empezar, según estos científicos, hay datos que no encajan: Las últimas estimaciones de temperatura bajo Islandia y de las lavas expulsadas no son tan altas como cabría esperar de la existencia de una pluma mantélica bajo la isla. La composición de rocas de Islandia es similar a la de otras zonas próximas a la dorsal y, en particular, no se observan cristales de picrita, un mineral característico de temperaturas muy altas que suele aparecer en zonas de puntos calientes. Tampoco se aprecia  claramente la “ruta de migración” del punto caliente asociado a la pluma mantélica, como sí ocurre en otros ejemplos identificados, como el de Hawaii.

Por todas estas razones, estos científicos dudan de que exista realmente una pluma mantélica en las inmediaciones de Islandia, o que si existe, su influencia debe ser poco importante. Claro que ello implica que hay que buscar otra explicación para la intensa actividad magmática de esta zona de la dorsal atlántica, de la cual no cabe duda. Estos científicos proponen otras hipótesis. Una de ellas es que la zona islandesa de la dorsal atlántica podría cruzar con una antigua zona de subducción (la llamada sutura caledónica) donde hace unos 400 millones de años, masas continentales se acercaban para formar la Pangea. Aunque la subducción cesó mucho antes de que se formara Islandia, la zona podría haber quedado enriquecida con rocas superficiales gracias a este proceso. La fusión de estas rocas superficiales es más fácil que la de rocas más profundas. Por eso, cuando millones de años más tarde se formó la dorsal oceánica, la actividad eruptiva en la zona de cruce entre la dorsal y la antigua línea de subducción se vio facilitada y pudo ser mucho más intensa que en otras zonas de la dorsal. Claro que  la composición de las rocas de Islandia tampoco muestra restos de componentes de rocas superficiales, así que por el momento no es más que otra hipótesis.

En definitiva, la geología de islandia sigue ofreciendo algunos misterios coo los que sugieren sus paisajes, auqnue estoy seguro de que te habrás hecho una idea de este lugar tan singular en el mundo. Por eso, me atrevo a proponerte algunas preguntas sencillas para que me des tu opinión:

1. ¿Por qué piensas que son tan jóvenes las rocas de Islandia, en compración con las de otros lugares del mundo?

2. ¿Crees que es frecuente que sean tan abundantes las rocas basálticas en un país?

3. ¿Cómo crees que evolucionará la geografía de islandia en los próximos millones de años?

Espero tus respuestas

Intensa tormenta solar alcanza la Tierra

Imagen del punto de eyección solar producida el 08 de marzo de 2012. Fuente: La vanguardia

Hola amigos/as, hacía ya algún tiempo que no os escribía nuevos artículos y, aunque estoy preparando varios, lo interesante de este asunto me ha llevado a contaros en primer lugar esta noticia. Ya hace algún tiempo os hablé de las tormentas solares en un post anterior y lo cierto es que esta pasada madrugada del miércoles 07/03 al jueves 08/03 se han detectado dos intensas erupciones solares originadas en la proximidad de una de las grandes manchas solares que se mantienen activas.

Estas erupciones, provocadas probablemente por cambios bruscos en la zona del complejo campo magnético solar, han provocado una intensa eyección de masa coronal del Sol (CME). Las CME están formadas por una gran masa de plasma solar rico en electrones y protones, aunque también puede contener núcleos de Helio proyectado a gran velocidad hacia el espacio desde la corona solar, que es la capa más superficial de nuestra estrella.

Para que te hagas una idea, las CME son como las ondas expansivas de explosiones solares. Seún su intensidad, se clasifican en varias categorías, de menos a más intensas, A, B, C, M y X. (Cada categoría es 10 veces más intensa que la inferior. Dentro de cada categoría, además, se diferencian 10 subcategorías de 0 a 9 según sean más o menos intensas. Pues bien, la erupción solar que ha ocurrido esta vez dirigida contra la Tierra ha sido de una magnitud X 5,4, es decir, muy intensa. Para hacerte una idea, puedes ver esta animación.

Los peligros asociados a este tipo de fenómenos son sobre todo tecnológicos, ya que la energía electromagnética asociada a la CME puede ser capaz de interferir o incluso dejar fuera de funcionamiento todo tipo de circuitos eléctricos debido a corrientes inducidas por el pulso electromagnético en el espacio. Naturalmente, los satélites son los artefactos más expuestos, igual que los posibles astronautas que pudieran estar en zonas próximas del espacio donde la fuerte emisión de partículas de alta energía podría suponer un verdadero riesgo para la salud.

Hacía varios años que no se producía una tormenta solar tan intensa, aunque la de 1859 que te narraba en el artículo anterior debió ser más aún más fuerte.

En las últimas horas, cuando ya ha habido tiempo de evaluar los efectos de esta gran tormenta solar, el balance es bastante tranquilizador gracias a que la orientación con la que la tormenta ha impactado contra la Tierra ha hecho que, finalmente, su influencia haya sido poco importante. Puedes leer esta noticia para informate mejor. Lo que preocupa, especialmente, es que se observa una tendencia en los últimos años a la producción de tormentas solares especialmente fuertes y nuestra actual dependencia tecnológica hace que los daños potenciales que pueden causar son grandes. No se descarta que en los próximos días se puedan producir nuevas tormentas.

En el lado positivo, si es que lo hay, los habitantes de latitudes próximas a los polos es probable que puedan disfrutar en las próximas horas de auroras boreales más intensas y espectaculares de lo normal.

Polinización: el espectáculo de la Naturaleza

(Fuente: Wikipedia)

Ya os he hablado anteriormente de la polinización en otro artículo anterior. Ya entonces os comentaba que el hecho de que las plantas hayan recurrido a ciertos animales para llevar su polen de una flor a otra es una cuestión de mejorar la eficacia y potenciar el ahorro. Cuanto mayor sea la proporción de granos de polen que llega hasta su destino correctamente, menor cantidad de estas preciadas células tendrá que fabricar la planta.

En este afán por optimizar el proceso, la evolución ha hecho que plantas y polinizadores ajusten su forma el uno al otro de una forma sorprendente, hasta el punto de que la polinización se convierte, a veces, en un espectáculo impresionante cuando se observa con determinadas técnicas.

Esto es lo que puede verse en el video que mi compañera Anne Marie Rouge me hizo llegar el otro día y ahora quiero compartir con vosotros/as. Sencillamente, espectacular. Contémplalo y disfruta. No te lo pierdas, porque estoy seguro de que te sorprenderá.

Ondas sísmicas: explorando el interior de la Tierra

Sismograma

Indudablemente, los terremotos se encuentan entre las peores catástrofes naturales que pueden ocurrir, así que no es raro que las ondas sísmicas tengan, de entrada, “mala prensa”. Sin embargo, no todas las ondas sísmicas son dañinas. Muchas de ellas no poseen intensidad suficiente para producir daños y, al ser capaces de atravesar toda la Tierra, nos traen hasta la superficie información de los lugares más profundos e inalcanzables.

Claro que las ondas sísmicas no son muy parlanchinas, así que los científicos han debido ingeniárselas para aprender a desvelar la información que esconden. A continuación te dejo una sencilla presentación multimedia con anotaciones, que te puede servir de ayuda para conocer las generalidades de este tema.

Guía para buscar vida extraterrestre (parte II)

El profesor McManus, durante una visita al gran radiotelescopio del Observatorio de Arecibo, en Puerto Rico.

Me alegro de que continúes interesado/a en el tema después de leer la primera parte, porque me queda por contarte lo más interesante. Es probable que  todo lo que has leído hasta ahora te haya parecido un conjunto de misiones imposibles: Encontrar moléculas microscópicas en planetas que están a billones de km, identificar señales electromagnéticas especiales en el inmenso océano energético del Universo… pero es el turno de la tecnología y el  ingenio humano.

2. ¿Cómo buscamos?

Si lo que deseamos es localizar planetas que albergan vida fuera del Sistema Solar… ¡lo primero será encontrarlos!. La verdad es que hasta hace poco tiempo la existencia de planetas fuera del sistema solar (planetas extrasolares o exoplanetas) simplemente se presuponía (Si el Sol tiene sus planetas, ¿por qué no van a tenerlos otras estrellas?) pero realmente no se conocía ninguno. Hoy sin embargo,  ya tenemos datos concretos de un buen número de planetas que giran alrededor de otras estrellas.

Ahora bien, ¿nos vale cualquier planeta para empezar a explorar? Ya puedes imaginar que no. En primer lugar,  hay que buscar planetas que se localicen en la zona “habitable” del sistema (ni demasiado cerca ni demasiado lejos) ya que temperaturas excesivamente altas o bajas reducen la probabilidad de hallar vida, aún teniendo en cuenta la alta capacidad de la vida para adaptarse a condiciones extremas. Esta zona “habitable”es diferente para cada sistema planetario, ya que depende de las características de cada estrella y de los propios planetas. Otro aspecto fundamental es el tamaño y características del planeta: debe ser lo suficientemente grande como para retener su propia atmósfera, pero al mismo tiempo con una superficie rocosa que ofrezca un soporte a las masas de agua o a la propia vida directamente. Dicho en pocas palabras, debe parecerse a la Tierra.

Dibujo del telescopio Kepler (Fuente: www.astrofacil.com)

El problema es que es mucho más fácil encontrar un planeta gigante (al estilo de Júpiter) que otro de tipo terrestre más pequeño, especialmente si orbitan cerca de su estrella. De hecho, la mayor parte de planetas extrasolares encontrados hasta ahora son de este tipo. Se les llama jupiteres calientes y son los exoplanetas más fáciles de encontrar, pero desgraciadamernte son poco aptos para la vida. Sin embargo, la NASA inició en 2009 la misión KEPLER. Se trata de una nave-telescopio que se ha colocado en una órbita alrededor del Sol, en un lugar idóneo desde donde buscar y analizar planetas similares a la Tierra. En realidad, la agencia espacial europea comenzó en 2006 una misión similar denominada COROT, aunque con medios técnicos no tan potentes. Gracias a KEPLER  ya se han localizado algunos planetas pequeños más parecidos a la Tierra que ningún otro planeta descubierto anteriormente. Pero este es sólo el comienzo.

¿Cómo consigue la sonda Kepler localizar y analizar este tipo de planetas? La nave emplea un “truco” muy ingenioso: Es capaz de detecar variaciones minúsculas en la luz que nos llega de otras estrellas. Estas variaciones se producen cuando un planeta, a lo largo de su órbita, pasa “por delante” de la estrella. A este fenómeno se le llama tránsito. Así pues, KEPLER se dedica a descubrir tránsitos en cualquiera de las miles de estrellas que es capaz de observar.

Pero la cosa no queda ahí: Después de encontrar el planeta, también se puede estudiar su composición atmosférica analizando la luz de la estrella cercana que atraviesa la atmósfera del planeta antes de ser captada, de la misma forma que podemos conocer el color de una pieza de una vidirera por la mancha de luz que al atravesarla, se proyecta sobre la pared. Cada sustancia química absorbe un determinado tipo de energía, así que cuando la luz de una estrella atraviesa la atmósfera de un planeta, esta actuará como un filtro que modifica la luz resultante según los componentes químicos que haya en ella. Por tanto, es posible, al menos en teoría, identificar los componentes de la atmósfera de un planeta analizando la luz que filtra su atmósfera.

Ahora bien, si de lo que se trata es de buscar señales de inteligencia extraterrestre, el método es diferente. Básicamente se trata de analizar la inmensa cantidad de radiación electromagnética que nos llega del espacio e identficar en este inabarcable océano de energía alguna radiación, en concreto, cuyas características permitan distinguirlas del resto de radiaciones naturales debido a su intensidad o patrón de emisión.

El principal problema es precisamente la cantidad de información a analizar. Miles de millones de cuerpos celestes producen continuamente todo tipo de radiaciones de muy diverso tipo que pueden llegar hasta nosotros. Encontrar una aguja en un pajar, no es nada comparado con esta tarea. Redes de radiotelescopios situados en diversas partes del mundo recogen información procedente del espacio, pero ¿cómo saber la frecuencia que debe sintonizarse de las muchísmias que podrían probarse? ¿cómo saber hacia donde orientar los radiotelescopios? y por último ¿Cómo inventar un ordenador “superpotente” para lograr analizar tanta cantidad de información? Los científicos han intentado encontrar solución a estas dificultades:

Lo primero es decidir qué frecuencia energética es la que los extraterrestres emplearían para enviar señales al espacio. Los científicos opinan que la más probable es la que corresponde al hidrógeno, es decir 1420 MHz. En primer lugar, ya sabes que el hidrógeo es el elemento más abundante del todo el Universo, por lo que debe ser bien conocido en cualquier lugar de este donde exista vida inteligente. Se trata, además, de un tipo de energía que puede recorrer enormes distancias sin verse afectada por el paso a través de nebulosas o nubes de polvo, por lo que sería capaz de transmitir mensajes que sin interferencias ni alteraciones antes de ser capatadas en la Tierra. En resumen, esta es la frecuencia que el ser humano elegiría para transmitir este tipo de mensajes, así que se ha pensado que los posibles extraterrestres harían lo mismo (un poco presuntuoso por nuestra parte).

En cuanto a cómo manejar y analizar una cantidad tan enorme de datos sobre radiación electromagnética para encontrar el  “premio”, científicos de la Universidad de Berkeley hallaron una posible solución: Se puede conseguir el “superodenador” necesario uniendo la modesta potencia de miles de ordenadores pequeños; pero ¿de dónde sacar tantos ordenadores dispuestos a trabajar para un proyecto así? La respuesta es un tanto sorprendente: de los hogares de todo el mundo.

Ya sabes que, en cada momento, un ordenador doméstico sólo emplea un parte de su capacidad de procesamiento, así que ¿y si estuviésemos dispuestos a “prestar”  la capacidad de nuestro procesador que no estemos usando para buscar vida extreterrestre?. Hay que reconocer que la idea tiene un marketing bastante bueno: nos brinda la oportunidad de participar directamente desde casa en la búsqueda de vida extraterrestre. La Universidad de Berkeley diseñó un programa que puede instalarse en cualquier equipo informático y que se activa automáticamente cuando el usuario no está haciendo uso del equipo o no afecta a su funcionamiento.

Vista aérea del Observatorio de Arecibo en Puerto Rico

El programa, envía entonces paquetes de  información recibidos por el gran radiotelescopio de Arecibo al ordenador y analiza la información usando el procesador del equipo; luego, reenvía los resultados relevantes a la central de la Universidad. El proyecto se denomina SETI@HOME, comenzó a funcionar en 1999 y, aunque aún no ha logrado hallar datos concluyentes, ha permitido analizar una cantidad de información que de otra forma habría sido imposible. Si quieres saber más o incluso participar en el proyecto consulta la web oficial de SETI@HOME.

3. ¿Dónde buscamos?

Parece que la pregunta ya está respondida en los apartados anteriores y, en parte, así es. En principio, no todos los planetas son capaces de albergar vida. Es necesaria alguna estrella próxima que aporte energía al planeta y una temperatura mínima que permita el estado líquido de algunas sustancias, probablemente agua. A continuación, habrá que buscar algunas de las bioseñales que hemos contado en el artículo anterior.

La estrategia habitual hasta ahora ha sido la de buscar exoplanetas con el mayor parecido posible a la Tierra, ya que ello aumenta las posibilidades de encontrar vida similar a la terrestre, pero algunos científicos proponen una idea más original: ¿Por qué no buscar la vida extraterrestre en nuestor propio planeta?. Quizá te parezca una contradicción y, en cierto modo, así es; pero el planteamiento tiene sentido.

En primer lugar, la Tierra ofrece lugares con condiciones ambientales que pueden ser similares a las d eplanetas extraterrestres. Aguas termales a más de 100 ºC, lagunas con alta concentración de sales o metales, etc. son lugares donde los científicos busca formas de vida extremófilas. El nombre lo dice todo. Se trata de seres vivos microscópicos, generralmente bacterias, capaces de soportar condiciones ambientales extremas. Los extremófilos dan una idea de las posibilidades que posee la vida para adaptarse condiciones muy especiales y de que podamos esperar encontrarla en otros lugares del universo.

Hay otra cuestión curiosa: la Tierra ha intercambiado fragmentos, mediante meteoritos, con otros planetas del sistemas solar, particularmente con Marte. Nos es que los científicos supongan que en los meteoritos hayan podido viajar (y sobrevivir) formas de vida pluricelulares, pero sí cabe la posibilidad de que lo hayan podido hacer formas de vida más simples como bacterias. ¿Podrían existir en la Tierra formas de vida simples descendientes de las que quizá surgieron en Marte? No hay pruebas de esto haya ocurrido, pero la hipótesis no se descarta.

Así pues, es posible que, después de tanto buscar rastros de vida en mundo lejanos, termine siendo más productivo dirigir nuestras miradas a nuestro propio planeta, porque, al fin y al cabo, tampoco conocemos con exactitud el origen de la vida en la Tierra.

Guía para buscar vida extraterrestre

Jacques Monod (Fuente: www.nobelprize.org)

En 1970, el científico  Jacques Monod, en su famoso libro “El azar y la necesidad”, opinaba que el ser humano se encontraba solo en la fría inmensidad del Universo, del que surgió únicamente gracias al azar. Se trataba de una opinión común en aquella época, resultado de los nuevos conocimientos acumulados sobre los seres vivos. Se consideraba que la vida era un fenómeno tan increíblemente complejo en sus diferentes niveles de organización (molecular, celular, tisular, etc.) y fruto de tantas circunstancias y procesos especiales, que era muy improbable que pudiera volver a repetirse en todo el Universo.

Claro que, quizá,  Monod y otros muchos, al considerar eso, no eran conscientes de la verdadera inmensidad del Universo: 500.000 millones de galaxias conteniendo 250.000 millones de estrellas cada una de ellas por término medio. Doce mil quinientos trillones de estrellas, muchas de ellas (ahora lo sabemos) con sus propios planetas orbitando a su alrededor. ¿Qué no seríamos capaces de encontrar o de lograr si dispusiéramos de doce mil quinientos trillones de oportunidades?

Un planteamiento como este ayudó a promover  la idea de que la vida podría no ser un fenómeno exclusivo de la Tierra, sino que habría podido surgir en varios puntos del Universo. Para los científicos es evidente que la vida, tal y como es, se ha desarrollado en la Tierra gracias a las especiales características de nuestro planeta. Así pues, si exisen planetas similares a la Tierra en otros lugares del Universo, parece razonable pensar que en ellos también hayan podido ocurrir procesos similares a los que dieron lugar a la vida en el nuestro. Es una hipótesis que considera la vida como una consecuencia predecible a partir de  determinadas características planetarias y no como un hecho único e irrepetible.

Actualmente la búsqueda de vida extraterrestre  no es materia de ciencia-ficción, sino una actividad científica a la que dedican parte o todo su trabajo muchos científicos. Disciplinas como la astrobiología (también llamada exobiología) se dedican precisamente a estudiar la posible existencia de la vida fuera de la Tierra, utilizando conocimientos y métodos de astronomía, biología y geología. Pero, en cualquier caso, una tarea como esta exige tener claras unas cuantas ideas y planificar muy bien el trabajo. Aquí tienes la primera parte de una guía básica para estar al tanto de este apasionante tema:

1.¿Qué buscamos?

Interpretación artística de un exoplaneta (Fuente: www.ojocientifico.com)

Seres vivos, claro, pero ¿qué clase de seres vivos? Hombrecillos verdes con antenas no es una buena idea para empezar. Si ya de por sí se trata de una tarea ardua, lo mejor será aclarar qué merece la pena buscar y qué no.

La vida es un fenómeno extraordinariamente diverso, pero a pesar de ello, hay características que comparten todos los seres vivos de la Tierra. Por ejemplo, determinadas capacidades como las de obtener determinadas moléculas del medio, extraer de ellas energía, fabricar otras moléculas peculiares o ser capaces de producir copias de sí mismos son cualidades comunes a todos los seres vivos. Si encontráramos una estructura extraña en otro planeta capaz de hacer todo eso, probablemente le pondríamos la etiqueta de “forma de vida”. Pero esto no es muy útil, a no ser que seamos capaces de desplazarnos hasta donde viven esas criaturas y estudiarlas “de cerca”, cosa bastante difícil teniendo en cuenta las dimensiones del Universo.

No todo está perdido; los seres vivos también se caracterizan por una composición química particular y porque sus reacciones químicas han provocado en la Tierra cambios muy especiales. Por ejemplo, el agua en estado líquido se considera una molécula esencial para la vida, ya que es el disolvente básico de la mayor parte de biomoléculas (las moléculas que se hallan en los seres vivos) y es esencial para que se prouzcan las reacciones químicas que son, en esencia, la vida. La presencia de una gran cantidad de oxígeno molecular en nuestra atmósfera (producto, como ya sabes, de la fotosíntesis) es otra señal de la vida. A todas estas sustancias las llamamos bioseñales  y tienen una gran ventaja: están presenten en gran cantidad en la atmósfera del planeta que alberga la vida.

Además del vapor de agua y el O2, otras moléculas como el ozono (O3) que deriva del oxígeno molecular, el cloruro de metilo (CH3Cl), procedente de la combustión vegetal debida a incendios o el óxido nitroso (N2O) procedente de la descomposición de la materia vegetal, se consideran también bioseñales. Una atmósfera que contenga alguna combinación de estas bioseñales sería un comienzo muy prometedor.

Otros científicos también sugieren que podría ser  útil buscar determinados colores en la superficie de los planetas. Estos colores podrían delatar la presencia de organismos fotosintéticos. En la Tierra, por ejemplo, el color verde de determinadas zonas continentales es la marca inequívoca de que hay vida en esas zonas.

Sin embargo, estamos dando por supuesto que en  otros planetas donde surja la vida, ésta emplearía los mismos tipos de moléculas y los mismos procesos metabólicos que en la Tierra. ¿Y si no fuera así?.

Algunos científicos han propuesto que algunas sustancias como el metano y el etano, que están en estado líquido a temperaturas muy bajas, podrían ser un disolvente que sustituyera al agua en procesos biológicos de otros mundos, pero en ese caso muchas de las biomoléculas deberían ser diferentes. De la misma forma, en otros planetas, podría ocurrir que la fotosíntesis, caso de existir, no empleara agua y, por tanto, no produjera oxígeno molecular. De hecho la fotosíntesis no es imprescindible para la vida y durante milllones de años  la vida en la Tierra se desarrolló sin que existiera ese proceso, así que si algún extraterrestre hubiese empleado la presencia oxígeno atmosférico  como criterio para seleccionar planetas candidatos, habría pasado por alto la Tierra.

El profesor McManus a orillas del lago Mono, en California (EE.UU.), donde se han hallado bacterias capaces de sustituir el fósforo por arsénico.

Otros consideran que algunos elementos químicos típicos de la vida en la Tierra podrían ser sustituidos por otros “similares”. Por ejemplo, el Silicio podría sustituir al Carbono o el Arsénico al Fósforo. De hecho en 2010 tuve la oportunidad de visitar un lugar apasionante: el lago Mono de California en Estados Unidos. Allí se han hallado unas bacterias con una capacidad única: son capaces de sustituir los átomos de fósforo de muchas de sus biomoléculas por átomos de arsénico, sin que por ello dejen de funcionar correctamente. Las bacterias de este lago son una demostración de la capacidad de la vida para adaptarse a todo tipo de situaciones. Esto hace más probable su existencia en otros planetas, pero amplía el abanico de posibilidades que se deberían buscar.

Otro ejemplo: El color de las sustancias que absorben la luz para la fotosíntesis está adaptado al tipo de luz del Sol que llega hasta la Tierra. Pero otras estrellas emiten una luz diferente y esto podría hacer que las plantas aliénigenas (seres fotosintéticos) de planetas que girasen en torno a estrellas diferentes  a nuestro Sol poseyeran colores  distintos al verde de las plantas terrrestres (¿Te imaginas plantas azules, anaranjadas o incluso negras?).

Así pues debemos admitir que cuando elegimos las bioseñales que hemos mencionado antes, estamos apostando por encontrar vida muy similar a la de la Tierra. Sin embargo, debemos mantener una actitud  flexible ante posible hallazgos que no se ajusten exactamente a determinados criterios.

En un arranque de optimismo, algunos científicos han decidido que,  aún mejor que gastar tiempo en buscar rastros de formas de vida con aspecto y desarrollo incierto, es preferible apostar directamente por hallar vida inteligente como nosotros (bueno, quizá mejor, algo más inteligente que nosotros). La idea es tan excitante como aventurada. A este tipo de proyectos de investigación espacial se les denomina SETI (Search of ExtraTerrestrial Intelligence). El primer proyecto SETI se desarrolló en en 1960, cuando se intentaron identificar señales electromagnéticas procedentes del espacio que pudieran haber sido generadas por algún tipo de inteligencia extraterreste. Se  rastrearon las regiones próximas a las estrellas que se consideraban más parecidas al Sol. La verdad es que no se halló nada especial, pero el proyecto sirvió de inspiración para otros posteriores. La NASA desarrolla desde hace años su propio programa SETI con proyectos similares a este. El problema de este enfonque es que la cantidad y diversidad de radiaciones electromagnéticas que hay en el espacio es inmensa. Las radiaciones electromagnéticas son producidas de forman natural por los miles de millones de estrellas de distinto tipo que existen, así que encontrar una señal “diferente” que no pueda ser atribuida a una fuente natural es mucho más difícil que aquello de “encontrar una aguja en un pajar”.

Como ves, la dificultad de la tarea puede resultar desalentadora, pero la importancia del objetivo hace que el desánimo no cunda entre los científicos/as que se dedican a este trabajo. Si quieres descubrir cómo se las ha ingeniado para sobreponerse a estas dificultades y poner en marcha proyectos científicos rigurosos, no te pierdas la segunda parte de esta guía para buscar vida extraterrestre.

Por qué la clorofila no absorbe el color verde

El profesor McManus en la Estación Biológica La Selva (Heredia,Costa Rica). (Fuente original: galería fotográfica de Lon&Queta (http://www.flickr.com/photos/ lonqueta/with/4112791550/)).

Las selvas de Costa Rica son un lugar impresionante, donde la vida alcanza una diversidad y una exhuberancia difíciles de imaginar. He tenido la suerte de disfrutar de este entorno durante unos días, como puedes ver en la fotografía, y resulta realmente impactante. El color verde de la vegetación te rodea permanentemente y eso te hace pensar que, a veces, las características más simples de los seres vivos dan lugar a las preguntas más interesantes.

Cuestionarse por qué las plantas no absorben el color verde es una forma más interesante de plantear otra pregunta más corriente: ¿Por qué las plantas son verdes?.Ya sabes que la clorofila es la responsable de esta característica.

Cuando la luz solar (que es la suma de  los diversos colores), incide sobre un objeto, algunos de esos colores son absorbidos y otros reflejados, de forma que vemos los objetos del color que no absorben. Seguro que también conoces que si vemos a las plantas de color verde es porque éstas (y en particular la clorofila) reflejan precisamente la luz de color verde.
El color de una sustancia te puede parecer un detalle casual, pero, ¿por qué una molécula cuya misión es absorber luz rechaza parte de esa energía? Te sorprenderá descubrir la importancia de este detalle para comprender mejor el proceso de la fotosíntesis y su relación con la luz.

Vayamos por partes y empecemos por la luz. La luz es algo que nos resulta tan familiar y cotidiano que cuesta trabajo imaginar lo  difícil que resulta su comprensión y el esfuerzo que ha exigido a grandes científicos como Newton o Einstein.

La luz es una forma de energía electromagnética. Los rayos gamma, los rayos X, los rayos ultravioleta, los infrarrojos, las ondas de radio (sí, las mismas que te permiten escuchar o ver tu programa favorito), o las microondas de los hornos domésticos son otros tipos de energía electromagnética. Como habrás escuchado, la luz, (al igual el resto de radiaciones electromagnéticas) está formada por unas partículas llamadas fotones. Uno cae fácilmente en la tentación de imaginarse los fotones como microbolitas brillantes que se desplazan rápidamente formando los rayos de luz, pero los fotones no son unas partículas cualquiera.

Los fotones  surgen cuando se producen movimientos de cargas eléctricas. Al ser producidos, cada uno de ellos se desplaza en una dirección determinada siempre a la misma velocidad y pueden hacerlo a través del vacío (a unos 300.000 km/s). Pero los fotones no son partículas de materia, no poseen masa, ni carga eléctrica, ni se puede estimar su tamaño. Los fotones son más bien paquetes indivisibles (cuantos) de energía, más que partículas materiales como las que estamos acostumbrados a manejar. A pesar de ello, cuando chocan contra algún objeto se comportan como si fueran partículas de materia: Transmiten su energía, se desvían y rebotan, exactamente a como lo harían, por ejemplo, bolas de billar.

Todos los fotones (sea cual sea el tipo de radiación electromagnética de la que hablamos) son exactamente iguales y se mueven a la misma velocidad. Quizá te preguntes: si los fotones de un microondas o de una emisora de radio son iguales a los de un rayo de luz y van igual de deprisa ¿cómo distinguimos una radiación de otra?

Hay una propiedad de los fotones que sí varía de unos a otros. Es una característica que ha dado multitud de quebraderos de cabeza a los científicos que han tratado de entender qué es exactamente la luz, y es que cada fotón, en su desplazamiento, tiene asociada una onda u oscilación de energía, lo que hace que la luz tenga una doble cara, como conjunto de partículas y como energía ondulatoria. Esta onda u oscilación de energía es diferente de unos fotones a otros.

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas (puntos "altos") o dos valles (puntos "bajos") d ela onda. Se representa con la letra griega lambda.

Para diferenciar una onda de otra se suele usar la longitud de onda (que es la separación ente dos puntos equivalentes de la onda). La energía que corresponde a cada fotón depende de la longitud de onda asociada. Cuanto más pequeña sea la longitud de onda del fotón, mayor es la energía. Las longitudes de onda de los fotones son increíblemente variables (desde distancias microscópicas hasta kilométricas). Curiosamente, la longitud de onda de los fotones depende de la amplitud del movimiento de las cargas eléctricas que los generan. Bueno, vamos al grano.

Espectro de radiación electromagnética. Observa la posición de la luz (radiación visible) entre los distintos tipos de radiación electromagnética

Los fotones de luz visible poseen longitudes de onda realmente pequeñas, comprendidas entre los 400 y 700 nanometros (un nanómetro equivale a 0.000001 mm, es decir, un milímetro equivale a ¡un millón de nanometros!). Cuando estos fotones de luz pasan a través de las pupilas de nuestros ojos y llegan hasta la retina, ésta envía una señal al cerebro que al ser interpretada genera lo que llamamos visión. Lo curioso es que nuestra retina ( y nuestro cerebro) es capaz de diferenciar unos fotones de otros según su longitud de onda y en nuestra imagen visual estas diferencias de longitud de onda se representan como… ¡colores!. Si los fotones que entran en nuestros ojos tiene una longitud de onda de unos 700 nm veremos la imagen de color rojo, pero si son de unos 450 nm la veremos azul. Los fotones “azules” son más energéticos que los “rojos” porque su longitud de onda es menor. A cada color, por tanto, le corresponden  fotones de una determinada longitud de onda y esta es una forma objetiva y útil que tiene los científicos de manejar  la luz.

Y ahora, retomemos  la fotosíntesis. Ya sabes que es un proceso complejo que engloba, a su vez, otros subprocesos sorprendentes. Uno de ellos es la capacidad  de absorber energía lumniosa y transformarla en energía química. En este proceso, la clorofila juega un papel crucial porque es capaz de abosorber la energía de determinados fotones que llegan hasta ella y transmitirla a un sistema capaz de tansformarla en energía química. En realidad sería más correcto hablar de clorofilas, porque existe más de un tipo, cada una con ligeras diferencias de estructura y abosrción que puedes ver en la siguiente gráfica (para el caso d elas clorofilas a y b). No obstante, para simplificar me referiré a las diferentes clorofilas como si fueran una sola.

Radiación solar y fotosíntesis. Observa cómo la atmósfera filtra parte de la radiación solar que llega a la parte superior de la atmósfera de la Tierra (amarillo). A pesar del filtro, la luz visible es la parte más importante de la radiación que llega a la superficie de la Tierra (rojo). Comprueba también que la actividad fotosintética se ajusta precisamente a la radiación visible (aunque no por igual en todos los colores o longitudes de onda). Haz click para aumentar la imagen.)

Ahora bien, la clorofila sólo es capaz de absorber de forma eficiente fotones de luz y, en realidad, no todos. Hay un buen motivo para absorber precisamente la parte “visible” del espectro electromagnético: La luz visible junto con la infrarroja constituye la mayor parte de la radiación que llega a la superficie terrestre procedente del Sol. Algunos de los gases que componen la atmósfera como el ozono o el vapor de agua se encargan de absorber buena parte de la radiación fuera del espectro visible antes de que pueda tocar la superficie del planeta (Observa la gráfica de espectro de radiación solar)

Espectro de absorción de las clorofilas a y b (además de otros pigmentos como carotenos). Observa la diferente proporción de absorción según el color (longitud de onda) de la luz.

Pero aquí viene lo llamativo: La clorofila sólo absorbe fotones de unos colores y no de otros. En concreto, absorbe fotones “rojos” y “azules” sobre todo, pero no los “verdes” (Observa la gráfica superior). Los fotones “verdes” son reflejados por la clorfila y son los responsables del color que tienen las plantas. Esto significa que las plantas no absorben ni aprovechan una parte de la energía luminosa que llega hasta ellas.

La pregunta es inevitable: ¿porqué la Naturaleza no ha diseñado una molécula o un conjunto de ellas  capaz de absorber y aprovechar para la fotosíntesis todo el espectro de colores? Los científicos argumentan que la respuesta está en el tipo de radiación que nos llega del Sol. La luz del Sol es muy rica en fotones rojos, menos de fotones verdes y menos aún de fotones “azules”, pero los fotones “azules” son muy energéticos (para ser fotones de luz) y, por tanto, muy eficaces para “activar” la clorofila. Así pues, parece que, a lo largo de la evolución, las plantas han seleccionado los fotones rojos por su abundante número y los azules por su alta energía. En esta situación, los fotones verdes, que no destacan ni por ser los más abundantes en número, ni los más energéticos, han sido los grandes “perdedores” del proceso, dando lugar al color de las plantas.

Sin embargo, la respuesta no es del todo satisfactoria porque, sea como fuere, los fotones “verdes” podrían suponer un plus de energía para las plantas si pudieran ser absorbidos y aprovechados para la fotosíntesis. De hecho la cantidad de energía correspondiente a los fotones verdes que llegan a la superfcie terrestre es tan importante como la de los fotones rojos.

Es algo que siempre me ha intrigado y por eso quiero contar con tu ayuda para resolver las siguientes preguntas ¿Qué ocurriría si ilumináramos una planta con luz verde?¿De qué color serían las plantas si las moléculas captadoras de luz absorbieran también los fotones verdes además de los rojos y azules? ¿Qué ventajas e inconvenientes podrían tener plantas de este tipo (es decir, que absorbieran toda la gama de colores)?