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Ciencia

Por primera vez simulan cómo se desplazaron las placas tectónicas a través de 1000 millones de años

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Una nuevo o software ofrece una visión diferente de cómo los continentes en los que vivimos derivaron hacia su configuración actual.

A diferencia de cualquier otro planeta rocoso del sistema solar, la superficie de la Tierra es un gigantesco rompecabezas cuyas piezas están en constante movimiento.

Cada pieza del rompecabezas es una placa tectónica, tremendas tartanas formadas por la corteza del planeta y una porción rígida del manto subyacente, calcáreo pero sólido.

Estas placas se mueven al mismo ritmo que te crecen las uñas, chocando, deslizándose y cayendo por debajo y por encima de las demás, y al hacerlo, esculpen la faz del mundo.

El paisaje de Kamchatka fue forjado por el movimiento de las placas tectónicas bajo la superficie de la tierra. Foto Sergey Ponomarev para The New York Times

El paisaje de Kamchatka fue forjado por el movimiento de las placas tectónicas bajo la superficie de la tierra. Foto Sergey Ponomarev para The New York Times

Hace medio siglo, la teoría de la tectónica de placas acababa de ser aceptada por una comunidad científica inicialmente escéptica.

La ciencia estaba en pañales.

Ahora, como se informa en un número reciente de la revista Earth-Science Reviews, los científicos son capaces de recrear con precisión los viajes de las placas tectónicas de la Tierra durante los últimos mil millones de años.

Las simulaciones informáticas más antiguas solían recrear únicamente los movimientos de los continentes, mostrándolos a la deriva sobre un fondo oceánico azul poco dinámico, como si se tratara de croutones en una sopa.

Principales placas tectónicas./ AFP   Principales placas tectonicas

Principales placas tectónicas./ AFP Principales placas tectonicas

Esta vez, los científicos probaron un nuevo enfoque.

Combinaron datos magnéticos, que revelan las posiciones de las rocas en relación con los polos magnéticos hace millones de años, con datos geológicos que describen cómo interactúan las placas a lo largo de sus fronteras.

El resultado es una simulación de alta fidelidad, que modela la migración de placas tectónicas enteras -continentes, océanos y todo- mostrando cómo confraternizan entre sí con notable precisión.

En la última década se han realizado reconstrucciones de placas tectónicas igual de minuciosas, pero sólo para ventanas limitadas de tiempo geológico.

Esta es la primera vez que se realiza este tipo de reconstrucción completa de la tectónica de placas para una quinta parte ininterrumpida de la historia de la Tierra.

Este acto de viaje en el tiempo planetario es de gran importancia para los geocientíficos, porque la tectónica de placas controla o influye en todo lo demás que ocurre en la Tierra: crea montañas, volcanes, continentes y océanos; determina la distribución de la vida al tiempo que guía ciegamente su evolución; y, tanto al enterrar el carbono como al hacer erupción, regula el clima del mundo a largo plazo.

Los Andes se crearon principalmente por la convergencia de las placas tectónicas de Nazca y Sudamérica.  FOTO AFP/NASA

Los Andes se crearon principalmente por la convergencia de las placas tectónicas de Nazca y Sudamérica. FOTO AFP/NASA

“Muchas de las cosas que observamos y nos preocupan en la actualidad dependen de ciclos temporales de 10 a 100 millones de años en las placas tectónicas”, afirma Andrew Merdith, geocientífico de la Universidad Claude Bernard Lyon 1 (Francia) y autor principal del estudio.

Al mirar más atrás en el tiempo, se revelan más ciclos, lo que permite a los científicos desentrañar los procesos a escala planetaria que hicieron el mundo en el que vivimos hoy.

“La tectónica de placas es esa imagen realmente grande en la que se pueden situar otras cosas”, dijo Lucía Pérez-Díaz, geóloga estructural y experta en tectónica de la Universidad de Oxford que no participó en el trabajo.

En los últimos mil millones de años han ocurrido muchas cosas que esta nueva recreación puede ayudar a contextualizar.

Incluye la época en que la Tierra era una gigantesca bola de nieve, hace 700 millones de años; la proliferación de la vida animal compleja, hace 540 millones de años; la mayor extinción masiva de la historia de la Tierra, hace 252 millones de años; la evolución de las plantas con flores, hace 130 millones de años; la creación del Himalaya, hace 45 millones de años; y -justo en el último segundo geológico– la aparición de los humanos modernos.

Aparte de sus usos científicos, la animación también resuena en la gente a un nivel visceral.

“Es bastante hipnótico”, dijo Pérez-Díaz, “incluso para mí, y eso que los veo continuamente”.

“A mucha gente cuando es joven le gustan mucho los dinosaurios y los volcanes y los supercontinentes y cosas así”, dijo Merdith.

“Así que tal vez esto aprovecha un poco de ese deleite infantil”.

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Ciencia

Un nuevo protocolo antes de decidir desconectar a un paciente

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Los ensayos de duración limitada ofrecen a los pacientes de la UCI y a sus familias una opción ante las escasas probabilidades.

En 2019, el doctor Richard Leiter, especialista en cuidados paliativos, conoció a un paciente y a la esposa del hombre en la unidad de cuidados intensivos del Brigham and Women’s Hospital de Boston.

El paciente, de unos 70 años, tenía una enfermedad cardíaca y problemas renales.

Pero había estado viviendo en su casa y se encontraba razonablemente bien hasta que la sepsis, una infección del torrente sanguíneo potencialmente mortal, lo envió a urgencias.

Trabajadores sanitarios atienden a un paciente con COVID-19 en el Hospital Llavallol en Buenos Aires. Foto AP Photo/Natacha Pisarenko.

Trabajadores sanitarios atienden a un paciente con COVID-19 en el Hospital Llavallol en Buenos Aires. Foto AP Photo/Natacha Pisarenko.

Llevaba ya varios días conectado a un respirador artificial y necesitando fármacos para evitar que su presión arterial cayera en picada.

Ahora, “sus riñones ya no funcionaban y no se despertaba en absoluto”, recuerda Leiter, y añade: “Nos preocupaba mucho que no fuera a sobrevivir”.

Cuando el equipo de cuidados paliativos renales -que incluye una enfermera y un trabajador social, así como un nefrólogo de consulta- se reunió con la mujer del hombre para hablar del tratamiento, le propuso lo que se conoce como un ensayo de duración limitada, en el que el tratamiento de mantenimiento de la vida continúa durante un período acordado para ver cómo responde el paciente.

Leiter explicó que el equipo podía probar la diálisis continua, que podría hacer lo que los riñones del hombre ya no podían: eliminar las toxinas y los líquidos de su cuerpo para que pudiera recuperar la conciencia.

Pero “no estábamos seguros de que la diálisis sirviera de algo”, recuerda haberle dicho Leiter.

El equipo no era optimista.

Además, la diálisis continua implica la implantación de un gran catéter en el cuello, un procedimiento invasivo que se suma a las incómodas medidas que el paciente ya estaba soportando.

Su mujer informó de que él valoraba su independencia y su conciencia mental.

Si el hombre se estaba muriendo, la diálisis podría simplemente prolongar su sufrimiento; si sobrevivía, podría quedar gravemente afectado.

Ella comprendía los riesgos, recordó Leiter.

 “Me dijo: ‘Comparto tu preocupación, pero necesito saber que lo he intentado’“.

Aceptó someterlo a diálisis las 24 horas del día durante tres días.

Si la presión arterial de su marido se estabilizaba y se despertaba, el equipo continuaría el tratamiento.

Pero si seguía inconsciente, explicó Leiter a la mujer, eso indicaba que era poco probable que su marido se despertara.

En ese caso, el equipo mantendría al paciente cómodo mientras le retiraban los dispositivos y fármacos de soporte vital.

Opción​

Aunque hay pocos datos sobre la frecuencia con la que los médicos de cuidados intensivos sugieren un ensayo de duración limitada, “está ganando adeptos como forma de relacionarse con los pacientes y las familias en las UCI”, dijo el Dr. Douglas White, que dirige el Programa de Ética y Toma de Decisiones en Enfermedades Críticas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh.

Este enfoque puede recibir un impulso gracias a un estudio realizado en tres grandes hospitales de Los Ángeles y publicado recientemente en JAMA Internal Medicine.

Los investigadores formaron a los miembros del personal de la UCI, entre ellos unos 50 médicos, para que utilizaran ensayos de duración limitada cuando se reunieran con los familiares que tomaban las decisiones de los pacientes que estaban demasiado enfermos para dirigir su propia atención.

“La situación típica es que el equipo médico es pesimista”, dijo el doctor James A. Tulsky, médico de cuidados paliativos del Instituto Oncológico Dana Farber de Boston y coautor de un editorial que acompaña al estudio.

“Los pacientes están muy enfermos y al equipo le preocupa que las probabilidades de supervivencia, con cualquier tipo de calidad de vida aceptable para el paciente, sean muy bajas”, dijo.

“Sin embargo, la familia mantiene la esperanza de que algo cambie. Puede haber mucho conflicto en torno a esto”.

Un ensayo limitado en el tiempo -se utilice o no ese término preciso por parte del personal de la UCI- incorpora varios elementos clave.

El equipo médico pregunta a los familiares sobre lo que le importa al paciente, incluidos los esfuerzos médicos que aceptaría o rechazaría.

Si los médicos proponen un tratamiento, como un ventilador para ayudar a un paciente a respirar o un dispositivo para ayudar a un corazón vacilante, explican no sólo los posibles beneficios sino también los inconvenientes.

“Estas intervenciones son potencialmente dolorosas, carecen de dignidad y son tremendamente gravosas“, afirma Tulsky.

A menudo, hay que sedar a los pacientes de la UCI para que no intenten sacar los incómodos tubos y catéteres respiratorios.

El equipo y la familia acuerdan un tiempo determinado para probar el tratamiento, que puede ser de 24 a 48 horas o unos días, según la terapia y el estado del paciente.

A continuación, el personal traza los marcadores concretos que mostrarán si el paciente está mejorando.

Tal vez pueda respirar con menos apoyo del ventilador, o reciba resultados alentadores de los análisis de sangre, o recupere la conciencia.

Entonces, podrá abandonar la UCI para recibir los cuidados hospitalarios habituales.

“Queremos poder decir que le hemos dado el tiempo suficiente para ver cómo le va a ir”, dijo el Dr. Dong Chang, especialista en cuidados críticos del Centro Médico Harbor-UCLA y autor principal del estudio.

“Lo único que no queremos es continuar indefinidamente“, dijo.

Cuando los pacientes no cumplen los objetivos especificados, añadió, “eso suele ser una señal de que no van a mejorar: fallecerán o acabarán en un estado que no desearían”.

En ese caso, la familia puede optar por un tratamiento menos agresivo o por cuidados de confort.

El estudio de Los Ángeles, en el que participaron unos 200 pacientes de la UCI con una edad media de 64 años, demostró la gran diferencia que puede suponer este enfoque.

La mitad de los participantes fueron tratados antes de que los hospitales adoptaran los ensayos de duración limitada; los investigadores compararon sus resultados con los de los pacientes tratados después de que dichos ensayos se convirtieran en práctica habitual.

Al principio, el 60% de los pacientes se reunía formalmente con la familia para sopesar las decisiones.

Después de que los hospitales introdujeran los ensayos de duración limitada, casi el 96% de las familias tuvieron reuniones formales, y éstas tuvieron lugar mucho antes, un día después del ingreso del paciente, en lugar de cinco días.

Las sesiones tenían muchas más probabilidades de incluir discusiones sobre los valores y preferencias del paciente y sobre los riesgos y beneficios del tratamiento.

La duración media de la estancia se redujo en un día, un cambio significativo.

Y lo que es más importante, la proporción de pacientes que permanecieron durante semanas en la UCI se redujo drásticamente, quizá porque menos recibieron tratamientos invasivos más tenían órdenes de no reanimación.

Sin embargo, la tasa de mortalidad fue prácticamente la misma -y elevada, casi un 60%- en ambos grupos.

“Nos tranquilizó saber que no estábamos empujando a los familiares a situaciones incómodas, empujándolos a reducir los tratamientos para alguien que habría sobrevivido”, dijo Chang.

Los ensayos de tratamiento coinciden con lo que muchos pacientes dicen a sus médicos, dijo White: “Dicen cosas como: ‘Si puedes sacarme de esto rápidamente, por supuesto. Pero no me mantengas con máquinas a largo plazo‘”.

Decisiones difíciles

Los ensayos también pueden ayudar a las familias que se enfrentan a decisiones aplastantes, y que a menudo sufren culpa y dudas tras la estancia de sus seres queridos en una UCI.

“La gente es muy humana en su forma de reaccionar ante una mala noticia impactante”, dijo White. “Puede llevar tiempo asimilarlo“.

Los ensayos de tratamiento proporcionan ese tiempo y ofrecen una tercera opción: un punto intermedio entre autorizar todos los procedimientos agresivos posibles o suspender las medidas de mantenimiento de la vida.

Para las familias, dijo Chang, “participar en estas conversaciones, ver cómo se desarrolla el tratamiento ante ti, puede ser un estímulo.

 ‘Ahora veo lo que ven los médicos. Entiendo por qué creen que no va bien'”.

En una UCI en la que nadie sugiere una estrategia de este tipo, los propios familiares pueden preguntar: ¿Podemos hacer una prueba de tiempo limitado, si hay algo que crees que puede ayudar?

“El personal entendería lo que significa, y creo que respondería positivamente”, dijo Leiter.

Su paciente en el Brigham and Women’s Hospital, incluso con diálisis continua, nunca se despertó, recordó Leiter: “Cuando pasaron tres días, su mujer dijo: ‘Basta. Hagamos lo posible para que muera en paz'”.

Ella y sus hijos se reunieron mientras el equipo le suministraba analgésicos y retiraba los tubos y la maquinaria.

Mientras mantenían la vigilia, el hombre murió en cuestión de horas.

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Entrenan abejas para “sacar la lengua” al oler el covid-19

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Un grupo de científicos neerlandeses aprovecha el excelente sentido del olfato de las abejas para que detecten personas contagiadas.

Hacerse una PCR ha sido una experiencia poco agradable para muchos esta pandemia, lo que ha llevado a un grupo de científicos neerlandeses a buscar alternativa de diagnóstico: aprovechar el excelente sentido del olfato de las abejas para que detecten los contagios, haciendo que “saquen la lengua” cada vez que huelan los cambios que la covid-19 provoca en el cuerpo humano.

El coronavirus, al igual que muchas otras enfermedades, provoca cambios metabólicos en el organismo que hacen que el cuerpo emita un olor específico.

Frente a esto, las abejas, que son capaces de localizar una flor a varios kilómetros de distancia, se pueden entrenar cual perros para que reconozcan el olor que desprenden muestras infectadas con el SARS-CoV-2, el virus que provoca el covid-19, y prepararlas para ser unas auténticas PCR.

Entrenan abejas para "sacar la lengua" al oler covid-19.

Entrenan abejas para “sacar la lengua” al oler covid-19.

Se entrenan en cuestión de minutos, son un animal accesible en todos los países del mundo y, aunque provoquen fobias a ciertas personas, las abejas pueden ser algo más agradables si se comparan con los hisopos que se usan para las PCR, lo que hace que esta técnica, “BeeSense”, sea muy tentadora, en especial dada la escasez mundial y la necesidad de los test de diagnósticos.

“Lo maravilloso de las abejas es que tienen una capacidad olfativa muy fuerte, son como los perros, y pueden incluso detectar cambios menores. Pueden hacer cosas fascinantes”, dijo  Aria Samimi, director de la Startup InsectSense, que unió fuerzas con el laboratorio neerlandés Wageningen Bioveterinary Research (WBVR) para hacer sus ensayos y ver cómo las abejas pueden detectar si una persona está o no enferma de covid-19.

Recuerda que los confinamientos decretados en diferentes países durante la pandemia fueron porque “no teníamos sistemas de diagnóstico suficientes como para separar a las personas contagiadas del resto, y esto es algo que las abejas pueden aprender en pocos minutos, en comparación con los perros, y tan pronto como aprendan, podrán hacer las detecciones en pocos segundos”.

150 ABEJAS ENTRENADAS

La investigación aún se encuentra en su etapa inicial. Fueron entrenadas más de 150 abejas en el laboratorio con muestras infectadas con el SARS-CoV-2 de visones y humanos, dándoles una solución de agua azucarada como recompensa cuando tenían que oler el metabolismo relacionado con el covid-19, lo que les ha enseñado a extender la lengua para alcanzar el dulce.

Un grupo de científicos neerlandeses aprovecha el excelente sentido del olfato de las abejas para que detecten personas contagiadas.

Un grupo de científicos neerlandeses aprovecha el excelente sentido del olfato de las abejas para que detecten personas contagiadas.

“Al repetir esta acción varias veces, las abejas asociaron la recompensa con el aroma como estímulo. Con este condicionamiento repetido, pronto las abejas comenzaron a extender la lengua solo para el olor, sin que se ofreciera una recompensa como seguimiento”, explican los científicos.

De salir adelante con todas las garantías, puede convertirse en una técnica “muy útil para prevenir y gestionar los futuros brotes”” de cualquier virus a gran escala, dice Samimi.

“Es globalmente accesible, no solo para países desarrollados sino también para los que tienen bajos ingresos”, insiste.

NO HAY QUE TENERLES MIEDO

Samimi calma a los más escépticos que ponen la apifobia sobre la mesa: la idea no va de dejar rondar a las abejas a su aire por los aeropuertos o los hospitales, y que vayan sacando la lengua cada vez que huelan el covid-19.

El planteamiento requiere un biosensor, dentro del que se colocarían las abejas. La gente puede respirar dentro, o a través de otra herramienta que acerque las muestras a las abejas.

Por tanto, el siguiente paso es trabajar en la “escalabilidad” de este enfoque y, dado que las abejas son accesibles a nivel mundial, lo único que la gente necesita es una máquina para poder entrenar a estos insectos.

No hay peligro de que las abejas propaguen la enfermedad: no son sensibles al virus y no entran en contacto directo con él durante los ensayos.

No hay peligro de que las abejas propaguen la enfermedad: no son sensibles al virus y no entran en contacto directo con él durante los ensayos.

InsectSense ya ha desarrollado varios prototipos de aparato que puede entrenar simultánea y automáticamente a varias abejas, y un biosensor que despliega a las abejas entrenadas para el diagnóstico.

“Esta tecnología puede ser un sistema de diagnóstico muy eficaz para los países de bajos ingresos que enfrentan desafíos para acceder a la infraestructura y las tecnologías” de diagnóstico necesarias, añade la empresa.

En principio, tampoco hay peligro de que las abejas propaguen la enfermedad: no son sensibles al virus y no entran en contacto directo con él durante los ensayos.

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Cuántos millones de Tyrannosaurus rex habitaron la tierra: la cifra que no deja de sorprender

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Un estudio publicado en la revista Science calculó la población de esta especie icónica que vivió hace 65 millones de años.

El Tyrannosaurus rex es seguramente la especie de dinosaurio más icónica. Todos tenemos en la mente las imágenes de la película Jurassic Park y como ese colosal animal era capaz de comerse a una persona de un bocado.

Estos dinosaurios vivieron a finales del período Cretácico hace unos 65 millones de años aproximadamente, son uno de los terópodos carnívoros conocidos de mayor tamaño (13 metros de largo y 4 metros de altura) y su hábitat era lo que es hoy América del Norte, pero… ¿Sabemos si era un dinosaurio muy extendido? ¿Cuántos T. rex vivieron en esa época?

Un nuevo estudio, publicado en la revista Science, ha determinado que vivieron en la Tierra aproximadamente 2.500 millones de individuos.

El cráneo de un Tyrannosaurus rex joven, expuesto en el Museo de las Rocosas en Bozeman, Mont. Crédito...Millard H. Sharp/Science Source

El cráneo de un Tyrannosaurus rex joven, expuesto en el Museo de las Rocosas en Bozeman, Mont. Crédito…Millard H. Sharp/Science Source

El equipo de investigadores, liderados por el paleontólogo de la Universidad de California Charles R. Marshall, aprovechó la relación entre masa corporal y densidad de población observada en animales vivos para estimar los rasgos de población de esta icónica especie extinta hace tanto tiempo.

Sus hallazgos sugieren que cerca de 20.000 T. rex vivieron simultáneamente en algún momento durante su permanencia en la Tierra y persistieron durante unas 127.000 generaciones. Estas estimaciones ofrecen un total aproximado de 2.500 millones de individuos durante toda la existencia de la especie.

Además, los autores estiman que la densidad de población de la especie equivalía a 3.800 T. rex en un área del tamaño de California, equivalente a solo dos animales en un área del tamaño de una ciudad como Washington D.C, de tamaño similar a la ciudad de Barcelona.

Los resultados también permitieron al equipo de Marshall determinar que solo alrededor de 1 de cada 80 millones de T. rex sobrevivió al paso de las eras en forma de restos fosilizados.

Una niña ciega toca una reproducción del dinosaurio Tyrannosaurus rex durante una visita guiada para personas con discapacidad visual en el Museo de Historia Natural de Viena, Austria Foto archivo. EFE/Christian Bruna

Una niña ciega toca una reproducción del dinosaurio Tyrannosaurus rex durante una visita guiada para personas con discapacidad visual en el Museo de Historia Natural de Viena, Austria Foto archivo. EFE/Christian Bruna

Método que sirve para otras criaturas extintas

Los autores aseguran que el marco que han desarrollado podría aplicarse a cualquier criatura extinta disponiendo de los datos adecuados. Esto abre la puerta a una serie de nuevas investigaciones sobre otras cuestiones paleoecológicas y tafonómicas.

“Se puede aprender mucho del registro fósil sobre especies extintas como los dinosaurios. Sin embargo, debido a la naturaleza fragmentada del registro, la comprensión de variables ecológicas como la densidad y la abundancia de la población sigue siendo un reto”, explican los autores.

Cuando se quiere calcular la población existente de una especie viva, la forma de comprender mejor estas variables es mediante el uso de la relación establecida entre la densidad de población y la masa corporal. Lo que se conoce como Ley de Darmuth establece que la densidad media de la población de una especie disminuye con el tamaño corporal a un ritmo predecible.

Aplicando la Ley de Darmuth y la gran cantidad de datos paleontológicos del enorme T. rex, Charles Marshall y sus colegas calcularon los rasgos a nivel poblacional y la tasa de conservación de fósiles de la especie.

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