Flotabilidad de los peces












Un grupo de investigación liderado por el Dr. Michael Berenbrink, de la Escuela de Ciencias Biológicas de la Universidad de Liverpool, ha revelado cómo los peces modernos lograron desarrollar una habilidad particular para flotar a determinados niveles marinos por medio de una vejiga natatoria llena de gas.

El Dr. Berenbrink investigó el mecanismo que permite a los peces mantener su vejiga natatoria llena de gas incluso a presiones elevadas en las profundidades del mar. El mecanismo comprende un complejo sistema de arterias y venas, así como una serie de proteínas especiales de la sangre, que pueden desprender oxígeno incluso con elevadas concentraciones del gas.

El sistema conduce el oxígeno de la sangre hacia la vejiga permitiendo que el pez flote a diferentes niveles en el mar sin necesidad de acercarse a la superficie del agua en busca de oxígeno. Un sistema similar está de igual modo presente en los ojos de los peces, brindando así oxigeno suficiente para la retina.

El Dr. Berenbrink está interesado en cómo los mecanismos de la vejiga natatoria y el ojo pudieron evolucionar. Algunos peces no tienen vejiga natatoria, y otros simplemente la llenan tragando aire en la superficie del agua. Otro grupo de peces posee una vejiga natatoria cerrada que se infla a través de secreciones de gas aun cuando se hallan bajo fuertes presiones de agua. Su meta es descubrir cómo estos sistemas llegaron a ser lo que son, y su relación con la gran variedad de peces que existen en los océanos actuales.

El estudio reveló que las proteínas especiales de la sangre, esenciales para la secreción de oxígeno, ya estaban presentes en el sistema ocular 250 millones de años atrás. Precedieron pues en unos cien millones de años a la vejiga natatoria. Estas proteínas especiales de la sangre influyeron en el desarrollo del sistema de vejiga natatoria.
Muchos investigadores creen que la vejiga natatoria evolucionó a partir de un pulmón primitivo, al que se le puede seguir la pista hasta remontarnos unos 400 millones de años hacia atrás en el tiempo. Estos descubrimientos serán de ayuda para comprender mejor este proceso evolutivo de los peces, así como su biodiversidad actual.

Foto: Adelaide University

Fuente: Solo Ciencia
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¿A qué velocidad se mueven las olas?
















La velocidad de desplazamiento de las olas NO depende de la velocidad del viento, o de la altura de las olas. La velocidad sólo depende de la longitud de onda de la ola (la distancia que hay entre cresta y creta), siempre y cuando exista suficiente profundidad como para que no se produzcan efectos de frenado.

En aguas profundas la velocidad C, viene dada por la fórmula:



(en donde g es la constante de la gravedad, y landa la longitud de onda). Como el período T es landa dividido por la velocidad c, también podremos utilizar la formula:



Tal y como pudieron demostrar físicos muy importantes del siglo pasado como Stokes, Fraude, Ranking, y Rayleigh. Cuanto mas grande sea el período (tiempo que transcurre entre el paso de dos crestas seguidas) o mayor sea la longitud de onda, más grande será su velocidad de desplazamiento.

En el mar con olas, una partícula de agua en la superficie, se mueve describiendo una trayectoria circular. ¡No solo se mueve de arriba a abajo!

Al paso de una ola avanzamos y retrocedemos a la par que subimos y bajamos, lo que produce este movimiento circular. Es algo que podemos notar incluso nosotros mismos al estar flotando al paso de una ola.

La partícula de agua de la superficie arrastra por viscosidad a la que está inmediatamente bajo ella y así sucesivamente, pero disminuyendo paulatinamente su movimiento circular debido al rozamiento.

El movimiento vertical del agua debido al paso de la ola es prácticamente despreciable a profundidades cercanas a mitad de la longitud de onda.

Si la profundidad es inferior a esta media longitud de onda, la ola percibe la presencia del fondo ralentizando en la parte inferior del fondo su movimiento por rozamiento. La onda se ralentiza y por tanto disminuye la longitud de onda, haciéndose asimétrica, y cada vez más elíptica según nos aproximamos al fondo. En aguas cercanas al fondo, si estamos por ejemplo buceando con botellas notaremos un vaivén perfectamente claro con cada paso de ola.

En la práctica conviene recordar que la velocidad en nudos de una ola es igual a 3 veces su período en segundos, o a 2,4 veces la raíz cuadrada de la longitud de onda medida en metros. Si por ejemplo entre ola y ola contamos que pasan 12 segundos, su velocidad de desplazamiento será de unos 36 nudos (12x3).

Si estamos en aguas de poca profundidad respecto a la longitud de onda de la ola, la velocidad de ésta viene expresada por la formula v=SQR(g/h) siendo g el valor de la constante de gravedad y h la profundidad del mar (SQR es la raíz cuadrada).

Es decir, cuando la ola llega a la costa, la velocidad pasa a depender sólo de la profundidad con independencia del periodo o longitud de onda de la ola.

En un temblor de tierra submarino o la explosión de un volcán submarino, se produce un Tsunami o un Raz de Marea con una ola cuya longitud de onda a veces alcanza el centenar de kilómetros. En este caso la profundidad del mar ha de ser considerado como de aguas poco profundas incluso, aunque quizás tengamos una profundidad de 4.000 metros.

De esta forma para conocer la velocidad de desplazamiento deberíamos aplicar esta última formula que nos dará velocidades de cerca de 400 nudos, es decir la velocidad de un avión a reacción. En alta mar el Tsunami no presenta ningún peligro ya que produce una ola de quizás 1 metro de altura cuya cresta se extiende aproximadamente en una decena de millas. Algo prácticamente indetectable. Al llegar a aguas someras la longitud de onda se va reduciendo a la par que aumenta la amplitud hasta los más de 30 metros de altura! Olas muy destructivas.

Fuente: Fondear
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Historia de la cámara hiperbárica














El tratamiento con Cámara Hiperbárica nace hace más de 300 años: en 1662 el clérigo inglés (fisiólogo y médico) Henshaw intuyó que el aumento de la presión del aire podría aliviar algunas lesiones agudas. Construyó la primera cámara hiperbárica que además podía también convertirse en hipobárica, pero nunca llegó a aplicarse como tratamiento.

Años después, en diferentes países europeos se aplicó de forma más popular esta idea, constituyéndose lo que llamaban “baños de aire comprimido”. En cualquier caso, la gente respiraba aire a presión y no oxígeno puro puesto que todavía este elemento no se había obtenido como forma única. Con el aumento de aire se conseguía también aumento de oxígeno en el cuerpo, y esto resultó ser beneficioso para el cuerpo aunque aún no del todo entendido por los que aplicaban la terapia.

Entre 1837 y 1877 en varias grandes ciudades de Europa, se abrieron los llamados “Centros Neumáticos”. El médico francés Junod, practicaba terapias hiperbáricas para los pacientes con enfermedades pulmonares. En 1879, también en Francia, se construyó un quirófano con ruedas que podía presurizarse, donde se conseguía que la anestesia fuera más segura, las hernias se reducían más fácilmente y los pacientes recobraban rápidamente el normal color de la piel saliendo de la anestesia.

Se continúo investigando con éxito el uso de aire comprimido en pacientes con problemas cardíacos, alteraciones circulatorias, insuficiencia renal, incluso durante la epidemia de influenza de 1918. En estos años, llegó a construirse la cámara hiperbárica más grande que jamás antes existiera: una esfera de acero de 5 pisos y casi 20 metros de diámetro. El doctor al frente consideraba que algunos organismos anaeróbicos “que no pueden ser cultivados” eran responsables de las enfermedades como hipertensión, uremia, diabetes y cáncer y que esta terapia ayudaba a producir la inhibición de estos organismos. Este hospital hiperbárico fue desmantelado durante la Segunda Guerra Mundial para usar el material.

A principios del siglo pasado los médicos Bert y Haldane descubrieron el uso de las cámaras hiperbáricas para tratar la enfermedad por descompresión propia de los buceadores.

En 1933, la Armada de Inglaterra comienza a utilizar la respiración de oxígeno en cámara hiperbárica para conseguir reducir los tiempos de descompresión después de bucear.

En los años 50 del siglo pasado, la iniciativa de aplicar el oxígeno hiperbárico pertenecía a los cardiocirujanos puesto que necesitaban aumentar la presión parcial de oxígeno en sangre y aumentar la tolerancia al paro cardíaco.

En estos mismos años, el Dr. Boerema publicó el artículo “La vida sin sangre”, basado un un experimento en el cual sustituyo la sangre de unos cerdos por suero fisiológico saturado en oxígeno. Estos animales continuaron viviendo con toda normalidad.

En 1960 fue tratado con éxito el primer paciente con gangrena gaseosa, también se trataron fracturas complicados, casos de congelación, colgajos de piel en politraumatizados…

En la URSS, en 1974 se construye el Barocentro, el mayor centro de medicina hiperbárica del mundo, donde fueron realizadas más de 1000 cirugías cardíacas y vasculares. En la actualidad existen más de 500 centros de OHB en este país.

Actualmente, en todo el mundo, la medicina hiperbárica se convirtió en una especialidad con un gran material acumulado de la aplicación del método en diferentes enfermedades. En Estados Unidos hay cerca de 600 cámaras activas reunidas por la sociedad americana Undersea and Hyperbaric Medical Society. Existe un gran desarrollo de la medicina hiperbárica en Japón, también en China, Corea, Australia, India, Turquía, etc. En América Latina el mayor desarrollo de la OHB fue en Cuba, también Colombia, Méjico, Argentina…

Texto basado en el libro “La Medicina Hiperbárica” de la Dra. Nina Subbotina

Fuente: Oxinenarte
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La medusa y su proteína verde












La primera descripción de un organismo bioluminiscente data de muy antiguo y se debe a Cayo Plinio Segundo el Viejo.

La proteína verde fluorescente ha existido durante más de 160 millones de años en los fotoórganos de una especie de medusa, Aequorea victoria, y es en parte responsable de su bioluminiscencia.

Los organismos bioluminiscentes son capaces de emitir luz transformando energía química en lumínica, como las luciérnagas, o bien mediante fluorescencia, absorbiendo luz de un determinado color (longitud de onda) y liberando la energía absorbida en forma de luz de una longitud de onda mayor. La primera descripción de un organismo bioluminiscente data de muy antiguo y se debe a Cayo Plinio Segundo el Viejo (23-79 DC), quien describió en su Historia Natural la existencia de unas medusas en la bahía de Nápoles que resplandecían con una tonalidad verdosa al ser expuestas a la luz solar. Plinio desarrolló una técnica para decorar cerámica empleando triturados de estos animales.

Unos cuantos siglos después, en el verano del 1961, el científico japonés Osamu Shimomura se dedicó a exprimir más de 10.000 ejemplares de Aequoria para aislar la sustancia responsable de la bioluminiscencia de esta medusa. Sus estudios, galardonados este año con el Nobel de Química, condujeron a la identificación de la proteína que emitía fluorescencia verde (GFP, siglas en inglés) al ser iluminada con luz azul.

Shimomura caracterizó posteriormente la porción de la proteína (fluoróforo) que le confiere la capacidad de absorber y emitir luz y demostró que, a diferencia de otras proteínas bioluminiscentes, la GFP no requiere ningún aditivo para fluorescer. Esta singular propiedad es uno de los factores que ha hecho que la GFP pasara de ser una curiosidad científica a convertirse en una poderosa herramienta extensamente utilizada en Biología.

Martin Chalfie (EE UU), el segundo galardonado con el Nobel, demostró que el gen de la GFP, el fragmento de ADN del genoma de la medusa que contiene el código para su biosíntesis, podía ser introducido en otros organismos vivos, unicelulares como la bacteria intestinal Escherichia coli o multicelulares como el gusano Caenorhabditis elegans, conduciendo a la expresión de una proteína que conservaba la fluorescencia. Este descubrimiento abrió las puertas a la utilización de la GFP como marcador tanto de células individuales como de organismos enteros.

En fechas más recientes se han generado numerosos animales transgénicos, desde ratones a cerdos pasando por conejos, gatos y peces, que expresan proteínas fluorescentes y que tienen aplicaciones muy diversas en investigación biomédica y biotecnológica o incluso como exóticos animales de compañía. Así, por ejemplo, el marcaje con proteínas fluorescentes permite visualizar de forma no invasiva la evolución de tumores en animales de experimentación, simplemente observando la fluorescencia que emiten las células cancerosas al iluminar los animales vivos con luz del color adecuado.

La observación del crecimiento de bacterias patógenas, del desarrollo de circuitos neuronales o de la enfermedad de alzhéimer, la detección de contaminación por metales pesados o la lucha contra la malaria son ejemplos de los muchos estudios que han visto luz verde gracias a la GFP.

El tercer laureado, Roger Y. Tsien (estadounidense), describió cómo se forma espontáneamente el fluoróforo de la GFP y contribuyó a la determinación de su estructura tridimensional, una curiosa forma cilíndrica semejante a una lata de refresco, con el fluoróforo situado en su interior. Esto permitió al laboratorio de Tsien diseñar variantes de la GFP y de otras proteínas fluorescentes, también aisladas de organismos marinos, que brillan con mayor intensidad y que cubren una extensa gama de colores. Su mayor contribución ha sido generar y poner a disposición de la comunidad científica un gran número de proteínas fluorescentes que emiten luz en prácticamente todos los colores del arco iris.

Si facilitar la observación de células individuales supone un gran logro, la utilización de proteínas fluorescentes ha permitido a los investigadores ir mucho más allá y les ha capacitado para analizar procesos que ocurren en el interior celular. Las reacciones químicas que sustentan la vida están reguladas por enzimas, unas proteínas que controlan cuándo y dónde en la célula tiene lugar una determinada reacción. Otras proteínas tienen papeles estructurales y son responsables de la integridad y movimiento celulares, mientras que otras son esenciales en procesos de reconocimiento molecular y celular, los cuales permiten, por ejemplo, establecer la necesaria comunicación entre las células que componen un órgano o la respuesta a estímulos extracelulares como neurotransmisores u hormonas. Para entender el funcionamiento de la célula es imprescindible conocer dónde se localizan las proteínas implicadas en estos procesos y cómo interaccionan entre ellas.

El problema es enorme, ya que en el interior celular coexisten centenares de miles de proteínas diferentes y su pequeño tamaño hace que la observación directa sea imposible, ni con el microscopio más potente. Con técnicas de ADN recombinante, al alcance de cualquier laboratorio bioquímico, se puede unir el gen de la GFP al gen de la proteína que se desee, de tal forma que la célula que incorpore esta construcción expresará una proteína en la que se ha añadido la GFP a su secuencia original.

La proteína marcada es ahora fácilmente distinguible, como un ciclista equipado con los reglamentarios elementos reflectantes, y mediante la simple iluminación con la luz adecuada se puede observar en el microscopio su localización o tráfico intracelular. Por otro lado, la posibilidad de etiquetar a la vez proteínas diferentes con colores distintos permite también analizar dónde, cuándo y bajo qué estímulos interaccionan. Además de la inherente simplicidad de esta tecnología, lo que la convierte en realmente revolucionaria es que, a diferencia de otros métodos que deben emplear células muertas, el marcaje con proteínas fluorescentes permite realizar estos análisis a tiempo real y en células vivas.

Cuando Shimomura inició el estudio de organismos marinos bioluminiscentes, tan sólo pretendía entender qué es lo que les hacía emitir luz. Sin embargo, sus trabajos y los que siguieron constituyen un ejemplo más de cómo la investigación básica puede conducir, a veces de forma inesperada, a una verdadera revolución científica.

Joan C. Ferrer es profesor de la Universidad de Barcelona (Departamento de Bioquímica y Biología Molecular).

Fuente: Ecuador Ciencia
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Vértigo alternobárico














El vértigo alternobárico es un desequilibrio en los oídos debido a la obstrucción de la trompa de Eustaquio. A veces, cuando nos disponemos a hacer un descenso o ascenso y no podemos compensar cualquiera de los dos oídos, vamos a experimentar una sensación de desequilibrio muy desagradable. Algunos buceadores llegan a asentir malestar, sudoración e incluso náuseas y vómitos.

No es un problema para tomarse a la ligera ya que puede desencadenar un vértigo rotacional severo y tener serios problemas para orientarse como es debido. Cuando nos encontremos con esta patología, la forma correcta de actuar es abandonar la inmersión lo antes posible realizando el ascenso de forma lenta y en compañía de nuestro compañero que pasa eso lo tenemos.
Así que cuando padezcamos esta sintomatología, lo mejor es acudir a la consulta de un otorrino.

Texto: Félix Corral para Buceoactual.com
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