sábado, 29 de septiembre de 2018

CRITERIOS DE ESTABILIDAD PARA COMUNIDADES MICROBIANAS COMPLEJAS.


La competencia y el mutualismo son procesos inevitables en la ecología microbiana, y una pregunta central es qué y cuántos taxones persistirán frente a estas interacciones. 
Los ricos ecosistemas albergan a miles de especies que interactúan en redes enmarañadas que abarcan la depredación, el mutualismo y la competencia.
Tal biodiversidad generalizada es desconcertante, porque en los modelos ecológicos es extremadamente improbable que las comunidades grandes coexistan de manera estable
  
La teoría ecológica ha demostrado que cuando las interacciones directas, por pares, entre un grupo de especies son demasiado numerosas o demasiado fuertes, entonces la coexistencia de estas especies será inestable ante cualquier perturbación leve.

Esta inestabilidad empeora cuando las interacciones mutualistas complementan la competencia. Aquí, refinamos y en cierta medida revocamos esa comprensión, al considerar explícitamente los recursos que los microbios consumen y producen.

A diferencia de los organismos más complejos, las células microbianas consumen principalmente recursos abióticos, y las interacciones mutualistas a menudo son mediadas por estos mismos recursos abióticos a través del mecanismo de alimentación cruzada.
Por lo tanto, nuestro modelo considera el consumo y la producción de un conjunto de recursos abióticos por un grupo de especies microbianas. 

Mostramos que, si los microbios consumen, pero no producen recursos, entonces cualquier equilibrio positivo siempre será estable a pequeñas perturbaciones. 

Continuamos para mostrar que en presencia de la alimentación cruzada, la estabilidad ya no está garantizada. Sin embargo, la estabilidad aún se mantiene cuando las interacciones mutualistas son simétricas o suficientemente débiles.

El trabajo Stacey Butler, James O’Dweyer se encuentra en BioRxiv doi: https://doi.org/10.1101/293605 y bajo  el título Coexistence of many species in random ecosystems en Nature Ecology & Evolution 2,1237-1242 (2018)
Fuente: BioRxiv – Nature - Quanta

Traducción libre de Soca

jueves, 27 de septiembre de 2018

HOY EN CIENCIA : ALBERT EINSTEIN Y E = mc2


Albert Einstein, a través de RapGenius.com.

Hoy, 27 de septiembre, se cumplen 113 años de la fecha en que mientras trabajaba en una oficina de patentes, Albert Einstein publicó el 27 de septiembre de 1905, un artículo titulado ¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía? ".

Fue el último de los cuatro documentos que presentó ese año a la revista Annalen der Physik . 
El primero explicaba el efecto fotoeléctrico, el segundo ofrecía prueba experimental de la existencia de átomos, y el tercero presentaba la teoría de la relatividad especial. 
En el cuarto trabajo, Einstein explicó la relación entre la energía y la masa. Es decir, E = mc2.

¿Qué significa eso? Significa que, desde el punto de vista de la física, la energía y la masa son intercambiables. 
En la ecuación: E es la energía, m es la masa y c es la velocidad de la luz
En otras palabras, energía = masa x la velocidad de la luz al cuadrado.

Suena simple, y su simplicidad desmiente el genio requerido de Einstein para expresarlo tan elegantemente. 
La masa y la energía son intercambiables. Además, una pequeña cantidad de masa puede equivaler a una gran cantidad de energía; después de todo, la velocidad de la luz es un gran número (186,000 millas por segundo o 300,000 km/s), y, en la famosa ecuación de Einstein, ese gran número se cuadra. Una masa tan pequeña puede ser igual a una gran energía.

E = mc2 explica por qué el sol y otras estrellas brillan. En su interior, los átomos (masa) se fusionan, creando la tremenda energía del Sol como lo describe la famosa ecuación de Einstein.

También es la razón por la cual, por ejemplo, los científicos pudieron aprender cómo construir una sola bomba que podría aniquilar una ciudad, como las bombas atómicas que destruyeron las ciudades japonesas de Hiroshima y Nagasaki al final de la Segunda Guerra Mundial.
Estas primeras bombas atómicas funcionaron debido a la fisión nuclear , no a la fusión, pero funcionaron según el principio de que una pequeña cantidad de masa podría convertirse en una gran cantidad de energía, como lo describió Einstein.


Bomba atómica sobre Hiroshima (izquierda) el 6 de agosto de 1945, y Nagasaki (derecha) el 9 de agosto de 1945. Lea más sobre estas imágenes.

Curiosamente, la ecuación E = mc 2 no aparece en " ¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía? "
Esto se debe a que Einstein usó V para referirse a la velocidad de la luz en el vacío y L para la energía que un cuerpo pierde en forma de radiación.
E = mc2 no se escribió originalmente como una fórmula, sino como una oración en alemán que significaba:

... si un cuerpo emite la energía L en forma de radiación, su masa disminuye en L / V2.

El artículo de 1905 de Einstein que describe el aspecto intercambiable de la masa y la energía fue uno de los cuatro documentos que publicó durante lo que ahora se llama Annus mirabilis o año milagroso.

Estos cuatro artículos cambiaron para siempre nuestra percepción humana de la masa, la energía, el espacio y el tiempo.


Nuestro Sol, como se ve con un telescopio de Rayos X, muestra la corona, el brillante plasma de un millón de grados que rodea al Sol. La energía del Sol se produce en su interior, a través de la fusión termonuclear. Es decir, la masa se convierte en energía de la manera descrita por la famosa ecuación de Albert Einstein, E = mc2
Imagen vía el satélite Yohkoh.

En pocas palabras: el 27 de septiembre de 1905, Albert Einstein publicó "¿La inercia de un cuerpo depende de su contenido de energía?" En la revista Annalen der Physik. En él, describió la naturaleza intercambiable de masa y energía, o E = mc2

Fuente: Earth Sky–Deborah Byrd en HUMAN WORLD–
27. septiembre.2018

Traducción libre de Soca

miércoles, 26 de septiembre de 2018

MISIÓN AEROTRANSPORTADA DE “JPL” ES UNA DE LAS CINCO NUEVAS EMPRESAS DE LA TIERRA

La misión Delta-X de JPL estudiará los procesos naturales que mantienen y construyen deltas de ríos como el delta del lago Wax en Louisiana, que se muestra aquí. Crédito: NASA / JPL-Caltech - > Vista ampliada

Cinco nuevas campañas de ciencia de la Tierra de la NASA, incluida una del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) en Pasadena, California, comenzarán en 2020 para investigar una serie de preguntas urgentes de investigación, desde lo que impulsa eventos intensos de nieve en la costa este hasta el impacto de pequeñas escalar las corrientes oceánicas en el clima global.

Estos estudios explorarán aspectos importantes, pero no bien comprendidos, de los procesos del sistema de la Tierra.
Fueron seleccionados competitivamente como parte del programa de la clase Earth Venture de la NASA. Esta es la tercera serie de investigaciones suborbitales de Earth Venture de la NASA, que son proyectos de observación sostenida, solicitados regularmente, recomendados por primera vez por el Consejo Nacional de Investigación en 2007.
El primer grupo de cinco proyectos fue seleccionado en 2010 y el segundo en 2014.
"Estas investigaciones innovadoras abordan cuestiones científicas difíciles que requieren observaciones de campo detalladas y específicas combinadas con datos recopilados por nuestra flota de satélites de observación de la Tierra", dijo Jack Kaye, director asociado de investigación en la División de Ciencias de la Tierra de la NASA en Washington.

Las cinco investigaciones de Earth Venture recientemente seleccionadas son:
·         Deltas fluviales y aumento del nivel del mar - Marc Simard del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, liderará la investigación Delta-X para comprender mejor los procesos naturales que mantienen y construyen la tierra en los principales deltas de los ríos amenazados por el aumento del nivel del mar. El proyecto mejorará los modelos que predicen la pérdida de tierras costeras a partir del aumento del nivel del mar al mejorar las estimaciones de cómo los deltas agregan tierra, un proceso que involucra la captura de sedimentos y la creación de suelos orgánicos a medida que las plantas crecen. Delta-X se enfocará en el delta del río Mississippi utilizando instrumentos en tres aviones de investigación de la NASA.
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·         Intensos eventos de nieve : Lynn McMurdie de la Universidad de Washington dirigirá el proyecto de Investigación de Microfísica y Precipitación para Tormentas de Nieve Amenazadas en la Costa Atlántica para estudiar la formación de bandas de nieve en las tormentas invernales de la Costa Este. Una mejor comprensión de los mecanismos de formación de bandas de nieve y los factores que influyen en la ubicación de las nevadas más intensas ayudarán a mejorar las predicciones de estos fenómenos meteorológicos extremos. Este estudio incluirá vuelos de aviones de investigación ER-2 y P-3B de la NASA en el noreste de los Estados Unidos.
·          
·         Los aerosoles cambian las nubes : Armin Sorooshian de la Universidad de Arizona liderará las Interacciones Meteorológicas de la Nube Aerosol sobre el Experimento Atlántico Occidental para identificar cómo las partículas de los aerosoles cambian las propiedades de las nubes de manera que afectan el sistema climático de la Tierra. La investigación se centrará en las nubes de capa límite marina sobre el océano Atlántico norte occidental que tienen un papel fundamental en el equilibrio energético de nuestro planeta. Dos aviones de investigación de la NASA, un HU-25 Falcon y un B-200 King Air, volarán desde el Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, para recopilar mediciones desde arriba, abajo y desde dentro.
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·         Impacto de fuertes tormentas en la estratosfera : Kenneth Bowman de la Universidad A & M de Texas dirigirá el proyecto Dinámica y Química del Estratosfera de Verano para investigar cómo las fuertes tormentas convectivas en verano sobre América del Norte pueden cambiar la química de la estratosfera. 
·         Estas tormentas regularmente penetran profundamente en la estratosfera inferior, transportando contaminantes que pueden cambiar la composición química de esta capa atmosférica, incluidos los niveles de ozono. Los vuelos del avión de gran altitud ER-2 de la NASA se basarán en Salina, Kansas.
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·     Calentamiento de la atmósfera por los océanos - Thomas Farrar del Instituto Oceanográfico Woods Hole dirigirá la investigación Submesoscale Dinámica Oceánica y Transporte Vertical para explorar la influencia potencialmente grande que tienen los remolinos oceánicos de pequeña escala en el intercambio de calor entre el océano y la atmósfera. 
·         El proyecto recogerá un conjunto de datos de referencia de variables climáticas y biológicas en el océano superior que influyen en este intercambio. Las mediciones serán recolectadas por aeronaves de investigación e instrumentos de a bordo a 200 millas de la costa de San Francisco.
Seis centros de la NASA y 27 instituciones educativas están participando en estos cinco proyectos de Earth Venture. Las investigaciones de cinco años se seleccionaron de 30 propuestas. El proyecto Delta-X se financia con un costo total de no más de $ 15 millones; cada uno de los otros proyectos está financiado por no más de $ 30 millones.
Las investigaciones de Earth Venture son parte del programa Pathfinder Science del Sistema de la Tierra de la NASA, administrado en Langley para la Dirección de Misiones Científicas de la agencia en Washington. Las misiones orbitales y las campañas de campo seleccionadas de forma competitiva en este programa proporcionan enfoques innovadores para abordar la investigación en ciencias de la Tierra con ventanas de oportunidad frecuentes para acomodar nuevas prioridades científicas.

La NASA utiliza el punto de vista del espacio para comprender y explorar nuestro planeta de origen, mejorar vidas y salvaguardar nuestro futuro. Las observaciones de la agencia sobre el complejo entorno natural de la Tierra son fundamentales para comprender cómo los recursos naturales y el clima de nuestro planeta están cambiando ahora y podrían cambiar en el futuro.

Para más información sobre las actividades de ciencias de la Tierra de la NASA, visitar: https://nasa.gov/earth
Fuente: JPL – Jet Propulsion Laboratory Caltech / 26.septiembre.2018

Traducción libre de Soca

lunes, 24 de septiembre de 2018

ASTEROIDE “ITOKAWA” RENUNCIA A SUS SECRETOS


Itokawa es el primer asteroide del cual se obtuvieron muestras que se enviaron a la Tierra. 
A partir de estas muestras, los científicos han descubierto la verdadera edad e historia geológica de Itokawa.



Concepto del artista de la nave espacial Hayabusa en el asteroide Itokawa en 2005. Imagen a través de JAXA.

En 2005, la primera misión de retorno de muestras de asteroides , la nave espacial japonesa Hayabusa , alcanzó su objetivo, el asteroide Itokawa .
 En 2010, Hayabusa (en japonés, "halcón peregrino") regresó a la Tierra con su preciosa carga de muestras de polvo del asteroide. En los años transcurridos desde entonces, los científicos han estado ocupados estudiando esas muestras, para comprender mejor el origen y la historia geológica de Itokawa. Ahora, un nuevo estudio revisado por pares , publicado en la revista Scientific Reports el 7 de agosto de 2018, detalla nuevos hallazgos sobre la edad y el origen de Itokawa por primera vez.

El asteroide, básicamente una "pila de escombros" unida por la gravedad, tiene 4.600 millones de años, aproximadamente la misma edad que el sistema solar en sí. Pero no siempre se veía como ahora; los científicos determinaron que el Itokawa "original" había chocado con otro asteroide hace unos 1.500 millones de años, y casi fue destruido. Sin embargo, los restos resultantes se vuelven a ensamblar en la "pila de escombros" que vemos hoy. Además, parece que Itokawa habitó el cinturón principal de asteroides hasta solo los últimos cientos de miles de años más o menos. Ahora reside en una órbita diferente como un Asteroide Cercano a la Tierra (NEA) o un asteroide que cruza la Tierra , que puedeEl resultado es una colisión con la Tierra dentro del próximo millón de años, según los científicos. Esa posibilidad se basa en un estudio previo que simuló 39 órbitas casi idénticas del asteroide. También es posible que Itokawa se separe en ese momento.



Vista de primer plano de una de las partículas microscópicas de polvo del asteroide Itokawa, con varios elementos de composición observados. Imagen a través de la Universidad de Osaka.



Otro grano de polvo de Itokawa, que muestra detalles increíbles bajo un microscopio electrónico de barrido. Imagen vía ESA.


Esta vista de un grano de polvo muestra la compleja estructura en pequeños detalles. Imagen a través de JAXA.

Los resultados indican que un impacto en la Tierra de Itokawa es probable dentro de un millón de años.
Hayabusa recolectó más de 1,000 diminutos granos de polvo desde Itokawa.
Algunos de esos granos son minerales de fosfato microscópicos . Los investigadores midieron cuánto uranio dentro de los granos de fosfato se había descompuesto en plomo.
El uranio se descompone a una velocidad conocida, por lo que esto ayudó a determinar la edad específica del asteroide: 4,64 mil millones de años, más de 180 millones de años.
Los investigadores también pudieron analizar diferentes isótopos de uranio y plomo en las muestras, lo que proporcionó evidencias de que Itokawa colisionó con otro asteroide hace unos 1.510 millones de años. Sin embargo, hay más libertad con esta edad: la colisión pudo haber sido tan "reciente" como hace 660 millones de años, o hace 2.360 millones de años.


Itokawa, según lo visto por la nave espacial japonesa Hayabusa en 2005. El asteroide es básicamente una "pila de escombros" de material unido por la gravedad. Imagen a través de JAXA / ISAS.


La mineralogía y la geoquímica de las partículas de polvo también fueron similares a los meteoritos de condritas , que caen a la Tierra con regularidad. Los investigadores determinaron, sin embargo, que Itokawa tenía una línea de tiempo evolutiva diferente a cualquier otro cuerpo original del que provinieran los meteoritos condritas.
La Misión de Hayabusa fue increíblemente exitosa al traer las primeras muestras desde un asteroide a la Tierra, pero también tuvo sus problemas. La nave espacial fue alcanzada por una llamarada solar no mucho después del lanzamiento, pero aún fue capaz de continuar su viaje, llegando a Itokawa en 2005.
Un pequeño módulo de aterrizaje incluido en la misión se perdió después del despliegue y nunca llegó al asteroide. Sin embargo, la nave espacial principal sí pudo "aterrizar" brevemente, recogiendo las muestras de polvo necesarias.
Esas muestras finalmente fueron devueltas a la Tierra el 13 de junio de 2010, aterrizando dentro de su cápsula protegida contra el calor.

La Agencia Espacial Japonesa JAXA siguió el éxito de Hayabusa con Hayabusa2, que actualmente está examinando el asteroide Ryugu, de aproximadamente un kilómetro de diámetro y con forma de diamante en bruto. 
Al igual que la primera misión, Hayabusa2 finalmente devolverá las muestras a la Tierra para su posterior estudio por parte de los científicos. 

Hayabusa2 llegó a Ryugu el 27 de junio de 2018, y como se informó anteriormente en EarthSky , el equipo de la misión acaba de elegir un sitio de aterrizaje para su módulo de aterrizaje a bordo, llamado Mobile Asteroid Surface ScoutMASCOT ). 
Hayabusa2 abandonará Ryugu en diciembre de 2019, trayendo sus muestras a la Tierra para su posterior análisis y estudio, en diciembre de 2020.
Orígenes de la NASA, Interpretación espectral, Identificación de recursos, Seguridad-Regolith Explorer ( OSIRIS-REx ) también se encuentra actualmente en el acercamiento final al asteroide Bennu , que llegará en diciembre. OSIRIS-REx tomará muestras también, que llegarán a la Tierra en septiembre de 2023. OSIRIS-REx acaba de devolver sus primeras imágenes distantes de Bennu el 17 de agosto de 2018.

Itokawa fue descubierto en 1998 por el proyecto LINEAR en el sitio de pruebas experimentales del Laboratorio Lincoln en Socorro, Nuevo México, y es bastante pequeño en tamaño - solo 630 (± 60) metros de largo y 250 (± 30) metros de ancho. Fue nombrado después de Hideo Itokawa (1912-1999), un científico espacial japonés.

En pocas palabras: Itokawa fue el primer asteroide del que se obtuvieron muestras y se devolvió a la Tierra. El estudio de esas muestras revela la edad y la historia geológica del asteroide, al tiempo que proporciona información valiosa sobre la formación de asteroides en general.
Fuente: EarthSky - Paul Scott Anderson en Espacio - 8 de septiembre de 2018

Traducción libre de Soca

POR PRIMERA VEZ SON DESCUBIERTAS TORMENTAS DE POLVO EN “TITÁN”


Concepto artisticode una tormenta de polvo en Titán. Crédito: IPGP / Labex UnivEarthS / Universidad Paris Diderot - C. Epitalon & S. Rodriguez  -  > Imagen completa y título

Los datos de la Nave Espacial Cassini de la NASA ha revelado lo que parecen ser las tormentas de polvo gigantes en las regiones ecuatoriales de la luna de Saturno Titán.
El descubrimiento, que se describe en un artículo publicado el 24 de septiembre en Nature Geoscience, hace que sea Titán el tercer cuerpo del Sistema Solar, además de la Tierra y Marte, donde se han observado tormentas de polvo.

La observación está ayudando a los científicos a entender mejor el entorno fascinante y dinámico de la mayor luna de Saturno.
"Titán es una luna muy activa", dijo Sebastien Rodríguez, un astrónomo de la Universidad Paris Diderot, Francia, y autor principal del artículo.
"Ya sabemos que alrededor de su geología y el ciclo de hidrocarburos exótica Ahora podemos añadir otra analogía con la Tierra y Marte:. El ciclo de polvo activo, en el que el polvo orgánico puede ser levantado de grandes campos de dunas alrededor del ecuador de Titán".

Titán es un mundo intrigante - de una manera bastante similar a la Tierra. De hecho, es la única luna en el sistema solar con una atmósfera sustancial y el único cuerpo celeste distinto de nuestro planeta donde se sabe que los cuerpos estables de líquido de la superficie todavía existen.

Sin embargo, hay una gran diferencia en la Tierra, tales ríos, lagos y mares están llenos de agua, mientras que, en Titán, principalmente es el metano y el etano que fluyen a través de estos depósitos de líquidos. En este ciclo único, las moléculas de hidrocarburos se evaporan, se condensan en nubes y vuelven a caer al suelo.

El clima en Titán varía de temporada en temporada, al igual que en la Tierra. En particular, alrededor del equinoccio, el momento en que el Sol cruza el ecuador de Titán, se pueden formar nubes masivas en las regiones tropicales y provocar poderosas tormentas de metano. Cassini observó tales tormentas durante varios de sus sobrevuelos en Titán.

Cuando Rodríguez y su equipo detectaron por primera vez tres iluminaciones ecuatoriales inusuales en imágenes infrarrojas tomadas por la Cassini alrededor del equinoccio norte de la luna en 2009, pensaron que podrían ser el mismo tipo de nubes de metano; sin embargo, una investigación reveló que eran algo completamente diferente.

"Por lo que sabemos sobre la formación de nubes en Titán, podemos decir que tales nubes de metano en esta área y en esta época del año no son físicamente posibles", dijo Rodríguez. "Las nubes de metano convectivas que pueden desarrollarse en esta área y durante este período de tiempo contendrían enormes gotas y deben estar a gran altura, mucho más que las 6 millas (10 kilómetros) que el modelo nos dice que las nuevas características están ubicadas".

Los investigadores también pudieron descartar que las características estuvieran realmente en la superficie de Titán en forma de lluvia congelada de metano o lavas heladas. Tales manchas superficiales tendrían una firma química diferente y permanecerían visibles por mucho más tiempo que las características brillantes en este estudio, que fueron visibles por solo 11 horas a cinco semanas.

Además, el modelado mostró que las características deben ser atmosféricas pero cercanas a la superficie, probablemente formando una capa muy delgada de pequeñas partículas orgánicas sólidas. Como estaban ubicados justo sobre los campos de dunas alrededor del ecuador de Titán, la única explicación que quedaba era que las manchas eran en realidad nubes de polvo levantadas desde las dunas.

El polvo orgánico se forma cuando las moléculas orgánicas, formadas por la interacción de la luz solar con el metano, crecen lo suficiente como para caer a la superficie. Rodríguez dijo que, si bien esta es la primera observación de una tormenta de polvo en Titán, el hallazgo no es sorprendente.
"Creemos que la sonda Huygens , que aterrizó en la superficie de Titán en enero de 2005, levantó una pequeña cantidad de polvo orgánico a su llegada debido a su potente estela aerodinámica", dijo Rodríguez. "Pero lo que vimos aquí con Cassini es a una escala mucho mayor. Las velocidades de viento cercanas a la superficie requeridas para elevar tal cantidad de polvo como vemos en estas tormentas de polvo tendrían que ser muy fuertes, aproximadamente cinco veces más fuertes que las velocidades promedio del viento estimadas por las mediciones de Huygens cerca de la superficie y con los modelos climáticos ".

La existencia de vientos tan fuertes que generan tormentas de polvo masivas implica que la arena subyacente también puede ponerse en movimiento y que las dunas gigantes que cubren las regiones ecuatoriales de Titán siguen activas y cambian continuamente.
Los vientos podrían transportar el polvo levantado desde las dunas a través de grandes distancias, contribuyendo al ciclo global de polvo orgánico en Titán y causando efectos similares a los que se pueden observar en la Tierra y Marte.

Los resultados se obtuvieron con el espectrómetro de mapeo visual e infrarrojo de Cassini. La misión Cassini-Huygens es un proyecto cooperativo de la NASA, la ESA (Agencia Espacial Europea) y la Agencia Espacial Italiana. El Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, una división de Caltech en Pasadena, California, administra la misión del Directorio de Misiones Científicas de la NASA en Washington. 
La Nave Espacial Cassini se sumergió deliberadamente en Saturno el 15 de septiembre de 2017. JPL diseñó, desarrolló y ensambló el orbitador Cassini. El instrumento de radar fue construido por JPL y la Agencia Espacial Italiana, trabajando con miembros de equipos de los EE. UU. Y varios países europeos.
Para obtener más información sobre Cassini, visitar:
https://www.nasa.gov/cassini                                               
Fuente: JPL – Jet Propulsion Laboratory – 24. septiembre.2018

Traducción libre de Soca