“Los grandes avances que se han hecho en ciencia tienen su origen en investigación básica”

ENTREVISTA CON RUBÉN VICENTE GARCÍA, INVESTIGADOR DEL PRBB

por Paloma Goñi Oliver

Rubén Vicente García se doctoró en la Universidad de Barcelona en 2005, tras licenciarse en Bioquímica en 2000 y realizar el Máster en Experimentación Bioquímica en 2001 en esa misma universidad. Durante esos años estudió los canales iónicos y su papel en procesos inflamatorios y en patologías, incluido el cáncer. Realizó su estancia postdoctoral en Berlín en el FMP (Instituto Leibniz de Farmacología Molecular) y el MDC (Centro Max-Deulbreck de Medicina Molecular). Desde 2008 dirige su propia línea de investigación en el PRBB (Parc Recerca Biomédica Barcelona) dentro del departamento de Fisiología Molecular.

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PRBB (Parc Recerca Biomédica Barcelona)

PREGUNTA – Investigas los canales iónicos, ¿podrías explicarme qué son y por qué es útil su estudio?

RESPUESTA - Un canal iónico es una proteína que permite el paso de iones en membranas celulares. La membrana separa el medio interno de la célula del externo, y tiene que tener ciertos mecanismos de transporte y comunicación entre ambos medios.  Los canales iónicos son uno de estos mecanismos. Son importantes porque son la base de la actividad eléctrica celular, la cual es fundamental para el funcionamiento de las neuronas y del músculo. Por supuesto también del músculo más importante, el corazón. El origen de esta actividad eléctrica es el paso de cargas a través de los canales iónicos de las membranas. Cualquier anomalía en estos canales puede tener consecuencias en el funcionamiento del sistema nervioso o provocar alteraciones cardíacas. Ambos sistemas son vitales en nuestro organismo.

Durante el máster yo entré en contacto con el Dr. Antonio Felipe, quien luego sería mi director de tesis y que trabajaba con canales iónicos en el sistema inmunitario. En las células del sistema inmunitario la comunicación electroquímica también es necesaria entre el medio interno y el medio externo. Centré mi tesis sobre cómo los canales iónicos modulan la actividad de los macrófagos. Posteriormente he ido ampliado mi investigación a otras células del sistema inmunitario y actualmente me dedico más al transporte y los procesos de señalización por calcio y zinc en linfocitos. Es fundamentalmente investigación básica, pero sin perder de vista que el correcto funcionamiento de las células del sistema inmunitario afectan a la aparición y desarrollo de diversas enfermedades como el asma y otras enfermedades inflamatorias.

(Tanto los macrófagos como los linfocitos son tipos de glóbulos blancos importantes para defender el cuerpo frente a infecciones)

P – Otra de las líneas de investigación que diriges se centra en el estudio del zinc. Se sabe que este elemento químico es importante en muchos procesos biológicos y deficiencias en zinc perjudican al buen funcionamiento del sistema inmune. Sin embargo, los mecanismos de acción no están muy claros.

R - Este es uno de los proyectos más recientes. Hasta ahora había centrado mi investigación principalmente a la señalización del calcio, que es un segundo mensajero dentro de la célula y actúa en numerosos procesos celulares. Mi interés surgió a raíz de una colaboración con la Dra. Elena Bosch sobre la selección genética que ha habido en algunos transportadores de zinc en determinadas poblaciones. Esta investigación me permitió entender la importancia que tiene este mineral para el organismo, y en concreto en el sistema inmunitario. Una de las razones es porque el zinc forma parte de la estructura de muchas proteínas. Sin embargo, existen evidencias que muestran cómo el zinc, al igual que el calcio, juega un papel como mensajero celular. Este aspecto  es el que me impulsó a estudiar el zinc como señalizador de procesos celulares dentro del sistema inmunitario. Aunque es un proyecto de investigación básica se ha de señalar también que la deficiencia en zinc es uno de los grandes problemas de salud mundiales. Se calcula que alrededor de un 15-20% de la población mundial tiene deficiencias de zinc, y esto acarrea infecciones recurrentes y mortalidad infantil.

P – ¿Crees que la investigación básica es necesaria para la aplicada?

R - La investigación básica es fundamental y muchos de los grandes avances que se han hecho en ciencia tienen su origen en investigación básica. Cuando se hicieron esos estudios, no se pensó en una aplicación concreta, sino en ampliar el conocimiento existente en un campo concreto, pero han valido luego para crear tecnología o grandes saltos en el conocimiento. Esto es cierto para todas las técnicas de biología sintética (o ingeniería genética que se llamaba antes) que se emplean actualmente con fines biomédicos.

La investigación básica y la aplicada son complementarias. Creo que es necesario hacer grandes esfuerzos para recaudar fondos de distintas fuentes con el fin de atajar problemas de salud. Pero a la vez se debe permitir que prolifere la investigación básica porque es la base de que la investigación aplicada se va a nutrir.

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El objetivo de la mayoría de los investigadores es volver al país de origen

 

P – Siempre se habla de lo difícil que son los comienzos para los jóvenes investigadores que quieren establecer su propia línea de investigación y dirigir su propio grupo, ¿cómo fue tu experiencia? ¿Qué te impulsó a volver de Alemania?

R - Cuando uno está haciendo el doctorado ya se proyecta en ese escenario, el objetivo es llevar tu propia línea de investigación. Lo que surgió fue una oportunidad. Tuve que pensarlo porque estaba en medio de mi postdoc, pero se me planteaba una plaza de profesor en un grupo y en una universidad que me gustaba, así que acorté mi estancia postdoctoral y lo cogí.

El cambio de Berlín a Barcelona también es un cambio vital. Yo no soy de aquí, y cuando me fui al terminar mi doctorado no tenía pensado volver, me había adaptado muy bien a vivir en el extranjero. Sin embargo, la mayoría de los investigadores tienen como objetivo a medio largo plazo volver al país de origen y a mí se me ofrecía una oportunidad única de volver a España.

P- ¿Cómo surgió esa oportunidad?

R - Yo conocía el grupo, es uno de los laboratorios más potentes que trabajan en este área en España. Cuando defendí la tesis, uno de los miembros del tribunal fue el catedrático Miguel Valverde, quien dirige la unidad de fisiología molecular en el DCEXS (Departament de Ciencies Experimentals y de la Salut). La defensa fue bien y mantuvimos el contacto. Así que cuando surgió la posibilidad de que entrara un nuevo profesor, pensó en mí.

P – Es que hiciste una tesis muy buena, ganaste un premio, ¿no?

R - Sí, me concedieron el premio extraordinario de doctorado de la Universidad de Barcelona. La tesis fue muy exitosa en cuanto a artículos científicos. La hice a caballo entre Barcelona y Estados Unidos y eso me permitió aprender muchas técnicas y generar muchos resultados.

 Ciencia sin restricciones

P – ¿Crees que las estancias internacionales son importantes a la hora de realizar una buena tesis?

R - Sin duda. Hice el doctorado dirigido por el Dr. Antonio Felipe en un grupo pequeño, tan pequeño que hubo épocas en que sólo estábamos él y yo. Él es una persona muy cercana que me enseñó a trabajar en el laboratorio y a luchar en todo momento. Cuando nos quedamos sin dinero fue él quien utilizó sus contactos para enviarme a Estados Unidos a continuar mi doctorado. En la Colorado State University pude vivir la ciencia en primera línea y sin restricciones económicas. Mi jefe allí, el Dr. Michael Tamkun, es una persona muy inteligente, con un gran espíritu crítico, y en el laboratorio se planteaban grandes preguntas, muy novedosas en el campo de los canales iónicos. Esa manera de ver la ciencia me entusiasmó y volví a Barcelona con la seguridad de que quería seguir la carrera científica, cuando hasta entonces era una de las opciones, pero no descartaba otras.

P – ¿Y qué te aportó tu estancia postdoctoral en Alemania?

R - Fue muy intenso, en un laboratorio muy grande, muy competitivo. La forma de trabajar del Dr. Thomas Jetsch, mi jefe allí, es darte un proyecto y facilitarte los recursos, pero eres tú el que tienes que desarrollarlo, y eso me sirvió para mi futuro, aprendí mucho, me curtió, y perdí cualquier atisbo de inocencia.

P – Cuando te incorporaste en 2008, ¿tuviste que conseguir financiación y un primer proyecto?

R - No, en un inicio me incorporé y comencé colaborando en los proyectos que había en ese momento en el laboratorio. Al año empecé una línea de investigación específica que llevaba yo, pedí un proyecto y conseguí un plan nacional para jóvenes investigadores en el 2010. A partir de entonces, he ido consiguiendo financiación de distintas fuentes y actúo como investigador independiente, pero bajo el paraguas del laboratorio de Fisiología Molecular, donde somos cuatro investigadores principales.

P – En Alemania, en algunos centros de investigación, existe una especie de “pack de bienvenida” para nuevos investigadores. Estos reciben una cantidad de dinero para establecerse y empezar a llevar un laboratorio. ¿Existe algo así en España?

R - Esto existe en algunas instituciones en España. De hecho, así ocurre en el DCEXS de la Universidad Pompeu Fabra. Reclutar talentos ofreciendo espacio y dinero de entrada y luego evaluarlo a medio plazo es una práctica muy común en otros países que aquí debería implementarse más. Sin embargo, la dificultad para estabilizar investigadores en la mayoría de instituciones científicas de España y por otro lado, lo restrictivo de las fuentes de financiación existentes, dificulta esta fórmula para apoyar la carrera científica.

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 La docencia me permite seguir formándome

 

P – La docencia también tiene gran peso en tu carrera. ¿Consideras que la docencia y la investigación son dos actividades complementarias? ¿O preferirías dedicarte sólo a una de ellas?

R - La verdad es que nunca pensé en mi futuro profesional como profesor, pero ahora que lo soy veo que me ha permitido reflexionar sobre mi propia educación y la transmisión de conocimientos. Ese proceso de reflexión personal para mí es importante. Disfruto mucho de mi actividad docente, porque me ha permitido seguir formándome y ampliar conocimientos. A veces un científico peca de especializarse mucho, y entonces tu visión se va estrechando. La docencia, sin embargo, te permite mantener una visión general y tocar otras disciplinas. Así que la docencia colabora en mi formación continua como persona. Eso no quiere decir que haya días que cierres la puerta después de clase y digas “no puedo más”, pero son los menos. Por otro lado, cuando una clase funciona, sientes una gran felicidad. La frecuencia de experimentar satisfacción en docencia es mucho mayor que en investigación.

P – Por cierto, has participado en el proyecto BioJunior en el que se explicaba el trabajo del laboratorio a estudiantes de secundaria.

R - Es una oportunidad de estar en contacto con gente muy joven y que aún no han tomado la decisión sobre a qué quieren dedicarse en la vida. Supone un reto porque tienes que despertar el interés a edades en las que cuesta mucho más captar la atención. Pero ése es el reto de ser profesor, y la verdad es que estoy contento de estar en contacto con personas que aún están en efervescencia, con todo el abanico de opciones por delante, y a las que tu charla puede influirle de forma determinante.

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Un nuevo sistema solar

TRAPPIST-1_and_its_three_planetsEl telescopio TRAPPIST descubre, bajo la atenta mirada del astrónomo Michaël Gillon, de la University de Liège de Belgica,y un equipo internacional de cientícos,  la estrella 2MASS J23062928-0502285 también conocida como Trappist-1,  en febrero 2017.

El estudio de esta fría estrella enana mediante el ‘método de tránsito’, permitió captar cómo la luz estelar se vuelve significativamente más ténue cuando un cuerpo orbita entre una estrella y el telescopio, y ello fue posible gracias a la colaboración de distintos telescopios terrestres en Sudáfrica, Marruecos, y España, pero muy especialmente gracias al uso del VTL, un potente telescopio situado en Chile, y del telescopio espacial de la NASA, Spitzer. La información extraída de este último, capaz de lanzar datos las 24 horas, supuso la confirmación de la existencia de un sistema planetario parecido al de la Tierra orbitando alrededor de Trappist-1. Estos planetas son hoy conocidos como b,c,d,e,f, g, y h. De entre ellos, cinco poseen unas medidas similares a las de la Tierra (b,c,e,f,y g), mientras que otros dos tienen unas medidas que van entre las de la Tierra y Marte. Estos exoplanetas, que orbitan alrededor de  la estrella en entre 1,5 y 12 días aproximadamente,  puesto que se hallan mucho más cerca de ella que la Tierra del Sol, producen aparentemente una gran radiación XUV, que podría afectar sus atmósferas, y condicionar la vida en ellos.

Según Michael Gillion, autor principal del estudio que publicó Nature. “Se trata de un sistema planetario sorprendente, no sólo porque hayamos encontrado tantos planetas, sino porque son todos asombrosamente similares al tamaño de la Tierra”

Y afirmaba que “fue una buena idea estudiar alrededor de las estrellas más pequeñas de nuestra galaxia y cercanas a nosotros” porqué “esto es algo que nadie había hecho antes: la mayoría de astrónomos se habían concentrado hasta ahora en estrellas como nuestro Sol”.

Por otra parte, la NASA afirmaba que, la importancia del descubrimiento de los siete exoplaneteas reside en el hecho de que tres de estos planetas se hallan en una zona habitable y podrían contener agua en su superficie, por lo que podrían acoger algun tipo de vida. Pero no olvidemos que además, este hallazgo supone un nuevo indicio de que la Vía Láctea pudiera albergar miles de mundos de tipo terrestre.

NASA’s Hubble Space Telescope  y el NASA’s James Webb Space Telescope. junto con el K2, la nave espacial Kepler, observaran Trappist-1 y sus planetas a lo largo del año 2017 para seguir el tránsito de sus órbitas, a la vez que realizaran un estudio para detectar la posible existencia de dióxido de carbono, vapor de agua, metano y otras moléculas presentes en las atmósferas de planetas rocosos como la Tierra. Toda una incógnita por desvelar que puede traer consigo nuevas y fascinantes sorpresas sobre el Universo.

Los siete planetas que rodean Trappist-1

 

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Científicos y otros colectivos durante una manifestación celebrada el pasado 19 de febrero en Boston para protestar contra los recortes en investigación y la postura de Trump sobre el cambio climático

La ciencia se revoluciona contra Trump

La comunidad científica estadounidense organiza una marcha multitudinaria para defender la ciencia frente los ataques de Trump.

La comunidad científica estadounidense se ha levantado contra las decisiones de la administración Trump y ha convocado una manifestación el sábado 22 de abril coincidiendo con el dia Internacional de la Tierra. El acto principal será en Washington DC pero también hay 316 marchas en ciudades de Estados Unidos y otras 400 en el resto del mundo para aquellos que no puedan asistir a la de Washington.

Los recortes, la congelación de fondos para la investigación y la postura del presidente ante el cambio climático y el apoyo al movimiento antivacunas  han sido algunos de los detonantes para que la comunidad científica salga a la calle. Acostumbrados a defender sus posiciones con datos, pruebas y razonamientos más que con manifestaciones, por primera vez se han visto obligados a movilizarse y salir a defender sus trabajos.

Los científicos consideran peligroso el desprecio que muestra Donald Trump por los datos objetivos y por la toma de decisiones basadas en pruebas. Se muestran extremadamente críticos con las medidas que intenta imponer el presidente sobre inmigración, que limitan la capacidad de Estados Unidos de atraer talento internacional y que perjudican las carreras de miles de científicos. “Los políticos que devalúan el conocimiento se arriesgan a tomar decisiones que no reflejan la realidad y deben rendir cuentas. Un Gobierno estadounidense que ignora la ciencia para impulsar agendas ideológicas pone al mundo en peligro”, defiende la organización de la marcha.

https://www.facebook.com/pg/marchforscience/videos/

Denuncian que la estrecha visión de los políticos conduce al debilitamiento de las investigaciones que se realizan a largo plazo, y son las que pueden permitirnos comprender nuestro mundo y nuestras sociedades y ayudar a anticipar sus evoluciones futuras.

Los organizadores de la March for science no pretenden que sea una acción política, su objetivo es que sus protestas tengan impacto en los responsables políticos. La marcha “ofrece una oportunidad de ser muy visibles y de apelar a nuestros líderes electos para que recuerden el papel que tiene la ciencia en nuestra sociedad y para que apoyen la innovación y la investigación científicas, así como las personas y los programas que la hacen posible”, afirman en una declaración conjunta Eric Davidson y Robin Bell, máximos dirigentes de la Unión Geofísica Americana (AGU).

Reticencia a la movilización

La Marche for Science esta formada por cientos de asociaciones que representan a cientos de miles de investigadores de EEUU, pero aunque son la mayoría los que están a favor de la marcha, han aparecido algunas asociaciones e investigadores que cuestionan la movilización por temor a ser vistos como un grupo de interés que se posiciona políticamente y sobretodo advierten de las posibles represalias políticas de la Casa Blanca. “Las manifestaciones incendiarias causarán represalias negativas”, ha advertido Robert Brown, director general del instituto de física, en declaraciones a la web de Science.
El físico William Happer de la Universidad de Princeton opina que “es bastante posible que este tipo de exhibición pública sea mala para la ciencia”, según ha declarado a The New York Times. “Es como el niño pequeño que golpea la trona con la cuchara; puede que no gane mucha simpatía”.

Los organizadores de la manifestación se inspiran en la marcha de las mujeres , que se celebró el 21 de Enero, al día siguiente de la toma de posesión de Trump. Tras la manifestación más multitudinaria de la historia de EEUU, el biólogo molecular Jonathan Berman decidió crear la página web Marchforscience.com, también hizó una cuenta de twiter y un logo. Y en menos de una semana ya tenía más de un millón de seguidores en las redes sociales.

Logo de la March for science creado por Jonathan Berman
Logo de la March for science creado por Jonathan Berman

“Nunca ha sido tan importante para los científicos de todos los campos unirse y conseguir que su voz sea escuchada por el Gobierno”, publicaba la cuenta de twiter que organiza la marcha. Las marchas, como explica la revista Science, no movilizan solamente a científicos, sino también a todas las personas inquietas por las amenazas que en la situación actual acechan al desarrollo de la ciencia.

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En España también hay dos manifestaciones convocadas. Existe un grupo promotor que ha explicado a Hipertextual los objetivos de este movimiento, que pretende organizar manifestaciones ese día en Madrid, Barcelona, Sevilla y Girona. Los organizadores afirman que todo empezó como una reacción a la administración Trump, pero ahora se marcan cuatro objetivos claros que son importantes también en España: fomentar en la sociedad la pasión por la ciencia, aumento de la inversión en I+D, promoción de la igualdad de género y frenar la fuga de cerebros

La manifestación será el punto de partida de un movimiento que está cogiendo mucha fuerza y no parará hasta conseguir cambios políticos en la administración de Trump. Falta ver si las movilizaciones servirán para producir un cambio político o bien harán enfurecer más al líder de la Casa Blanca e impondrá leyes más restrictivas.

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Hallan 7 planetas alrededor de la enana roja Trappist-1

 

El telescopio espacial Spitzer de la NASA ha descubierto un sistema solar compuesto de siete exoplanetas alrededor de la enana roja Trappist-1. El sistema planetario se encuentra a 40 años luz en la constelación de Acuario. Algunos de los planetas encontrados están dentro de la conocida zona de habitabilidad, este hecho aumenta las posibilidades de que existir agua en estado líquido, una de las premisas esenciales para albergar vida. En la investigación ha participado el Observatorio Europeo Austral (ESO) y la NASA. El hallazgo ha sido publicado en la revista científica Nature.

 

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Desde hace pocos años los científicos han fijado su mirada en el hallazgo de exoplanetas – todo planeta exterior a nuestro sistema solar-. La motivación es doble, por una parte hallar vida fuera de la Tierra. Por otro, encontrar un lugar que colonizar. Como bien dijo el reputado y conocido Stephen Hawking, el futuro de nuestra especie se encuentra más allá de nuestro planeta hogar, la Tierra.

Trappist-1  (Telescopio Pequeño para Planetas en Tránsito y Planetesimales) es una enana roja, del tamaño de Júpiter, que está siendo estudiada desde hace más de un año. Durante el 2016 se anunció el hallazgo de tres exoplanetas entorno a esta estrella. Con la tecnología actual se tardaría unos 300.000 años en llegar a este sistema.

 

 

Uniendo esfuerzos y tecnología

En la investigación han participado diversos telescopios terrestres como el de Chile, Sudáfrica, Marruecos o EE UU. En estas observaciones también ha participado el equipo español responsable del telescopio de la isla de La Palma, en Canarias. Durante los meses comprendidos entre mayo y septiembre de 2016 los ojos de estos telescopios se han centrado en analizar el sistema de Trappist-1 para recabar todos los datos posibles. La información obtenida están siendo compartida entre los equipos de los diferentes telescopios citados.

 

Zona de habitabilidad

Al menos tres de los siete planetas descubiertos se encuentran en la zona de habitabilidad de la estrella. Este hecho es de gran importancia ya que aumenta las posibilidades de encontrar agua en estado líquido, una condición imprescindible para la vida conocida. Además, los investigadores apuntan que cabe la posibilidad de encontrar océanos.

 

Tres puntos clave

No es extraño encontrar planetas exteriores a nuestro sistema solar. Un claro ejemplo y muy reciente es el de Próxima Centauri b, apodado “el planeta vecino” ya que se encuentra a solo 4,5 años luz de distancia. Entonces, ¿a qué se debe tanto revuelo por la investigación sobre Trappist-1? El motivo es triple.

 

Gran número de exoplanetas

Es la primera vez que se halla un gran número de exoplanetas orbitando una misma estrella. Hasta ahora, lo común era encontrar un número menor.  Sin embargo, en Trappist-1 se han podido observar hasta siete. Algo totalmente inusual hasta ahora. Este factor abre la posibilidad de poder observar un gran número de objetos en un mismo sistema solar.

 

Planetas rocosos

Los astrofísicos fijan su mirada principalmente en planetas del tipo rocoso. De poco sirve encontrar cuerpos gaseosos, como Júpiter, ya que éstos no son habitables para la vida conocida. Cabe recordar que en la búsqueda de futuras “Tierras” el objetivo es doble: estudiarlas para saber si pueden albergar vida y hallar posibles planetas para colonizar en un futuro lejano.

 

Estudiar la atmósfera

Según los investigadores es posible estudiar la atmósfera de uno de los planetas. Hecho que no ha sido posible todavía. Esto es de vital importancia, si se analiza la atmósfera se podrá saber qué composición tiene y, por tanto, si es compatible con la vida que conocemos. Para analizarla se estudia la luz procedente de un cuerpo celeste. En su camino hacia la Tierra la luz atraviesa la capa de ozono de esos lejanos objetos. Al atravesar la atmósfera de un planeta la luz se “carga” de partículas, las cuales al ser analizadas, proporcionan datos sobre su composición. Al conocer su composición los investigadores pueden saber si es compatible o no con la vida conocida y sus características. Para que esto sea posible se debe dar un tránsito planetario.

 

Hubble y Telescopio Espacial James Webb

Para recabar más información sobre el reciente descubrimiento se hará uso de telescopios espaciales – aquellos que se hallan fuera de la Tierra-. El primer de ellos es el conocido telescopio Hubble, puesto en órbita en abril de 1990, el cual recibe el nombre del astrónomo Edwin Hubble. El segundo es el telescopio Espacial James Webb, su lanzamiento tendrá lugar en octubre de 2018. Una vez comience a funcionar será capaz de estudiar el universo en frecuencia de infrarrojos.  Los investigadores indican que el estudio sigue en marcha y esperan recabar más información sobre el sistema planetario de Trappist-1.

 

Para ampliar información:

-Noticia en Nature

http://www.nature.com/nature/journal/v542/n7642/full/nature21360.html

 

-Noticia Sinc: Tres nuevos mundos en una estrella cercana animan la búsqueda de vida

http://www.agenciasinc.es/Noticias/Tres-nuevos-mundos-en-una-estrella-cercana-animan-la-busqueda-de-vida

 

-Noticia BBC: 5 datos fascinantes de Próxima b

http://www.bbc.com/mundo/noticias-37180302

 

-ABC Ciencia: ¿Qué es la zona de habitabilidad?

http://www.abc.es/ciencia/20150205/abci-zona-habitabilidad-estrella-201502041702.html

 

-Gran telescopio de Canarias (GTC)

http://astrolapalma.com/es/gran-telescopio-de-canarias

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La energía del futuro es cosa de bacterias

Por Ana Sotres Fernández.

Ante la alerta de una crisis energética global por el uso incontrolado de combustibles fósiles, son muchos los grupos de investigación alrededor de todo el mundo que se han adentrado en la búsqueda de fuentes de energía renovables, con el mínimo impacto posible sobre el medio ambiente.

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Desde hace ya varios años, existen una serie de tecnologías bien implantadas, entre las que se incluyen las estrategias de procesamiento biológico para producir bioenergía, mientras a su vez, se puede tratar aguas residuales procedentes de la industria o de la agricultura. Estas estrategias están centradas en la producción biológica de hidrógeno, de bioetanol y de metano. Sin embargo, en los últimos años, el descubrimiento de bacterias productoras de electricidad, nos ha situado ante una nueva forma de energía verde. La conversión de energía química en eléctrica es posible gracias a unos dispositivos llamados celdas de combustible microbianas, o Microbial Fuel Cells (MFC).

¿Qué son las celdas de combustible microbianas?

Las celdas de combustible microbianas, son un tipo de sistemas bioelectroquímicos que,  mediante la actividad metabólica de los microorganismos, convierten la energía química de la materia orgánica biodegradable en electricidad. Los microorganismos funcionan en este caso como catalizadores de la reacción, para convertir energía química en electricidad mediante procesos de oxidación de la materia orgánica. Existen muchos tipos de configuraciones de celdas microbianas, pero el modelo convencional, es el de doble cámara. Este está compuesto por una cámara anódica y una cámara catódica, separados por una membrana de intercambio iónica. Podría decirse que el funcionamiento de estos sistemas es parecido al de una pila convencional.

Fuente: TRENDS in Biotechnology
Fuente: TRENDS in Biotechnology

Los microorganismos son capaces de oxidar la materia orgánica biodegradable en el ánodo. En este proceso de oxidación de la materia orgánica se generan electrones, y algunos microorganismos son capaces de transferir estos electrones liberados durante la oxidación, hacia un aceptor de electrones (el electrodo), y a través de un circuito externo, se dirigen al cátodo, donde son consumidos durante la reducción de oxígeno. El balance de cargas entre los dos compartimentos, se mantiene debido a un transporte de iones entre ellos a través de la membrana de intercambio iónica. Al final del proceso, el flujo de electrones generado puede ser aprovechado en forma de corriente eléctrica.

Bacterias productoras de electricidad

El principio tecnológico de las MFCs, se basa en que los microorganismos son capaces de generar electricidad transfiriendo electrones desde un donador de electrones (bajo potencial) a un aceptor de electrones (alto potencial), debido a la diferencia de potencial electroquímico generado entre ellos. El hecho de que los microorganismos puedan tener la capacidad de intentar maximizar su ganancia energética seleccionando el aceptor de electrones con el mayor potencial disponible, como es un ánodo en condiciones anóxicas ,conectado a un cátodo, donde si hay un oxidante fuerte, cambiando el curso normal de electrones, es lo que hace que las celdas de combustible microbianas puedan generar electricidad a través de la oxidación de sustancias orgánicas.

Existen muchos estudios que hablan de los diferentes mecanismos de transferencia de electrones al electrodo. Además de la transferencia de electrones, otro de los puntos clave y todavía con muchas incógnitas por resolver, es acerca de las comunidades y la ecología microbianas dentro de las MFCs. Hay una vertiente dentro de la comunidad científica a creer que el incremento de la generación de electricidad por una comunidad bacteriana se debe también a la actividad sinérgica de bacterias, que probablemente no juegan un papel directo en la transferencia de electrones al electrodo, pero sí tienen un papel clave en el consorcio microbiano.

Hay pues tres clases de sistemas vivos: organismos, partes de organismos y comunidades de organismos; todos ellos totalidades integradas cuyas propiedades esenciales surgen de las interacciones e interdependencia de sus partes.    Fritjof Capra, 1996. La trama de la vida.

                                                                                           

Los análisis de las comunidades microbianas asociadas al ánodo de las MFC muestran una gran diversidad de géneros bacterianos, dependiendo de la naturaleza del inóculo, del residuo a tratar, y del tipo de MFC utilizada.

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El microorganismo modelo hasta ahora para estudiar estos sistemas, ha sido Geobacter sp. En la foto se muestra este microorganismo y los apéndices, llamados nanowires, los cuales utiliza a modo de cables conductores para la transferencia de electrones al electrodo.

Aplicaciones de las celdas de combustible microbianas

Como se ha comentado anteriormente, las MFCs son reactores en los cuales, mediante la acción de microorganismos, se puede degradar la materia orgánica en la cámara anódica, y producir bioelectricidad en el proceso. La eliminación de nutrientes, como carbono, nitrógeno, fósforo y sulfuro de las aguas residuales, normalmente sirve para recuperar potencialmente recursos minerales útiles, y recuperación de agua, pero por otra parte requiere grandes cantidades de energía. Por lo tanto, el desarrollo de tecnologías, como las MFCs, podría significar un gran avance, al llevar a cabo la recuperación simultánea de energía, agua y nutrientes desde las aguas residuales, tanto agrícolas como industriales.

 No basta saber, se debe también aplicar. No es suficiente querer, se debe también hacer. Johan Wolfgang von Goethe

En el siguiente vídeo, el profesor Bruce E. Logan, pionero en el campo de las MFC, explica los aspectos básicos del funcionamiento de una microbial fuel cell, y cómo servin estos sistemas para su utilización en el tratamiento de aguas residuales.

No cabe duda de que es una tecnología prometedora, pero todavía son muchos los cuellos de botella que existen, y aunque actualmente se encuentra más en fase de laboratorio que implantada a escala real, algunos grupos de investigación ya han dado los primeros pasos. Este es el caso de un grupo de científicos de la University of West of England, los cuales instalaron unos urinarios públicos en un festival de Glastonbury, para producir electricidad a partir de la orina.

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¿Qué ocurre en el cerebro de la embarazada?

Un estudio dirigido por los investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM), con la colaboración de la clínica IVI de Barcelona han realizado un estudio para determinar cómo la maternidad provoca alteraciones duraderas en la estructura del cerebro, probablemente destinadas a mejorar la capacidad de la madre para proteger y relacionarse con el bebé.

¿En qué consiste el trabajo de investigación?

Diapositiva4Se comparan unos CASOS, que son las mujeres  que pensaban en quedarse embarazadas y sus maridos, y unos CONTROLES comparativos que no estuvieron nunca embarazadas ni lo pensaron. Un total de 150 personas que accedieron a que se les realizaran 3 resonancias magneticas: una previa a la gestación, otra cuando su hijo cumplió los 2 meses de vida, y una tercera dos años después. El seguimiento ha durado 5 años y 4 meses. La investigación se publica en la revista científica Nature Neuroscience.

¿Cuáles son los principales resultados?

Los resultados muestran cómo el córtex se reorganiza en regiones del cerebro involucradas en habilidades sociales.

Diapositiva2Las imágenes obtenidas por resonancia magnética muestran cómo todas las mujeres embarazadas muestran el mismo patrón de reorganización del córtex: se reduce la materia gris en regiones específicas del córtex prefrontal y temporal, así como en la línea media cortical anterior y posterior.

“Mediante el análisis de imágenes de resonancia magnética se ha podido observar cómo en las mujeres que han vivido su primer embarazo se reduce el volumen de la materia gris en regiones implicadas en las relaciones sociales. Parte de estas regiones se activan cuando la mujer observa la imagen de su bebé, de manera que probablemente los cambios corresponden a una especialización del cerebro para encarar los retos que supone la maternidad”, explica  Agustín Ballesteros, director de IVI Barcelona y colaborador en el estudio.

“A mayor eficacia cognitiva, menos sustancia gris. Es lo que llamamos poda adaptativa”, dice el investigador de Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y coautor de la investigación, Óscar Vilarroya.

“Creemos que la reducción se debe a un proceso similar a la poda sináptica que tiene lugar durante la adolescencia, donde se eliminan las sinapsis débiles para favorecer un procesamiento mental más maduro y eficiente” explica Susanna Carmona una de las líderes de la investigación.

Como dice la coautora Erika Barba, también de la UAB, “los cambios en el cerebro afectan a áreas asociadas con funciones necesarias para gestionar los retos de la maternidad”. En esa línea podría ir otro de los resultados de esta investigación pionera: Dos años después del nacimiento, la mayoría de las madres se sometieron de nuevo al escáner cerebral. 

¿I que sabemos del cerebro del padre?

imatge 3 blogSegún este estudio, las imágenes del cerebro de los padres no mostraban diferencias ni respecto de las de los otros hombres ni con las que les tomaron antes de ser padres.

Aun así, en 2012, se publicó en  Journal of american Academy of Child and Adolescent Psychiatry, un estudio realizado en roedores en el que pretendieron estudiar los cambios en el cerebro del padre y de la madre y si existia relación entre ellos.

Sin embargo, debido a que poca investigación ha abordado la neurobiología de la paternidad humana, no está claro si la paternidad implica una integración similar de las redes límbicas y corticales, hay que seguir estudiando el tema.

Para saber más del tema:

Fuente: https://www.youtube.com/watch?v=48TUHZ1i4D4

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¿Es el cáncer una cuestión de azar?

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Fuente: Freeimages

La mayor parte de los trabajos de investigación en oncología desarrollados hasta la fecha defienden que las mutaciones que provocan el cáncer son debidas a dos fuentes principales: la herencia y el medio ambiente.  Pero hace dos años, se publicó un estudio en la revista Science que proponía una tercera causa: el azar.

Estos datos resultaron controvertidos, y de hecho, fueron rechazados por algunos científicos ya que se habían basado en la incidencia del cáncer sólo en EEUU y, además, sin incluir algunos como el de mama o próstata.

Recientemente, los mismos autores del anterior estudio, el bioinformático y estadístico Cristian Tomasetti y el oncólogo Bert Vogelstein, de la Universidad de Johns Hopkins en Baltimore (EE UU) han obtenido nuevas evidencias que refuerzan sus datos previos. Esta vez el estudio se realizó en pacientes con 32 tipos de cáncer diferentes.

Basándose en un nuevo modelo matemático y en datos de 4.800 millones de personas de 69 países, concluyen que dos tercios de las mutaciones de estos cánceres se deben a errores al azar en el proceso de replicación del ADN. Mientras que tan solo el tercio restante es debido a la herencia y el ambiente.

“Cada vez que una célula normal se divide y copia su ADN para producir dos nuevas células (replicación), se producen múltiples errores” explica Tomasetti. Aunque la tasa de error es muy baja, menor de una base por cada millón de bases de ADN duplicadas, estos fallos son “una fuente de mutaciones que históricamente ha sido científicamente infravalorada”.

Según el estudio, generalmente son necesarias dos o más mutaciones críticas para que una persona sana desarrolle cáncer, y estas mutaciones pueden estar causadas por cualquiera de los tres factores. Teniendo esto en cuenta, Tomasetti y Vogelstein demostraron, mediante un modelo matemático que el 77% de los cánceres pancreáticos se debe a errores aleatorios, el 18% al ambiente (como el tabaquismo), y el 5% restante a la herencia genética. Por otro lado, hay otros tipos de cáncer, como el de próstata, el cerebro o el hueso en los que el 95% de las mutaciones son debidas a errores aleatorios. Mientras que en el cáncer de pulmón, el 65% de las mutaciones se deben a factores ambientales (principalmente al tabaquismo) y el 35% al azar.

La estimación global es que el 66% de las mutaciones se debe a errores de copiado aleatorios, el 29% a factores ambientales y el 5% restante a la herencia genética. Por ello, una de las conclusiones de este estudio señala la importancia de buscar métodos de detección precoz para prevenir el cancer en etapas tempranas. Eso sí, los autores advierten que, igualmente hay que evitar los factores ambientales como el tabaquismo, la exposición al sol o las comidas grasas que aumentan el riesgo de desarrollar mutaciones.

En resumen, este estudio explica por qué a menudo el cancer afecta a aquellas personas que tienen una vida saludable –es decir que no fuman, llevan una dieta saludable, se exponen poco a carcinógenos conocidos– y no tienen antecedentes familiares de la enfermedad y aún así desarrollan la enfermedad. Esto se puede explicar debido a mutaciones que ocurren aleatoriamente en la replicación de nuestro material genético.

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Geolodía, un viaje al pasado geológico de tu provincia

Más de 10.000 personas se reúnen cada año en las distintas provincias españolas para celebrar el Geolodía. Una actividad organizada por la Sociedad Geológica de España (SGE), la Asociación Española de Ciencias de la Tierra (AEPECT) y el Instituto Geológico y Minero (IGME), en el que colaboran, además, universidades, organismos de investigación, administraciones locales y empresas, que ya han convertido esta actividad en uno de los eventos más esperados del año, centrados en el conocimiento de la geología y la interpretación del paisaje.

Por Javier Fernández-Lozano

El Geolodía es una iniciativa a nivel nacional financiado por la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT), que pretende acercar y dar a conocer el patrimonio geológico de las provincias españolas. Se trata de una actividad gratuita y para todos los públicos enfocada en atraer el interés por la Geología y las Ciencias de la Tierra. Los Geolodías tienen lugar el primer fin de semana de mayo y consisten en una excursión de campo guiada por geólogos y geólogas, proporcionando una información rigurosa a nivel divulgativo.

Geolodía, 55 excursiones para conocer la geología de tu provincia.
Geolodía, 55 excursiones para conocer la geología de tu provincia. Fuente/Sociedad Geológica de España y Geolodía Salamanca 16.

Geolodía, una actividad gratuita y para todos los públicos…

Cuentan con una temática variada cada año y aprovechan recursos como Parques Nacionales, Reservas Naturales, Geoparques, etc., para dar a conocer y concienciar sobre la necesidad de cuidar y preservar el entorno y el patrimonio geológico y minero. Así, por ejemplo, el Geoparque Las Loras (entre Burgos y Palencia), candidato a ser incluido en la Red Global de Geoparques UNESCO, será el objetivo de la visita organizada este año por el Geolodía Palencia 17,  para conocer algunos puntos de interés geológico y cultural que podrán disfrutar los visitantes que se acerquen a los Geolodías de Burgos y Palencia. Otras excursiones estarán centradas en dar a conocer los primeros organismos que poblaron los mares o incluso el origen y formación de las cuevas, como la de Valporquero, en el Geolodía León 17.

El recién nombrado Geoparque Las Loras visita cada año un punto de interés geológico durante la jornada del Geolodía.
El recién nombrado por UNESCO Geoparque Las Loras visita cada año un punto de interés geológico durante la jornada del Geolodía. Fuente/Geolodía Palencia 16.

Pero el Geolodía no sólo está centrado en acercar al público asistente las rocas y los fósiles que contienen. También hay actividades en torno a los recursos minerales, como el Geolodía de Rodalquilar, que dará a conocer las explotaciones de oro en Almería; o incluso en combinación con otra información arqueológica o cultural, aportando datos geológicos que permitan mostrar las relaciones existentes entre la geología y el avance alcanzado por civilizaciones como el Imperio Romano en la ciudad de Baelo Claudia (Cádiz). Salamanca también tiene su Geolodía, centrado en el vino y los suelos, responsables de aportar sus bondades a los mejores caldos.

Cada provincia organiza su propia ruta geológica a lo largo de las 52 provincias españolas y cuenta con la participación activa y desinteresada de más de 500 voluntarios que ponen todo su entusiasmo para guiar a los participantes en un día de campo inolvidable. Una lista con todas las excursiones de las distintas provincias organizadoras puede consultarse desde la página web de la Sociedad Geológica.

Participantes del Geolodía de Tarragona en el Parque Triásico de Alcover.
Participantes del Geolodía de Tarragona en el Parque Triásico de Alcover. Fuente/Sociedad Geológica de España y Geolodía Tarragona 16.

Es significativo que, en los últimos años, la difusión en internet y redes sociales ha abierto nuevas vías de alcance, aumentando cada año el interés por esta actividad. Así, por ejemplo, el Geolodía León ha pasado de tener 50 participantes a superar las 500 solicitudes de inscripción en los últimos tres años. Otros Geolodías, como el de Alicante, ha llegado a superar el millar de personas en una única jornada. Un logro que no sería posible sin la colaboración de medios de comunicación e internet y el buen hacer de los voluntarios y voluntarias que se esmeran por hacer disfrutar a los participantes de un contenido único.

A todo ello ha contribuido también el uso de nuevas tecnologías. El uso de herramientas digitales para la producción audiovisual o incluso los drones (aeronaves no tripuladas) han facilitado la elaboración de vídeos con una altísima calidad, capaces de llamar la atención del público. Esto, unido a la fácil distribución a través de redes sociales o los blogs informativos, con contenido geológico, como el Geolodía Ávila o León, ha llevado a que el Geolodía sea hoy una de las actividades más esperadas con la llegada del buen tiempo estival. Este año Geolodía se presenta en la red con el hashtag #Geolodía17 en plataformas como Facebook o Twitter.

El Turismo Geológico está de moda…

El turismo geológico y minero crece y se está poniendo de moda. En nuestro país, esta modalidad atrae cada año a más de 200.000 visitantes. Entornos como Río Tinto en Andalucía o Las Médulas (en León) reciben cada año más de 60.000 turistas. Un mercado que abre las nuevas puertas de la economía en nuestro país hacia un turismo basado en contenidos científicos, sostenibles y de calidad.

El Geolodía de Alicante mueve cada año más de un millar de personas. Visitas guiadas, juegos para los pequeños componen una jornada en torno a la geología y el patrimonio geológico.
El Geolodía de Alicante mueve cada año más de un millar de personas. Visitas guiadas, juegos para los pequeños componen una jornada en torno a la geología y el patrimonio geológico. Fuente/Sociedad Geológica de España y Geolodía Alicante 16.

Con todo ello, GEOLODÍA 17, que se celebrará los DÍAS 6 y 7 de mayo, va camino de convertirse en otro gran éxito. La iniciativa del Geolodía surgió en 2005 en Teruel, y en 2010, la SGE asumió su organización a nivel nacional. Desde entonces, Geolodía es sinónimo de campo, geología y diversión. Así lo confirman muchos asistentes que, año tras año, repiten acercando a sus hijos a disfrutar de una jornada rodeada de naturaleza.

El Geolodía es, sin lugar a dudas, una de esas iniciativas que permitirán devolver a la geología a su lugar en la Sociedad y en particular a los planes de estudio de la Enseñanza Secundaria, tan denostada en los últimos años y al borde de su desaparición.

Asistentes al Geolodía de León en 2015 disfrutaron con la visita a los restos de minería aurífera de época romana.
Asistentes al Geolodía de León en 2015 disfrutaron con la visita a los restos de minería aurífera de época romana. Fuente/Sociedad Geológica de España y Geolodía León 15.

Esta jornada geológica ha traspasado barreras internacionales. En el año 2015 la actividad recibía el reconocimiento a su interés divulgativo y su impacto social con el sello Green Week 2015, promovido por la Comisión Europea dentro de la Semana Verde. Un reconocimiento al esfuerzo y promoción realizado para acercar la Geología y las Ciencias de la Tierra a la sociedad.

¡No te lo pierdas! e inscríbete ya en este enlace.

 

REFERENCIAS

  • Alonso-Zarza, A. M., Aurell, M., Carcavilla, L., Corral, I., & Crespo-Blanc, A. (2016). Geolodía!. Geological Society of London.
  • Crespo Blanc, A., Alcalá, L., Carcavilla, L., & Simón, J. L. (2011). Geolodía: origen, presente y futuro. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, (gráfico: ACTIVIDADES DE CAMPO), 95-103.

 

 

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Cerebros modelables como plastilina

El cerebro de las embarazadas se transforma para mejorar el vínculo con su bebé

Por Gema Valera

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No, no es que tú puedas darle forma como si estuviese hecho de arcilla, pero se ha descubierto, que el cerebro de una mujer experimenta cambios morfológicos de manera natural durante el embarazo. Esta remodelación parece que ayuda a intensificar la empatía con su bebé, entendiendo las necesidades de éste y asegurando así un buen cuidado parental.

¿Cómo lo han hecho?

En este trabajo publicado en Nature Neurosciences, se escanearon más de una veintena de cerebros (MRIs) de mujeres que querían quedarse embarazadas. Como control usaron MRIs de mujeres que no contemplaban un embarazo a corto plazo. A las futuras mamás se les convocó 3 veces: justo antes de concebir, tras el parto, y 2 años más tarde. El grupo control también tuvo 3 sesiones separadas temporalmente de manera equivalente.

¿Cuál es la noticia?

Los resultados mostraron una clara disminución de la materia gris (GM) en las mujeres que habían dado a luz, y que se mantenía incluso 2 años después del parto.

cerebro_pixabay_editedAsí se distribuye la materia gris (en la foto, naranja) en un corte transversal del cerebro humano. ¿Quieres saber más? Aquí te lo cuentan.

Profundizando…

Para profundizar más en los hallazgos, se analizaron las regiones donde se observó pérdida de GM, y el patrón solapaba con el correspondiente al de la Teoría-de-la-mente. Es decir, zonas del cerebro implicadas en entender y “leer” la mente de los demás, favoreciendo la comprensión y mejorando el vínculo afectivo. En otras palabras, la empatía.

A continuación encontraron que estas regiones colocalizaban con aquellas que se activaban cuando a las ya nuevas mamás se les enseñaba fotos de sus bebés. Lo cual no pasaba si las fotos mostraban bebés ajenos.

Newbron Baby feet in the mother hands.
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Por otro lado, la reducción de GM mostró correlación con la intensidad del vínculo afectivo, de manera que aquellas mujeres que habían perdido un mayor volumen de GM, mostraban mayor apego y menor hostilidad hacia su bebé después de nacer, indica el estudio.

¿Se debe al cambio hormonal?

Un cambio fisiológico bien conocido durante el embarazo, es el aumento drástico de los niveles de hormonas sexuales, de las cuales se sabe que modelan el sistema nervioso.

Para probar la responsabilidad de éstas en esta reducción de GM, y descartar que se deba más bien a una preparación psicológica por el inminente cambio de vida y responsabilidades, se hizo el mismo estudio en cerebros de futuros padres y otros sin planes de paternidad a corto plazo. El estudio determina que los padres no manifiestan cambios morfológicos en el cerebro, reforzando la idea de que la remodelación cerebral se debe a un cambio biológico interno dentro de las futuras mamás.

Pierde en volumen pero gana en especialización

En general, la pérdida de GM no significa pérdida de habilidades, sino especialización o refinamiento de las redes neuronales, como de manera homóloga ocurre en el cerebro de los adolescentes, el cual cursa también con la pérdida de GM, precisamente en regiones solapantes a las de este estudio.

Una de las regiones que muestra más plasticidad, parece encontrarse dentro del hipocampo, un compartimento cerebral implicado en la memoria y el aprendizaje. En esta línea, este estudio también quiso realizar pruebas de memoria de lenguaje en madres tras el parto, y en contra de lo que se suele pensar del “cerebro de embarazada” (olvidadizo, menor retención de nuevos y viejos datos…), no encontraron evidencias significativas de que sufrieran pérdida de memoria, aunque sí cierta tendencia, dice el estudio.

Las “madres in-vitro” experimentan la misma reducción de GM

Otra de las preguntas que se hicieron fue si influía el hecho de haberse producido una concepción de forma natural o por reproducción asistida; y la respuesta fue no, el cerebro se moldeaba plásticamente en ambos grupos.

¿Te ha parecido interesante? ¿Te has quedado con ganas de saber más?

Entonces no deberías perderte el siguiente recorte del canal CBS NewYork presentado por el Dr. Max Gómez…

…ni la entrevista de RFI para el programa Vida en el Planeta a Erika Barba-Müller, autora del estudio. ¡Escucha el podcast aquí!

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