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Rappin' about CERN's Large Hadron Collider! Links below…

There has been a lot of interest in the original mp3, lyrics, and vocals for remixing. You can find all that here:
msu.edu/~mcalpin9/lhc_rap…

Images came from:
particlephysics.ac.uk, space.com, the Institute of Physics, NASA, Symmetry, and Marvel

The talented dancers doubled as camera people, with some work by Neil Dixon. Stock footage is CERN's.

Will Barras is responsible for the killa beats:
ling.ed.ac.uk/~s9527813/

And thanks to MC Hawking, who first thought of using computer-voice to bring Stephen Hawking to the world of rap :-)
mchawking.com/

The rapper has a day job (we agree this is a good thing) as a science writer.
katemcalpine.com

They'll have a lot of data to sort. 15 million GB per year, actually. Want to get involved and donate your computer's downtime? Try LHC@home:
lhcathome.cern.ch/lhcathome/

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Principal Victoria:    Mrs. Garrison, evolution is in the school curriculum. We have to teach it.

Mrs. Garrison:    Evolution is a theory! A hare-breained theory that says I'm a monkey! I am not a monkey!! I'm a woman!

Mr. Mackey:    M, m'kay. Ya-you realize evolution has been pretty much uhhh… proven.

Mrs. Garrison:    I warn you, Principal Victoria! Those students are not prepared to hear this stuff!

Principal Victoria:    Our students want to learn, Mrs. Garrison, and they're mature enough to handle anything.
    
Cartman:    How long until Nintendo Wii comes out now?!

Stan:    It's still three weeks.

Cartman:    Oh God… [shivers like someone in withdrawal] Okay, how long now?

Kyle:    Will you shut up already?! [Mrs. Garrison enters and isn't too happy about her lesson]

Mrs. Garrison:    All right kids, it is now my job to teach you the theory of evolution.

Butters:    Oh boy!

Mrs. Garrison:    Now I, for one, think evolution is a bnuch of BULLCRAP. But I've been told I have to teach it anyway. It was thought up by Charles Darwin and it goes something like this: [goes up to a large poster of evolution and begins pointing things out with her pointer.] In the beginning we were all fish. Okay? Swimming around in the water. And then one day a couple of fish had a retard baby, and the retard baby was different, so it got to live. So Retard Fish goes on to make more retard babies, and then one day, a retard baby fish crawled out of the ocean with its [waves his left hand limply] mutant fish hands… and it had buttsex with a squirrel or something and made this. [points to a rodent] retard frog squirrel, and then that had a retard baby which was a… monkey fish-frog… And then this monkey fish-frog had buttsex with that monkey, and… that monkey had a mutant retard baby that screwed another monkey and… that made you! [faces the class. A new girl is seated in the front row, looking around] So there you go! You're the retarded offspring of five monkeys havin' buttsex with a fish-squirrel! Congratulations!

Mrs. Garrison:    Yeah? You see? I knew that would happen.

Father:    Principal Victoria, we are a devout Catholic family! Do you mind telling me why my daughter now thinks she's a retarded fish-frog?!

Mrs. Garrsion:    I told you this would happen, didn't I?!

Principal Victoria:    Mr. Triscotti, I wasn't aware that-

Mr. Triscotti:    We have worked years to instill the teachings of Jesus Christ into our daughter, and in one fell swoop, you try to destroy everything we did!

Mrs. Garrsion:    I hear ya.

Principal Victoria:    Sir, if you don't wish your daughter to learn about evolution, then we can pull her out of class.

Mr. Triscotti:    You most certainly will!

Daughter:    But Dad, I want to learn everything.

Mr. Triscotti:    No you don't! Shut up! [takes his daughter and leaves the room]

Mrs. Garrsion:    Well, I told you. We should leave evolution out of the classrooms.

Después de ver esto te viene a la cabeza este vídeo y piensas en lo distintas que se ven las cosas según cómo se miren. 

[tags]Evolution, Mrs Garrison, South Park[/tags] 

Aquí va nuestra pequeña contribución al Blog Action Day, que se celebra hoy con el objetivo de concienciar a la gente sobre el medioambiente y sus peligros.

Creo que si hay un programa popular que esté relacionado con el deterioro del medioambiente, la contaminación, la deforestación y otros problemas similares ese es Google Earth. Para los que no están familiarizados con el software de mapas de Google pueden leer nuestro tutorial. En esta entrada vamos a repasar algunas de las herramientas que nos proporciona este software para visualizar el impacto de la industrialización y el consumo en en nuestro pequeño planeta.

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[tags]Medioambiente, Blog Action Day, Google Earth[/tags] 

The polymerases are the enzimes used for DNA replication. They can be helped by “clamps” that improve the processivity increasing it 500,000 times. Ribosomes themselves are clamps that closes around the RNA message.

There are a lot of other enzimes that modify and interact with the nucleic acids, like:

• polymerases

• nucleases: cut acid strands.

• Ligases: connect nucleic acid strands.

• Repressors, transcription factors, enhancer proteins and another regulatory proteins: regulate the use of the information

• Base-excision nucleases: remove bases from nucleic acid strands.

• Topoisomerases: solve the topological problems of long strands of DNA.

• Recombinases: swap DNA portions of different DNA strands.

• Spliceosomes: edit RNA removing pieces

• Nucleosomes and other proteins: package nucleic acids for storage.

All this tools are helpful for editing nucleic acids to write the blueprint for custom proteins.

There is an intermediate step between the DNA and the proteins. DNA first is coded in messengerRNA (mRNA) and then ribosomes produce proteins from that information. There are some virus that skip that step, but that is not usual. That can be an evolutionary legacy.

That step is called transcription. Each DNA base correspond to a RNA base. RNA polymerases display the DNA strand and connect the RNA bases.

Then the ribosomes translate that RNA into proteins. That is a translation from one language to another. That translation is done by the transfer RNA (done itself by RNA). The genetic code is based on sequential triplets. Each 3 nucleotides form a codon and specify one of 20 possible amino acids. There is also some of them that codes the “start” and “stop” states.

The ribosome is a complex machine. It gets the codons, one of a time, and assemble the associated amino acid into the protein. Then moves to the next codon and repeat the process. It can assembly around 1000 amino acids per second. This extraordinary machine is composed primarily of RNA.

All this information is stored in 4 different bases, what is 2 bits. About 30 atoms are needed per base, so 15 bases are needed for store 1 bit. But the retrieval of that information is 1million times slower than in modern computers.

Many reactions in nano scale require energy, it can come from electrical, light or chemic reactions. In cells the energy used is not as in the macroscopic world, where we waste a lot of it, instead the energy used is the required, because all the heat is rapidly dissipated so it isn't useful (although it can be useful to raise the temperature of the organism). The reactions inside the cell work together to be possible. One process can be not favorable, but with another one can change, so both together are possible.

In cells the energy is stored in molecules. Those molecules are instable and provides the energy needed in many reactions. They are the fuel of the organisms. The most common is the ATP. It is created with energy from the light or from the breakdown of the food. Then release that energy in unfavorable biomolecular processes.

The ultimate energy source of almost all life is the Sun. The light is captured by small molecules called photosynthetic reaction centers. They get a photon and create a high-energy electron which is used for power. This electron is properly stored to avoid its energy lose and then is placed on a carrier molecule. The hole then is filled by another low-energetic electron usually provided by water.

Photosynthetic organisms absorb a lot of different wavelengths using chlorophyll and carotenoid molecules.

The charge transport is important in macroscopic world because it allows multiple machines to work. Cells also can conduct electrons, but instead of do it on bulk thanks to a potential difference do it electron by electron. For this purpose there are carriers that tunnel the electrons in distances between them less than 1.4 nm. If the total distance needed is more than that chains of carriers are used. This is used for two main purposes: the bulk delivery of electrons for chemical reactions and for powering other processes. Although this is possible there is no use of the single-electron computation. The biological computation is performed by hard-wired and biochemical networks and at the micro scale by programmable nerve networks.

DNA can conduct, but it is really difficult to experiment with it because getting a single strand of DNA, isolate it and apply two electrodes is a major challenge. It is supposed to conduct about 10E+12 electrons per second, not bad for a single molecule of DNA. But this is not used for anything in nature.

It is possible to store energy in a difference of charges. Ions instead of electrons. Membranes impermeable to ions can act as the medium between the different charges. The ions are pumped across the membrane to the other side and then the flow back is used to perform chemical or mechanical work.

Chemical transformations are done in cells with the help of catalysts, the enzimes. They minimize the necessary energy of the process and speed it controlling the side products. In the active site of the enzyme specific amino acids are placed to stabilize the transition state of the molecule undergoing.

To speed up the reactions, enzimes reduce the entropy. It is done in the active site, which is separated in two regions, a specificity pocket that recognizes the proper substance and binds to it and the catalytic machinery that performs the chemical transformation. They can be very specific, separating molecules with differences in a single atom or stereoscopic differences. They also stabilize transition states modifying the target to make it more active.

There are some possibilities to control the regulation of the processes. We already talked about the power control using ATP, but there are another mechanisms.

Allosteric motions are used for regulation. A protein can adopt two (sometimes more) possible states: one relaxed (R state) when the protein binds tightly to substrate molecules, and another tense (T state) when the protein resists the binding. We can force the protein to adopt one of these states, turning it on or off. It is also possible cooperative binding, so when binding to one substrate the protein increases the affinity for binding additional molecules at the remaining sites.

There are two different sites in an allosteric complex, one for the substrate and another one for binding a regulatory molecule. Binding to this second site changes the shape of the other site, changing the affinity of the substrate binding site. The control depends on the linking of the two sites within the protein complex. This mechanism provides a vast number of possibilities for regulation.

The action of biomolecules can be also changed by changing the groups bonded to them. If positive or negative charges are added to them the key chemical groups can be altered. So it can be used to activate or deactivate the function of the proteins.

Biomaterials are not as the materials of the macroscopic world, they are not constructed to last for a long time. Instead they are always being constructed and destructed to construct another things to give a dynamic response to the environment.

Filaments are an important biomaterial. They are created by binding a protein with different copies of itself forming structures. They can form linear filaments, microtubules or other structures. It depends of this conformation the rigidity or flexibility of the structures.

Some other bigger structures are possible. They can be built with subunits combined. They can form networks strong but resilient at the same time, porous and permeable to water and small molecules. The most common is a though two-dimensional membrane to cover the lipid membranes. They can also form a network of proteins inside a cell or create a three-dimensional network used for support and transportation.

Some minerals can be combined with biomaterials to get additional strength or another properties like sense the gravity, the magnetic field of Earth or for vision. Biomineralization is the process of growing crystals on demand. There are some methods, but all of them follow the same patron: get a space to grow the crystals, transport ions inside, nucleate crystals or aggregates of the mineral and finally control the growth and orientation of the mineral.

This use of organic-inorganic materials is very important for bionanotechnology because it is possible to combine the strength with the resilience. It is still being studied, but now it is better understood, although is still a challenge.

There are elastic proteins that are formed by disordered chains that may be stretched and distorted. They have multiple uses in organisms.

Another biomaterial is adhesives. They have to follow two criteria: stick to the surfaces and form a tough solid to be stable themselves. They can be compromised by water, because it can solve them.

Motors are rare in organisms, but there are a few. They are used for several tasks, like: separate the chromosomes or the remodeling of cell organelles. To the first one the two best exampled studied are myosin and kinesin. They use ATP to energize the process.

Another motors are the rotary motors, like in flagellar movement. These motors use also ATP to provide the energy necessary.

The brownian ratchets are motors that use the thermal motion. They use a barrier that allow protons to go pass in one direction, but not in the other one.

All the bionanomachines inside the cell are freely diving, so it is necessary a container. That's the membrane. They are impermeable to those molecules but permeable to others. A complete sealed membrane would be useless for a cell. To provide that permeability the membrane use channels that are passive transport devices. They allow the flow of molecules through membranes. They can work with a specific molecule and can be gated, closing or opening in response to some signal.

To transport proteins an active approach is needed. Usually a molecule is binded to the protein to force the molecule across in the process. In some cases ATP is used, but light can also be used. The most common types of transport are the ABC transporters. The name refers to ATP-binding cassette and use a flip-flop mechanism. They are like boxes open to the outside of the cell. A molecule goes inside and then cross to the cell.

For sensing the environment receptor proteins are used. They change the shape or change the charges distribution. Then those changes are amplified and are transformed into intracellular changes or initiate nerve impulses.

Bionanomachines are particularly good recognizing taste and smell. In order to accomplish that goal they can recognize specific molecules using proteins. Mammals have about 1000 genes to encode odorant receptors that can be combined to sense billions of different odors.

Light is sensed by monitoring light-sensitive motions in retinal. They change when absorb a photon.

Mechanosensors are still being studied. They can detect touch, acceleration and sound. They are thought to be ion channels that open quickly to allow many ions to pass. They are adaptable so forces like gravity are ignored and only changes in forces produce signals. This is done by relaxing the channel progressively.

Bacteria use a temporal sensing mechanism. They are too small to sense changes in the gradient of nutrients from one side to the other, so they are sensing the concentration and comparing it with the previous data. Their flagellar motor is working to impulse the cell in one direction, if the data says there is less concentration then it reverses and the cell tumbles, picking a new direction.

Self-replication is needed to create macroscopic objects with nanomachines. There are too many molecules in a gram, so a machine that can replicate itself is the best because in a sort period of time many nanomachines can be working. This is a good promise but also it is dangerous.

Cells are self-replicators, the parts include:

• Information-driven assembler: they construct new molecules using the ribosomes.

• Information storage medium: DNA is the storage of the information for the ribosomes.

• Duplicator: DNA polymerase duplicate the information storage in modern cells.

• Chemical processors: They convert available raw materials into building blocks. There are thousands of these enzymes to perform these transformations.

• Infrastructure: They support the cell but also allows transportation inside it. The most famous is the lipid membrane.

It is thought that the most possible living organism (in laboratory conditions) has between 250 and 350 genes. The simplest living organism has 550 but lives inside other cells and uses many of their processes. But not only genes are enough, the blueprint is important but also a map of the structure of a living cell is also important.

This approach is like this because of evolution, but if we create nanomachines without the competition factor then we can make them without some of the parts, like the containers or other characteristics and we can make them more efficient.

In bionanothechnology machine-phase matter is used, it is the combination of multiple nanomachines to perform a task. They are composed of many modular machines, each very stable and functionally efficient. They are redundant, with many copies of the type of nanomachine.

Muscle sarcomeres are one example of machine-phase matter. They combine the action of many myosin to create macroscopic motion.

Neurons are programmable electrical components. They have an input layer (cell body and associated dentrites), an output layer (terminal branches) and a high-speed electrical communication (axons). They can act in an analog to digital schema. They encode the magnitude of the signal into a frequency of action potentials.

Chemists have studied the properties of these atoms and biologists the details of the nanomachines constructed by them. So we have now the knowledge to start creating these new nanomachines. We are going to review the different methods followed to do that.

The natural bionanomachinery is designed for a specific environment. It is done for working inside cells, in a water environment. Without that conditions they don't work properly or don't work at all. The temperature is also important, the most common is 37º. In this environment nanomachines are stable, but they can be destroyed to create new ones with a little energy cost. The life of a nanomachine is between seconds to a year (but this is rare).

The intuitive approach to construct nanomachines is to build them atom by atom. However it is possible to follow a hierarchical strategy. George Whitesides set four different strategies:

- Sequential covalent synthesis: atoms are bonded into covalent molecules. The atoms are placed together piece by piece to build up the structure. The main advantage is the diversity achieved because it is possible to combine in almost any combination.

- Covalent polymerization: some modular units are linked into linear or branched chains. Using this method it is possible to get very large chains. The DNA synthesis is an example of this. There are limitations, for example, once the scheme is chosen it has to be always followed. Another limitation is that only stable chains under reaction conditions can be used to link each other. Enzimes allow the use of many different monomers, it is being studied.

- Self-organizing synthesis: nanostructures are formed by noncovalent bonds from modular units. They bond each other adopting the thermodynamic minimum.

- Self-assembly: as the author says "the spontaneous assembly of molecules into structured, stable, noncovalently joined aggregates". It is the most important in the construction of nanomachines and the less intuitive because it is far from the macroscopic behavior.

The key of bionanotechnology is Carbon. Every organic molecule has carbon. There are other atoms like oxygen and hydrogen also present that bonds to carbon. There are three forces that assure the stability: covalent bonds, nonbonded forces within molecules and interaction with water.

Covalent bonds are the most strong bonds. They are the product of two atoms sharing electrons of their last level. They are expensive in energy to break. Atoms with covalent bonds form the skeleton of the biomolecules. There are a few general rules that control them, so understanding them it is possible to figure out how the molecules are. Single bonds allow rotation, while double or triple don't. The most stable structures are those that are made by carbon bonded. Then nitrogen, oxygen and phosphorus can be bonded. Hydrogen is always present everywhere. The different quantities and order of this elements forms the molecules.

But these rules sometimes are a little bit different. Resonance is a neutral field between double and single covalent bonds. In a ring formed by carbon all the links are equal, no single links and no double links. This allow flexibility in the molecule.

The dispersion and repulsion forces between atoms are powerful. At a close range atoms experiment a dispersion force, but in a closer range a repulsion force begin to work.

Hydrogen bonds are weaker than covalent, but they contribute to stabilize molecules. This bonds are formed between a hydrogen atom covalent bonded to a nitrogen, oxygen or sulfur and another oxygen, nitrogen or sulfur atom. Because of the water environment this is very important for the stability of bionanomachines

.Electrostatic interactions are also active at atom level. They aren't directional and has a wide range. They help to the stability of molecules. These interactions are reduced by the dielectric effect.

Another effect is the hydrophobic. It was explained in chapter 2 and it is still the same. It helps molecules to form aggregates.

The proteins have a structure that provide them the characteristics they have. All the information about the amino-acid sequence and the structure is coded in the DNA. It is really hard to predict the structure from the sequence, but once it will be done custom proteins will be constructed much easily.

But proteins are not always stable. There are many ways for a chain to be stable. Similar proteins tend to have similar structures. That is a really good feature for bionanotechnology because then it is possible to use comparing tables to determine structures. The only but is that a single change where in a wrong place would be fatal for the protein and not match at all the other model.

Proteins have a hierarchical structure that provides them the stability they need. They have some particular structures like the a-helices and b-sheets. This structures provides many hydrogen bonds inside the molecule. This local structures then fold into a stable globular structure.

Those proteins can form a globular structure with a hydrophobic core, this is the positive design. The interaction with water provide most of the energetic stabilization for them. The unfavorable reduction of entropy must be compensated by favorable interactions in the folded structure.

The negative design is to ensure that a single folded conformation is created. The protein is designed to avoid any conformation energetically unfavorable.

To achieve this folding there is a collection of molecules called chaperones that assist proteins. They separate the molecule from the water environment and provide the conditions needed. They are like a box, the protein enter inside and the top is closed. Cells have two chaperones, the first is the formation of disulfide bonds that cross-link cysteine amino acids at distant parts of the polypeptide chain.

There are proteins that can be stable at high temperatures. In nature they are in some bacteria, so it is easier for us to study them and understand how to reproduce it. They are very useful for industry because they are processes where enzimes are needed and they are at high temperatures. The structure of these proteins is almost the same as the heat-labile proteins. The amino acid sequence is not quite different. The major difference is the rigidity. They have in the surface some new ion pair interactions between amino acids, new disulfide linkages or metal ions, incorporation of rigid proline or replacement of flexible glycine amino acids.

Some proteins don't use a static structure, instead they change between structures. This characteristic is attractive in signaling proteins because they can change rapidly to response to some signal. The disorder also allows the protein to have several capacities.

Self-assembly is how most of bionanomachines are build. They associate each other spontaneously in flexible chains that later form compact structures and then into functional complexes. The instructions used are in DNA, but it only specifies the amino acid chain, then they form their own structures. But it is more restrictive than directed construction, where we can specify exactly everything.

This process is modular. Large assemblies may be created with many identical pieces. It requires specific geometry of interaction and unique interaction between subunits to avoid any crosstalk. This can be a serious problem when interaction surface is small because they can interact with another unwanted molecules.

The process is also spontaneous, it doesn't require any guide or additional information. That involves a careful trade-off enthalpy and entropy.

Symmetry is a good help for constructing proteins because it is only needed part of the information to construct the whole thing. It is also good to control the errors. It has also many functional advantages, they can cooperate with their neighboring. And they can use many identical bonding sites to enhance the strength of binding to their target.

There are 3 important classes of geometry: cyclic, dihedral and cubic:

• Cyclic:only one single axis of symmetry forming a ring of symmetrically arranged subunits. Molecules with the higher cyclic groups are used in specialized functions like interaction with membranes or rotational motion.

• Dihedral: a central axis of twofold or higher rotational symmetry perpendicular to another axis of twofold symmetry. They have multiple surfaces of interaction, each different. They are used to construct enzimes that modify their action.

• Cubic: an axis of rotational symmetry with a nonperpendicular threefold axis. There are 3 possible arrangements: tetrahedral, octahedral and icosahedral. Transactional symmetries can be used to extend structures.

Line symmetries: include a transaction in one dimension, adding a rotational symmetry around the transaction axis yields a helix.

Plane symmetries are formed when translational symmetries are applied in two dimensions.

Space group symmetries are rare in nature.

The assembly process can be controlled by enzimes that speed up or stop it.

When it is needed to construct a very large protein the quasisymmetry can be used. It doesn't require as much information as a perfect symmetry. To do that two or more identical molecules are placed at each symmetrical position. This requires that subunits adopt slightly different conformations in the different nonsymmetrical positions.

The self-assembly is promoted by crowded conditions. If there are a lot of molecules in a solution they will tend to interact with each other more frequently than if they are alone. That is why nanomachines work better in crowded conditions, although the larger aggregates are harder to form.

Sometimes a less concrete building material is needed, so self-organization is a perfect method for creating structures that are flexible, resilient and self-repairing. It hasn't the control present in self-assembly, but that's exactly what is needed in some applications. These systems are also modular but don't have specific surfaces of interaction.

Lipids self-organize into bilayers. That is due to the hydrophobic and hydrophilic effect. Each lipid has a distinctive critical concentration and it is very low and lower for lipids with longer carbon chains. They associate to shield the hydrophobic segments of the molecule.

The lipid bilayers are fluid because they are composed of many nonbonded molecules. The lateral motion is fast, but flipping lipids from one surface to the other is not frequent. The fluidity is useful because it allows spontaneous healing of damage. This fluidity is dependent on the structure of the component lipids and on the temperature. They are highly flexible, allowing complex shape transformations. This bilayers can also have proteins to change the permeability or provide some different properties.

Molecular recognition is needed to control the interaction between parts in the bionanomachines.

There are two design concepts postulated by H.R.Crane:

“For a high degree of specificity the contact of combining spots on the two particles must be multiple and weak.”

“One particle must have a geometrical arrangement which is complementary to the arrangement on the other”.

To recognize molecules the nanomachines use some specific spots where the desired molecule, and only it, can be attached. Inside those spots there are a lot of weak interactions between the atoms of both molecules.

It is impossible to achieve high precision in the interaction between molecules because the atoms are spheric and they are discrete, so we can't break them in smaller pieces. Surfaces of interaction are rough, they can't fit exactly.

Because nanotehnology is based on macroscopic engineering the same approach is being taken. So there are rigid components binded by a few mobile bonds or joints. The natural bionanomachines are not like that. Evolution do it the other way around, it take flexible molecules and select some rigid ones for special tasks.

The flexibility in biomolecules is at all levels. From atoms to the higher structure. It is used to enhance their functions. Although many proteins are composed of several rigid domains connected by flexible linkers. Multichain assemblies may shift between specific conformations with different properties. In enzimes this is called “allosteric” motion and is used for regulation.

Biomolecules may incorporate specific levels of rigidity to improve the entropy.

These all kinds of flexibility create a greater level of complexity at design-time. It is harder to predict the structure and properties of the molecules we are trying to construct. But biomolecular flexibility will provide one of the greatest challenges, and potential benefits, of bionanotechnology.

Recombinant DNA technology is the main process to construct this proteins. It is about changing the DNA that stores the information to create the protein and then wait until ribosoms create it for us. We use two natural enzimes for this, restriction enzimes and DNA ligase. Using this we can cut and paste DNA to make our own sequence.Some of this enzimes are being sold in the market, so now it is easy and not so expensive to manipulate DNA. There is a variety of natural biomolecules for handling DNA, like:Restriction enzimes: isolated from bacteria. Used to cut DNA.DNA ligase: reconnects broken DNA strands.DNA polymerase creates a new DNA strand by using another strand as a template.
Once we have a new DNA we can duplicate it using: DNA cloning and polymerase chain reaction.
The DNA cloning create identical chains. To do this we can inject DNA in a virus and let it to inject the DNA in some bacteria. Then they will duplicate, so we will have a lot of identical cells.
The polymerase chain reaction is for coping a small sample of DNA. We use another bacteria for this. Forte it to duplicate. Using this method we can have as many DNA as we need.

Once we have all this DNA we can create the proteins byr forcing the cells to produce it. This is done using expression vectors. They have a highly active promoter sequence that forces the cell to create mRNA. It is taken from a virus. This mRNA will be later processed to create the proteins. The cells used are bacteria. But they have some limitations, animals and plants modify their proteins after create them, but bacteria don't. This can be a serious problem because the immune system can react against them because of those differences. Another problem is that proteins tend to aggregate when they reach high concentrations forming dense inclusion bodies.Proteins can be created as well without the help of living help using a test tube and enzimes that make them. But the synthesis of protein from the mRNA is still a challenge. Stracts of cells can be used then to form those proteins. But  because of the complexity of the system it is only used for small tasks and for research. This is a controlled method and has not the interferences of other enzimes in the bacteria, that's why it is good for research.In other cases we prefer to make some little changes to a natural protein. Then we can use the site-directed mutagenesis. This is to introduce some specific mutations in an existing DNA sequence to create already existing proteins but with some changes. This method has revolutionized molecular biology. It is useful to determine the function of specific aminoacids. It is also used to improve the stability  of proteins.

We can also combine two different proteins to get a new functionality with the older ones. We can specify the attach point for this task.

When we need to obtain some kind of detector we can use the immune system. Its main function is to detect, so we can use that feature for our interest. Combining the knowledge of the immune system with the modern methods of antibody production is possible to get a large number of high-affinity recognition molecules.

To be able of all this manipulations we need to understand how bionanomachines work. To do this we can use some methods like x-ray crystallography to get atomic structures. We obtain a 3D map of the molecules that help us to understand. The resolution of this map depends of the quality of the crystals used, this is a major in this technique.

Another method is the nuclear magnetic resonance. It is used to determine molecular structure in chemistry. It characterizes the local environment of atomic nuclei inside molecules. We can alter the atomic nuclei inside molecules using a radio frequency, then, when they relax, emit radio frequency that shows the structure of the molecule. But this method is not good for big molecules, so it can be only used with some nucleic acids or small proteins. However, a 2D map can be used for greater molecules.Electron microscopy is a method that can reveal molecular morphology. It uses electrons to look at the molecules. But it has some limitations. Due to imperfections in the magnetic optics and problems with the specimen preparation it is not possible to see individual atoms, only overall morphology. The good point about this method is that it can provide information about the structure of large molecules that are impossible to study with the other previous methods. But the information can be combined with the others to get a more accuracy study.The atomic force microscopy is a method used for getting the surface of a molecule. It is like touch the molecule and trace a topographic map from that data.  This method was developed to study samples in a water environment where other methods cannot be applied. Today the problem is solved by immersing the sample in solvent. Because the samples are inside a similar environment as the one inside cells it is really good because gives data of the nanomachine as it is in its real environment.The molecular modeling using computers has revolutionized the study of biomolecules. Computer graphics allow us to visualize the molecules in a familiar manner. The best visualizations captures the keys of the molecules and shows them in 3D models that are easy to understand.Some free software available for visualize molecules is:
RasMol
ProteinExplorer
Chime
(http://www.rcsb.org/pdb/software-list.html)

The computer modeling can be used to predict biomolecular structures and functions that depends on that structures. This can be for optimization of the structure of a molecule. For normal mode analysis getting the forces working in a molecule. The molecular dynamics, how the molecule works in a variant environment, and free energy perturbation, shifting the system smoothly to learn what does the molecule.

Another commercial and academic software is:
Insight (BioSym): commercial
Sybyl (Tripos): commercial
Amber (UCSF): academic

There is a problem with proteins (the protein folding problem), we need to predict the folded structure before starting with any other study. But this is hard because every amino acid has interactions with other neighbors, so we can't know easily the structure. Another problem is to estimate the stability of the trial during the experiment. Proteins have lots of bounds inside that stabilize them. But outside water they act different.This two problems make hard to predict protein folding. Currently the best predictions are from homology modeling. Taking a similar protein and estimate the structure by similarities is easier than any other method.Simulations of biomolecular interaction are for knowing how molecules interacts with other molecules. The most successful methods combine two capabilities, a fast algorithm to search how the molecules can fit together and an energetic model that predicts the energy of the interaction. Current methods are:AutoDock (Scripps Research Institute): a genetic algorithm to evaluate energies.Dock (UCSF): a geometric matching algorithm to search in databases.Using this new functionalities new computer-assisted molecular dessign is possible. They allow us to create improved molecules. In practical application it is used for design mutations to increase stability and shifting in proteins. Many of these techiniques are used in the drug industry.

The inside and outside of a cell is water and without it, it would be impossible for them to work. Water creates a bounch of hard restrictions for the nanomachines working in atomic scale. It has strong interactions with electronic charges, zones rich in nitrogen and oxygen. This is called hidrofilic effect. However, zones rich in carbon don`t form bonds with water. That is a really important characteristic that defines most of the molecules.There are four basic molecules in every organism. Proteins, nucleic acids, polysaccharides and lipids.Most of the bionanomachines are composed of protein. They can be really rigid or not rigid at all. They can be part of structures. Enzimes are very small proteins. So there is a bounch of possibilities.The typical sice is from 200 to 500 aminoacids. This aminoacids associate themselves in chains and form variable spacial forms. The two most stable are the a-helix and the B-sheet. There are 20 different aminoacids. They combined in the proper order forms a proteine. Some of these amino acids are "special" and they can be used to stop the production. The amino acids used to start are still being studied. Other amino acids are used to another specialized tasks. There are, however, some proteins larger than 500. In some bacterias they can contain more than 2000, but when they are too big they become unstable and the errors produced during the transcription can be fatal.So protenis are really versatile, that is why bionanotechnology try to use them to construct many different molecules for many different purposes.This proteins are coded from the information stored in the nucleic acids. They are the data storage of nature. There are two types of them: DNA (desoxyribonuycleic acid) and RNA (ribonucleic acid). There are 4 bases to construct DNA, adenine, guanine, cytosine and thymine. The same are used to RNA, but instead thymine uracil is used. It is almost the same molecule, but with some changes. In each base there are 2 bits stored. There are 4 possibilities, one bit stores 2 of them, so 2 are needed. Although this nucleicacids are to store information they can be used to another purposes because of the easy predictable, strong and large structures they can form. For example, the robosoms are mostly formed by RNA.

Another molecule very common is the lipid. It is a molecule with two parts: one hydrophobic and another one hydrophilic. This feature makes them to associate in a water environment creating large molecules that can be membranes or globules. In this membranes there are inserted some other molecules that give them some special skills. Lipids are impermeable to big molecules, but permeable to the small ones.

The last molecules are the polysaccharides. This is the most versatile molecule of organisms. It can combine itself with many other molecules getting many different properties. Can be liquid like mucus or really hard like nails.

Evolution has been crucial in all this development. It is the most important and fine test to any machine. It selects the accuraced changes and kills everything not enough specialiced or useless. It provides changes that are impossible by intelligent design. Evolution places strong constraints to any change. That is why it favores modification over innovation. The nanomachines inside our body, for example, can't work in another environments outside ourselves. But because of this they have improved and have many methods to remain. They have redundancy implemented to avoid errors. In every duplication of a nanomachine, molecule or whatever errors can appear. If they appear in nucleic acids they are called mutations. This changes can be bad, meaning they can kill the new child (in an organism) or make non useful the molecule. But sometimes they can improve the function of that individual and then evolution will reward it so that change will remain in its descendants. Because all this changes are in the same enviroment the molecules working there are always in the same conditions, without them the nanomachines are not working any longer.

Nanotechnology is the ability to construct any kind of machine with a known and predefined number of atoms, instead of the traditional machines which have an arbitrary number of them. To do this, one idea is to construct an "assembler", a machine capable of making another machines. This machine was supposed to be the great new advance, with it the "2-weeks revolotion" would be possible. This is, if you have a machine able to construct another machines in a very short time you can do whatever you want. But nowadays this is far from our possibilities. That is why the bionanotechnology is important.Biology already has implemented an extraordinary number of nanomachines and has tested them during millions of years within an evolution process. This tests are much more optimized than any test we can make. In each single cell it is a really big number of nanomachines working, and they actually create another nanomachines. So nature has already created those assemblers we are looking for. Using that machines to create our own machines is bionanotechnology.Nanotechnology is a pretty new science. It began with the alchemists, then continued with the chemistry and in the 20th century it has been improved by nuclear physics.In the other hand biology began to play with molecules so the biotechnology started. If we join this two sciences we have a good way to manipulate individual atoms to create everything we can imagine.Thanks to this we can create specific nanomachines to work in many different fields, but the most important is medicine.

La fototeca digital del Centro Nacional de Educación Ambiental (CENEAM) dispone de un total de 15.000 fotografías realizadas, en su mayor parte, por fotógrafos profesionales. Los temas tratados son: ecosistemas españoles, flora, fauna, espacios naturales protegidos, educación ambiental, impacto ambiental y una pequeña colección de imágenes de Sudamérica.

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Opinión: he mirado únicemente fotos de Pidarcis lilfordi y son bastante antiguas y de calidad intermedia. De todos modos probad, porque no tiene por qué ser todo igual.

Lo veo muy útil porque son fotos oficiales, no las típicas búsquedas de Google imágenes en las que puede aparecerte algo diferente de lo que buscas, no te enteras y la cagas. 

Podeis leer más artículos y relatos de Cristobal de literatura fantástica en su página personal.

FUEGOS EN LA OSCURIDAD

Introducción

Uno de los elementos típicos en la literatura de ciencia ficción es el viaje interestelar. Las estrellas ejercen una atracción morbosa para la humanidad: desde los tiempos en que eran la única ayuda de los navegantes siempre hemos deseado poseerlas. Pero tan solo hoy en día podemos empezar a plantearnos seriamente la posibilidad alcanzarlas…

Para ello, sin embargo, nos encontramos con dos importantes limitaciones. La primera, que se encuentran a una enorme distancia. Nuestro vecino estelar mas próximo, un sistema triple en la constelación del Centauro, esta situado a la friolera de 9 billones y medio de kilómetros de nuestro planeta; la luz de estas estrellas tarda cuatro años en recorrer la distancia que nos separa. La segunda es que, de acuerdo con las leyes físicas que rigen nuestro universo, nada puede moverse más deprisa que la velocidad de la luz en el vacío. Así pues, existe un límite superior en la velocidad que podemos alcanzar para llegar a un determinado destino. En el caso de Alfa del Centauro, la duración mínima del viaje sería, por tanto, de cuatro años.

La velocidad de la luz es una barrera infranqueable… a la que incluso resulta difícil acercarse. Varios centenares de miles de kilómetros por segundo es una velocidad respetable, máxime teniendo en cuenta que el objeto más rápido construido por el hombre, la sonda Voyager I, se mueve a bastante menos de 100 Km/s. El problema para desplazar algo tan deprisa no es solamente el motor. En efecto, tenemos una amplia paleta de opciones a la hora de escoger un impulsor para nuestra nave interestelar: químicos, ionicos, antorchas de fusión, explosiones nucleares, reacción materia-antimateria. Pero todos ellos tienen el mismo problema: necesitan un combustible que actúe como masa de reacción y como fuente energética. Y la nave no sólo debe cargar con el propelente para acelerar casi a la velocidad de la luz, sino también el necesario para decelerar y detenerse en su punto de destino.

En estas circunstancias, la mejor solución pasaría por incrementar el rendimiento del motor, de modo que la relación entre el combustible consumido y el empuje fuese máxima, y cargar el mayor volumen posible del mismo para el viaje. Pero entonces el tamaño de la nave acabaría siendo absolutamente monstruoso. Sin embargo, existe otra respuesta muchísimo mas elegante a este problema: el empleo del llamado motor Bussard, la nave estatocolectora, que extrae su combustible del propio medio interestelar. En los puntos siguientes analizaremos con más detalle las ventajas e inconvenientes de este tipo de nave.

Principio de funcionamiento

Una estatocolectora se basa en que el llamado vacío interestelar no está, en realidad, tan vacío. En efecto, la densidad de materia en el espacio entre dos estrellas viene a ser, aproximadamente, de un átomo por centímetro cúbico, principalmente hidrógeno. El esquema presentado por Robert W. Bussard en 1960 proponía la utilización de ese hidrógeno como combustible y masa de reacción de una nave espacial. Para ello se utilizaría una draga magnética, capaz de recoger los átomos presentes en una vasta zona y conducirlos hasta el reactor de fusión que actúa como impulsor y fuente de energía del vehículo.

Este esquema de funcionamiento determina dos de las características de diseño más importantes del motor Bussard: una gran area de barrido frente a la nave, para acumular el mayor numero posible de atomos y una velocidad minima de funcionamiento que se cifra en torno al 1% de la velocidad de la luz. En efecto, cuanto mayor sea la velocidad, mayor será la cantidad de materia capturada por la draga y mayor, por tanto, el aporte de combustible que ingresa en el motor: la densidad relativa del hidrogeno se incrementa hasta alcanzar un punto en el que la reaccion nuclear es autosostenida. Es necesario por tanto un impulsor adicional que lleve la nave hasta esa velocidad, a partir de la cual estaremos en disposición de encender el motor interestelar propiamente dicho. Veamos ahora con más detalle los diferentes subsistemas que forman parte integrante de la nave.

Sistema de Dragado

El combustible básico de la estatocolectora es el hidrógeno interestelar que la nave recoge mediante un campo magnético. Debido a la baja densidad del medio, este campo debe cubrir un área inmensa: del orden de decenas de miles de kilómetros, y ser de considerable intensidad. Además, sólo una pequeña fracción del hidrógeno presente está en forma ionizada… la única susceptible de ser conducida por un campo magnético hasta la boca del colector.

La otra función del campo consiste en ofrecer protección a la tripulación frente a las radiaciones que reciben como consecuencia de su tránsito a velocidades cada vez mas cercanas al limite de la velocidad de la luz. En efecto, el bombardeo de átomos acelerados a velocidades cuasilumínicas por el movimiento relativo de la estatocolectora es demoledor para cualquier organismo vivo o para los sistemas electrónicos de la nave. Debido a esto, al menos parte del campo magnético del sistema de dragado no puede desconectarse bajo ninguna circunstancia, pues de lo contrario la tripulación acabaría por perecer como consecuencia del envenenamiento por radiación.

El núcleo principal de la draga está constituido por una bobina capaz de generar el campo magnético que guiará al hidrógeno hasta el reactor. En este momento, la única solución posible para la construcción de esta bobina pasa por la utilización de superconductores. En efecto, la ausencia de resistencia eléctrica en estos materiales permite utilizar las inmensas corrientes eléctricas necesarias para generar los campos implicados. Además, las bajas temperaturas presentes en el medio interestelar ayudan a resolver de un modo más o menos sencillo el problema de la refrigeración, haciendo posible la utilización de superconductores clásicos, (por ejemplo, refrigerados mediante helio líquido) que han demostrado ser más robustos frente al empleo de campos magnéticos intensos que las modernas cerámicas superconductoras.

En cuanto a la estructura, el esquema clásico utiliza un anillo en forma de espira en el frontal de la nave. Esta solución presenta dos inconvenientes: el gigantesco campo magnético utilizado afecta directamente al habitáculo de la tripulación y la fiabilidad no es demasiado elevada, pues un funcionamiento incorrecto en la espira principal podría dar lugar a un fallo crítico del sistema de soporte vital, al perderse parte del escudo antiradiación de la nave. Para evitar esto tenemos que utilizar un diseño basado en una redundancia múltiple de componentes: por ejemplo, varias espiras superconductoras montadas sobre una superficie troncocónica, o un sistema de bobinas más pequeñas organizadas en modo semejante al de una antena por desplazamiento de fase, capaces de generar un campo magnético variable y susceptible de ser orientado. Cualquiera de ambos esquemas con elementos generadores más pequeños y distribuidos permiten configurar un sistema robusto y fiable de reducido
mantenimiento.

Sistema de ionización

Como ya comentamos más arriba, sólo una pequeña fracción del combustible susceptible de ser utilizado por nuestra nave esta en la forma ionizada que puede ser manejada por la draga magnética. Para resolver este problema, se han propuesto dos soluciones:

• a) El empleo de un láser de ionización. Básicamente consistiría en utilizar un anillo de estaciones láser en torno a la boca del colector. Estas estaciones generarían varios conos anidados de luz coherente por delante de la nave, optimizando tanto la longitud de onda del láser como su potencia para ionizar la mayor cantidad posible de hidrógeno. El problema es en este caso de eficiencia: mantener un anillo de láser de alta potencia permanentemente encendido supone un consumo nada despreciable en el balance energético de la nave.

• b) Algunos autores proponen la utilización de campos magnéticos pulsantes de enorme intensidad para interactuar con la materia no ionizada a través de efectos magnetohidrodinámicos. Un campo del orden de un millón de Gauss podría interactuar con el momento magnético que generan los electrones al girar en torno al núcleo, lo que a su vez permitiría la manipulación del átomo en cuestión. Aunque teóricamente posible, la consecución de un modelo funcional de estas características se encuentra, hoy en día, bastante lejos de nuestras posibilidades.

Planta criogénica

Como vimos mas arriba, el concepto de nave estatocolectora está indisolublemente ligado al empleo de superconductores. Los campos magnéticos implicados en la draga magnética y en el sistema de confinamiento y guía de plasma así lo requieren. Asimismo, las conducciones de energía hasta los generadores de campo también deberían estar construidas utilizando el mismo tipo de materiales, debido a las potencias implicadas y al enorme tamaño de toda la estructura. Ahora bien, el empleo de superconductores necesita a su vez de una planta criogénica para generar el refrigerante que los mantiene operativos. El diseño de esta planta es otro punto crítico. En efecto, puesto que el funcionamiento de la draga magnética es un pilar básico del sistema de soporte vital (como blindaje antiradiación), la planta criogénica debe ser un elemento a toda prueba y dotado de redundancia múltiple en todos sus componentes. Los requerimientos de la misma variarán en función del tipo de superconductorestilizados. Las intensidades de campo necesarias en el sistema de dragado parecen hacer aconsejable el empleo de superconductores clásicos, refrigerados por helio líquido, por ser mas robustos frente a los campos magnéticos intensos. Sin embargo, los superconductores de alta temperatura presentan la ventaja de necesitar de unos niveles de refrigeración muchísimo menos exigentes (del orden de las temperaturas del nitrógeno líquido) y por tanto más fiables (esas temperaturas pueden conseguirse y, sobre todo, mantenerse con gran facilidad en el entorno en el que se desplaza nuestra nave interestelar). Además, se pueden moldear con gran facilidad (formando películas muy delgadas), lo que permitiría embutir las bobinas superconductoras dentro del casco de la nave protegidas con un recubrimiento especial contra la erosión debida al choque de la materia interestelar contra el embudo del colector. El inconveniente es que a día de hoy son muchísimo más sensibles a los campos magnéticosintensos y bastante delicados en el manejo de altas corrientes. Ambos problemas deberían de solventarse antes de abordar su utilización en un tipo de diseño como el que nos ocupa.

Generador de plasma. Control de actitud y sistema de frenado

El sistema de ionización cuenta con un segundo módulo situado ya en el interior de la tolva cuya misión consiste en garantizar que toda la materia que ingresa en el sistema lo hace en estado de plasma: electrones y núcleos separados. Esta unidad de precompresion también estaría basada en un láser y la salida de la misma seria un chorro de plasma, que se desplazaría por el eje de la nave confinado mediante una botella magnética hasta el reactor de fusión primario. Otras derivaciones de esta corriente principal deberán ser desviadas a los reactores secundarios de parada y control.

En efecto, una de las características de las naves estatocolectoras es que su motor principal sólo funciona en la dirección de movimiento de la nave. Es decir, son naves que solo poseen capacidad de aceleración, no de frenado, lo que ciertamente resulta inaceptable. Asimismo hay que prever que es bastante complicado el cambiar de rumbo cuando te estás moviendo a una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Si no queremos que nuestra nave resulte ingobernable tendremos que diseñar un sistema de control de posición adecuado a estas especiales condiciones de trabajo.

La mejor solución pasa por la utilización de motores separados para la impulsión principal, el sistema de frenado y el sistema de guía. Debido a la gran cantidad de radiaciones duras procedentes del motor de fusión, la separación de estos motores no es conveniente llevarla a la salida de los mismos, sino en una fase previa. Es decir, el canal principal de plasma debe orientarse por medios magnéticos y redirigirse en un momento dado, bien al sistema de impulsión, bien al sistema de frenado. En cuanto al control de orientación de la nave, podremos llevarlo a cabo siguiendo dos estrategias básicas:

• Variando la salida del motor principal. Podemos hacer girar el reactor principal dentro de un ángulo limitado: variando el ángulo de entrada del flujo principal de plasma podemos obtener un cierto control de actitud. Resulta bastante complejo de implementar desde un punto de vista mecánico. Otra solución consistiría en utilizar campos magnéticos variables para orientar el flujo de salida en la dirección correcta.

• Motores de control de actitud. Presentan el problema de necesitar de un combustible adicional. Rizando el rizo, se podrían alimentar con corrientes de plasma derivadas del flujo primario y utilizando el mismo principio que el motor de fusión principal. Pero este mecanismo complicaría bastante el sistema de soporte vital, al introducir nuevas fuentes de radiaciones duras en el sistema.

En cualquier caso, la existencia de motores secundarios de frenado y/o control de actitud presenta dos problemas adicionales. El mas importante es que es necesario "encender" estos motores en un momento dado. O sea, iniciar la reacción termonuclear sostenida característica de la antorcha de fusión. Un fallo en el encendido podría dar lugar a que a la nave le resultase imposible detenerse. Además, solamente son operativos durante la parte del viaje en el que la nave viaja cerca de la velocidad de la luz: todo el sistema debe de estar duplicado para su funcionamiento a velocidades por debajo del umbral mínimo de mantenimiento de la reacción de fusión del motor principal.

Antorcha de fusión

El núcleo de la estatocolectora lo constituye la llamada antorcha de fusión, el reactor de fusión autosostenida del sistema. La antorcha de fusión, es, en esencia, una pequeña estrella en el corazón de la nave, en la que los átomos de hidrógeno se funden para dar helio con un enorme desprendimiento de energía. Sin embargo, esta reacción plantea algunos problemas interesantes. En primer lugar, la energía se obtiene por fusión del deuterio, un isótopo del hidrógeno con un protón y un neutrón en el núcleo. El deuterio, uno de los elementos primarios procedentes del Big Bang, es relativamente escaso en la naturaleza: sólo uno de cada 6.700 átomos de hidrógeno corresponden a esta forma isotópica. En el enrarecido medio interestelar este problema puede incluso resultar más acuciante, si cabe.

La ventaja de la fusión del deuterio es que tiene lugar a unas temperaturas relativamente bajas comparadas con las de la fusión del hidrógeno normal (protio). El inconveniente es que como subproducto de algunas reacciones se producen neutrones, partículas sin carga que no pueden ser manejadas mediante campos magnéticos. Es necesaria la utilización de un material de recubrimiento del reactor que absorba esos neutrones, como por ejemplo el boro o grafito. Estos materiales acaban "calientes" y sería necesario cambiarlos al final del viaje. Otra solución consistiría en situar el motor de fusión lejos de las zonas habitables de la nave, de un modo semejante a los que utilizaba la nave "Discovery" de la película "2001: Una odisea espacial". Este esquema presenta la ventaja de que el espacio intermedio puede ser utilizado por el combustible y la masa de reacción del motor secundario… que actuarían como escudo del habitáculo de la tripulación.

Algunos autores han propuesto el empleo de reacciones catalizadas semejantes a las que aparecen en el ciclo de Bethe, en las estrellas. Esas reacciones presentan el inconveniente de que necesitan presiones y temperaturas enormes para funcionar eficazmente, y son además demasiado lentas para una reacción sostenida.

Por ultimo, existe otra estrategia que puede combinarse eficazmente con el punto siguiente, el motor secundario: utilizar la draga para extraer combustible del medio interestelar, pero no quemarlo en una reacción autosostenida, sino almacenarlo y utilizarlo para generar impulso mediante una reacción pulsante. El esquema de funcionamiento constaría de los siguientes pasos:

• La draga magnética recoge materia interestelar, mucho hidrógeno y algo de deuterio.

• Separación del deuterio del hidrógeno normal. Almacenamiento, por ejemplo, en un confinamiento magnético.

• La reacción de fusión no es continua, sino que se dispara artificialmente a partir del deuterio almacenado… o del que porte la nave como combustible.

La ventaja de este esquema es que no son necesarios dos motores. En la fase de aceleración partiendo de velocidad sublumínica, se quemaría deuterio almacenado en la nave utilizando como masa de reacción el agua de los tanques de combustible situados entre el reactor de fusión y el compartimento de la tripulación. Al alcanzar la velocidad adecuada, podría empezar a recolectarse hidrógeno interestelar, extrayendo el deuterio y utilizando el resto como masa de reacción. Al llegar al punto de destino, se invertiría de nuevo el proceso: reacción estatocolectora en la parte de alta velocidad del viaje, motor de fusión convencional para el ingreso en el sistema.

Motor secundario

Como ya hemos repetido en sucesivas ocasiones, la reacción de la estatocolectora no tiene lugar por debajo de una determinada velocidad crítica. Sin embargo, es necesario que la nave acelere hasta conseguir esa velocidad. Ello implica la utilización, al menos durante parte del viaje, de un sistema de propulsión secundario capaz tanto de acelerar la nave a 0,01c como frenarla a partir de esa velocidad en su ingreso en el punto de destino. El sistema secundario de impulsión podría utilizarse también como parte del sistema de control de rumbo, al no estar sometido a las limitaciones de orientación y velocidad critica del impulsor principal.

El motor secundario debe de cumplir unos requerimientos bastante estrictos. En primer lugar debe de ofrecer un rendimiento de impulso/consumo de combustible muy bueno… principalmente porque de lo contrario la nave deberá cargar con una enorme cantidad de combustible para acelerar y frenar, lo que estropeará el rendimiento del conjunto. En segundo lugar, no parece recomendable la utilización de un combustible excesivamente complejo o difícil de manufacturar. Si el combustible es agua, posiblemente no haya mayor problema en repostar… de lo contrario, la nave puede quedarse varada en un sistema inhóspito sin posibilidades de volver a arrancar su motor interestelar. Por ultimo, sería deseable que tuviese una buena relación de aceleración. En efecto, la duración de un viaje de estas características viene determinada por la rapidez con la que la estatocolectora es capaz de alcanzar la velocidad cercana a la luz, a la que aparecen los efectos relativistas de contracción del tiempo que
hacen más llevadero el viaje. Un sistema de impulsión con una buena relación impulso/consumo de combustible, pero con una pobre aceleración puede alargar la duración del viaje en años.

Como alternativas se han propuesto:

• El motor iónico. Excelente relación impulso/consumo combustible, pero pobre nivel de aceleración. Los modelos actuales utilizan xenón o cesio como combustible.

• La utilización de una catapulta electromagnética (EM). La ventaja de este procedimiento es que proporciona una alta velocidad inicial. El inconveniente, que la aceleración implicada puede ser excesiva para el sistema de soporte vital. En cualquier caso, es una opción valida para ahorrar parte del combustible del despegue, pero sólo como complemento de otros tipos de impulsor… puesto que, probablemente, en el destino no contemos con otra catapulta igual para decelerar.

• El empleo de un motor de fusión convencional. Es la opción más interesante si se puede desarrollar el sistema de extracción de deuterio a partir del flujo de plasma del colector. Ofrece una buena relación impulso/consumo con un alto nivel de aceleración. Además, el combustible no sólo puede extraerse del hidrógeno interestelar, sino también a partir del agua (que también actúa como masa de reacción). Presenta el inconveniente de un escape rico en radiaciones duras… además de la propia radiación neutrónica del motor.

• Aniquilación materia-antimateria. Es con diferencia el sistema mas eficiente. Tiene las mismas características de comportamiento que la fusión del punto anterior… pero el combustible es muy difícil de fabricar, por lo que hay que cargar con el mismo. Tampoco parece muy probable que en el punto de destino se pueda repostar fácilmente…

Rendimiento del sistema de propulsión.

El sistema de propulsión de las estatocolectoras tiene una serie de características que le hace único. La necesidad de un flujo mínimo de materia para crear el efecto estatocolector implica que el motor principal sólo puede actuar a velocidades superiores al 1% de la velocidad de la luz. A partir de ese punto, cuanto más deprisa se mueva la nave, tanto más eficiente resulta la propulsión… y menos duración relativa tiene el viaje. El problema aparece cuando la velocidad se encuentra ya bastante cercana a la velocidad de la luz. En este caso, podría pensarse que el rendimiento del motor disminuiría al aumentar la masa de la nave debido a los efectos relativistas… pero en la práctica, como la masa de los átomos que ingresan en el colector también se incrementa exactamente en el mismo factor, el efecto se cancela. Más serio es el problema de la velocidad de escape de los gases. En efecto, la salida del reactor de fusión se puede mover, como máximo, a la velocidad de la luz. Pero
cuando la nave ya se está moviendo cerca de esa barrera, el gradiente de velocidad entre la entrada de material en la tolva y la salida del chorro de escape, que determina el empuje del motor, tiende asintóticamente a cero. Esto significa que al principio del viaje la nave tendrá una excelente capacidad de aceleración, pero conforme se vaya aproximando a "c" esta capacidad desaparecerá… hasta quedarse prácticamente sin empuje en las proximidades del límite de la velocidad de la luz.

Otro interesante efecto secundario es que en aquellos modelos en los que la reacción termonuclear es autosostenida, la misma no puede desconectarse. Es decir, el motor tiene que permanecer todo el tiempo en funcionamiento, porque de apagarse resultaría muy difícil volver a encenderlo. Esto es particularmente problemático en el proceso de deceleración, pues resulta evidente que en un momento dado la nave se va a quedar sin el flujo suficiente de materia para mantener encendido el horno nuclear… lo que puede que a su vez afecte a la energía necesaria para mantener los campos electromagnéticos de la tolva que actúan como blindaje antiradiación para la tripulación. Se ha argumentado que en las proximidades de un sistema solar, la mayor concentración de materia permitiría un funcionamiento mas prolongado del reactor, nutriéndose incluso de las partículas procedentes del viento solar. Pero tampoco es menos cierto que el nivel de escombros crece exponencialmente cuanto más profundamente
se ingresa en el sistema… y que un micrometeorito no es susceptible de ser detenido ni deflectado por un campo magnético. De ahí la necesidad imperiosa de utilizar un motor auxiliar que nos permita movernos dentro de un sistema planetario y actúe como fuente de alimentación destinada a mantener los sistemas de soporte vital, sistema de ionización, control de plasma y draga magnética.

Soporte vital.

La capacidad de una nave estatocolectora de incrementar su rendimiento conforme aumenta su velocidad las hace particularmente adecuadas para el tránsito entre sistemas a velocidades relativistas. El perfil típico de una misión de este tipo consta de las siguientes fases.

Lanzamiento desde el planeta madre. Seria preferible que en esta fase se dotara a la nave de una alta velocidad inicial… y que no fuera necesario arrancar la propulsión secundaria hasta no estar bastante alejados de la base, para evitar el bombardeo del punto de origen con las radiaciones duras del escape.

Aceleración primaria. La duración de esta fase viene determinada por la eficiencia del motor secundario utilizado (la capacidad de aceleración de un motor iónico es muy inferior a uno de fusión, por ejemplo) y por la necesidad de abandonar el área de influencia del sistema solar de origen, para minimizar la posibilidad de colisión con cualquier tipo de escombros. En el caso de utilizar sistemas de alta eficiencia, como un motor de fusión, la capacidad de aceleración de la nave estará limitada por el aguante de la tripulación. En efecto, una aceleración de 1 g durante un período de tiempo prolongado no afecta para nada al organismo… pero si subimos esa aceleración a dos gravedades, la cosa empieza a no estar tan clara. Y aceleraciones mayores, que redundan en un menor tiempo de tránsito, son inaceptables para el organismo durante períodos de tiempo prolongados. Por tanto, a menos que se utilice un sistema de cancelación de la inercia que en este momento no existe, la aceleración en
esta fase vendrá limitada por la tolerancia fisiológica a la aceleración de la tripulación.

Encendido del estatocolector. A partir de este punto, resulta más y más barato acelerar: el rendimiento de la nave mejora hasta que se mueve relativamente cerca de la velocidad de la luz, en cuyo caso comienza a empeorar. Este es el momento en el que la nave pasa a propulsarse a partir del hidrógeno interestelar, ahorrando combustible para el sistema de impulsión secundario. Durante esta fase del viaje la tripulación se ve afectada por los efectos relativistas de la contracción temporal, que disminuye la duración del viaje.

Activación del sistema de frenado. A medio camino (antes, si los motores de frenado tienen menos rendimiento que el motor principal), debe desconectarse la propulsión principal, activándose los motores de frenado. Por razones de estabilidad, parece mejor utilizar un sólo impulsor principal… y varios motores de frenado distribuidos uniformemente sobre el frontal de la nave.

Desconexión del estatocolector: activación de la impulsión secundaria. A una determinada distancia del punto de destino, cuando la velocidad caiga por debajo del punto crítico de la reacción autosostenida, la propulsión principal se desconectará automáticamente. Es un punto delicado: la tripulación deberá evaluar las características del sistema solar de destino y decidir si merece la pena detenerse… o pasar otro par de años en busca de un sistema mas adecuado, porque la operación de desconectar la propulsión principal puede resultar irreversible.

Frenado con el sistema secundario. Dependiendo del tipo de perfil de misión seleccionado, frenaremos con mayor o menor intensidad buscando un equilibrio entre las necesidades de disminuir el tiempo de tránsito y la aceleración máxima que puede ser soportada por la tripulación.

¿Qué características debe poseer el sistema de soporte vital de una nave preparada para desarrollar este perfil?. En primer lugar, durante la mayor parte del viaje la nave está bajo aceleración. Si consiguiésemos mantener un valor constante de una gravedad durante la mayor parte del trayecto, eso haría mucho mas confortable la estancia. El problema es que en viajes prolongados la nave acabaría por acercarse tanto a la velocidad de la luz que resultaría imposible mantener ese nivel de aceleración. Sería por tanto recomendable disponer de un sistema para generar gravedad auxiliar, por ejemplo, mediante fuerza centrífuga. Además, podrían desarrollarse mecanismos para facilitar a la tripulación ayudas para soportar períodos de alta aceleración.

En segundo lugar, cualquier nave estatocolectora debe diseñarse, en principio, como una nave generacional. La razón es bien sencilla: los periodos de tránsito entre sistemas solares diferentes son del orden de lustros, incluso contando con la dilatación temporal relativista. Y eso sin tener en consideración los tiempos de tránsito intrasistema, que pueden llegar a ser también bastante prolongados. Por tanto es necesario disponer de algún tipo de ecosistema cerrado autorregulado capaz de proporcionar aire, agua y alimentos a la tripulación para un viaje de años.

Por ultimo, existen diferentes estrategias para abordar el problema de los tripulantes durante un vuelo tan prolongado. La más sencilla es, directamente, no llevar tripulación: la misión constaría tan solo una nave sembradora, completamente automática, cargada de embriones que serían "activados" en el punto de destino. Esta es la opción que menor tiempo de tránsito tiene, puesto que permite las más altas aceleraciones. Presenta el inconveniente de que el desarrollo de los embriones a la llegada no es precisamente evidente. Otra alternativa, relacionada con la anterior, sería transportar a la mayor parte de la tripulación en estado de hibernación, manteniendo despiertos solamente a aquellos individuos necesarios para el funcionamiento mínimo del sistema. La ultima opción sería mantener a todo el mundo despierto durante todo el viaje. Esta es sin duda la solución más conflictiva: por los problemas de ecosistema que presenta, por las tensiones sociales derivadas de la convivencia dentro
de un espacio asfixiantemente claustrofóbico como el correspondiente a una nave espacial durante un viaje de años, etc.

Protección frente a radiación

Una nave estatocolectora presenta un ambiente ciertamente hostil para cualquier tipo de soporte vital. En efecto, los tripulantes están literalmente rodeados por intensas fuentes de radiaciones de diferentes tipos: neutrones procedentes de la antorcha, rayos gamma generados en el escape del motor de fusión, etc. Además, tenemos el problema de los átomos de materia interestelar que no son atrapados por la draga magnética y acaban colisionando con la nave. Este bombardeo acabaría por erosionar el casco de la nave y destruiría a su tripulación en un breve período de tiempo.

En cuanto a soluciones, a lo largo del artículo se han comentado unas cuantas. Alejar el motor de fusión el máximo posible respecto del habitáculo de la tripulación y blindarlo con un absorbente de neutrones minimiza los riesgos. En cuanto a la materia interestelar, existen varias alternativas. Por ejemplo, la utilización de un escudo de ablación que se movería por delante de la nave (o dentro de la misma entre la tolva colectora y el habitáculo de la tripulación) y que podría incluso emplearse como masa secundaria de propulsión (utilizando agua, por ejemplo) o bien el hipotético desarrollo de campos capaces de manejar materia neutra susceptibles de ir "barriendo" el espacio por delante de la nave. O simplemente, el concepto de "nave piedra": un asteroide perforado al que se le dota de un reactor de fusión y en cuyo interior se situarían los habitáculos de la tripulación.

Comunicaciones y navegación

Las comunicaciones de la estatocolectora con el planeta de origen tienen una serie de problemas básicos. El primero, y más importante, viene determinado por la propia naturaleza del sistema de impulsión: resulta muy difícil emitir ningún tipo de radiación a través del infierno desatado del escape de un motor de fusión. Para conseguir comunicarse con el planeta de origen sería necesario, bien remolcar una antena fuera del radio de influencia del escape del reactor, bien detener momentáneamente el mismo, siempre que eso sea posible, con el fin de transmitir y recibir información.

El segundo problema de las comunicaciones sólo se presenta cuando la nave se está desplazando a velocidades relativistas. En este momento, el corrimiento doppler de las señales de telecomunicación se hace bastante importante. Se puede pensar en compensarlo en el caso de la portadora, pero para la información modulada puede ser un problema crítico. Especialmente porque el corrimiento no es constante, sino que varia con el valor instantáneo del vector de impulso de la nave.

Este mismo problema aparece también en relación a la navegación. En efecto, la transición a efectos relativistas desfigura completamente el aspecto de las estrellas que rodean a la nave: las que están al frente experimentan un corrimiento al azul, las que quedan detrás, un corrimiento al rojo. A velocidades elevadas puede ser bastante complicado el establecer la correlación entre los tipos estelares detectados y los tipos estelares reales de las estrellas de referencia.

Por último, el propio mecanismo de dilatación temporal que hace más llevadero el viaje, al hacer más lento el paso del tiempo en la nave, es un arma mortal contra la comunicación: en efecto, cuando a 0,9c los mensajes procedentes del planeta madre tardan un par de años en alcanzarte, deja de tener mucho sentido contestar a los mismos.

Las estatocolectoras en la ciencia ficción

Los escritores del genero siempre han sabido reconocer las especiales bondades de las naves estatocolectoras como vehículos interestelares. Una de las especulaciones mas osadas e interesantes sobre el tema nos la ofrece Poul Anderson en su novela "Tau Cero". La misma nos narra el viaje de una nave estatocolectora que, a mitad de camino sufre una colisión con una nube de materia en condensación y pierde su capacidad de frenado. Los tripulantes se ven abocados entonces a acelerar continuamente en busca de un lugar en el que la densidad de materia sea lo suficientemente baja como para desconectar los campos de protección y proceder a la reparación de la nave… al tiempo que experimentan los efectos relativistas derivados de una velocidad cada vez mas cercana a la de la luz.

El diseño de la estatocolectora de Anderson esta particularmente cuidado. Corresponde al de una nave interestelar típica, con sistema de propulsión y frenado independientes y draga magnética generada por superconductores refrigerados por helio. El motor secundario es un impulsor ionico. El problema de la materia neutra se resuelve mediante el empleo de campos electromagnéticos variables que interactuan con los átomos mediante fuerzas magnetohidrodinámicas. El peor defecto técnico de la obra esta precisamente en el abuso de este tipo de campos: el reactor de fusión esta fijado mediante campos, el encaminamiento de materia a la tolva se lleva a cabo por los mismos, e incluso se propone un sistema de cancelación de la inercia, bastante increíble, por cierto, que se apoya en estos efectos.

La novela también hace hincapié en el carácter generacional de este tipo de naves, con sistemas de reciclado de aire y alimentos basados en modelos biológicos capaces de generar un ecosistema estable durante un periodo de tiempo bastante prolongado. Las relaciones interpersonales en una misión de este tipo también están magníficamente retratadas.

En la misma línea tenemos "Efímeras", de Kevin O’Donnell Jr. En este caso, la nave es muchísimo mayor que la de Anderson y esta pilotada por un ordenador cyborg, que utiliza componentes biológicos y electrónicos. Precisamente los problemas comienzan cuando el cerebro humano que forma el elemento biológico de la nave recupera su conciencia e intenta adaptarse a su nueva situación. Lamentablemente, una de sus primeras acciones consiste en apagar, de modo casi inconsciente, el reactor de fusión, con lo que la nave queda privada de empuje: un viaje que debería haberse completado en el curso de pocos años se convierte en un autentico arrastrarse entre las estrellas. La descripción del cyborg casi inmortal que pilota la nave y la adaptación de sus tripulantes desde un viaje de transito a una nave generacional son simplemente magnificas.

Desde el punto de vista técnico, la nave de "Efímeras" es también un modelo de espacio profundo destinado a la colonización. El tamaño es enorme, para dar acomodo a una tripulación bastante numerosa. La nave es de un solo uso: al llegar al planeta de destino, los materiales de la misma deberían de ser utilizados para ofrecer materia prima para la nueva colonia.

El sistema de captación de materia se basa también en campos capaces de manejar materia neutra, aunque la descripción de los mismos es bastante mas vaga que en el caso de "Tau Cero". Además, esta dotada de generadores locales de gravedad. La nave, como todo modelo generacional, esta dotada de un ecosistema cerrado: precisamente uno de los problemas mas graves con los que se encuentran durante el viaje es el desequilibrio inducido en dicho ecosistema por la introducción de un animal que es utilizado como arma en la peculiar guerra que tienen el componente biológico y el componente electrónico por el control de la nave.

Otro punto muy bien tratado, es el del encuentro con otras razas alienígenas que cruzan el espacio utilizando el mismo sistema de impulsión: la identificación de los patrones de emisión de los escapes de las estatocolectoras esta particularmente conseguida. Estos encuentros con otras razas no siempre resultan agradables: su primera experiencia es con una nave de violadores de mentes que les vuelven particularmente paranoicos a la hora de abordar nuevos contactos.

Gregory Benford es un autor particularmente comprometido con el tema de las estatocolectoras. En su novela "A través del mar de soles", la nave Lancer lleva a cabo un viaje a los sistemas estelares mas cercanos a la Tierra que acaba por conducir al protagonista hasta el mismísimo corazón de la galaxia… mientras que la Tierra sufre el ataque de una civilización de inteligencias mecánicas. La nave de Benford tiene elementos ciertamente originales. Para empezar, utiliza superconductores orgánicos de alta temperatura para el diseño de la draga magnética. Además, emplea una reacción nuclear catalizada libre de neutrones, semejante a las de ciclo de Bethe de las estrellas… aunque no explica el mecanismo por el que reproduce las presiones y temperaturas presentes en dicho medio. Por ultimo, responde al esquema de nave dotada de un único tipo de motor: el reactor de fusión se alimenta tanto de la materia interestelar en los tránsitos entre sistema como de la masa de reacción interna para
las fases de aceleración y frenado.

Por lo demás, el sistema de soporte vital es ciertamente curioso. El Lancer esta construido utilizando un asteroide modificado, que proporciona protección frente a la radiación, materia prima, cultivos hidropónicos e incluso posiblemente masa de reacción para la antorcha de fusión. La gravedad artificial se consigue mediante rotación en torno al eje principal de la piedra. Con una tripulación activa en torno al millar de personas, el Lancer esta también dotado de un sistema de almacenamiento criogénico para disminuir los requerimientos del sistema de soporte vital en desplazamientos prolongados… aunque en la dinámica social propia de los largos viajes por las estrellas acaba siendo destinado a usos muchísimo mas siniestros…

Otro elemento interesante es que las tareas de mantenimiento se llevan a cabo mediante robots controlados mediante sistemas de realidad virtual, incluyendo la limpieza del colector de las impurezas acumuladas durante el viaje.

En la misma línea tenemos el relato "Efectos relativistas", muy semejante a uno de los capítulos de "A través del mar de soles". "Efectos relativistas" es un homenaje a "Tau Cero", de la que toma el argumento principal: la nave estatocolectora que ha perdido la capacidad de frenado y se ve obligada a seguir acelerando hasta el fin del universo. Las características de la estatocolectora de este relato son en todo semejantes a los del Lancer: telemantenimiento mediante remotos pilotados por sistemas de realidad virtual, superconductores orgánicos y reacción termonuclear catalizada.

Benford hace otra incursión en el tema con "Redentora", donde narra las peripecias de una nave estatocolectora que es asaltada por una nave mas rápida que la luz procedente de la Tierra para hacerse con sus reservas de material genético. El esquema de "Redentora" es mas próximo a la nave de "Efímeras", por cuanto el piloto de la misma es también un cyborg. Por lo demás, en este caso Benford utiliza un perfil de misión basado en una tripulación mínima, con el resto de los colonos hibernados o transportados en forma de material genético. Este esquema, junto con la utilización de un piloto cyborg capaz de despertar a la tripulación hibernada para la resolución de situaciones concretas, es el optimo desde el punto de vista de tiempo de transito, pues permite las aceleraciones mas altas para alcanzar las velocidades relativistas que disminuyen el tiempo nave de viaje. Esta solución se utiliza también en "Sudario de estrellas", donde las comunicaciones y los viajes personales se llevan a
cabo mediante naves taquionicas mas rápidas que la luz, mientras que el transporte de mercancías, con menos requisitos de soporte vital y tiempo de transito mas prolongado, esta encomendado a las naves estatocolectoras automáticas. Esto favorecía el desarrollo de una economía con una planificación de décadas: uno planeta podría adquirir un determinado cargamento que tardase todavía cinco años en llegar…

Otro gran paladín de las estatocolectoras en la ciencia ficción es Larry Niven. En sus dos grandes novelas, "Mundo Anillo" y "Los ingenieros del mundo anillo", Niven nos cuenta las aventuras de una tripulación multiracial en la exploración de una mega estructura: el Mundo Anillo, gigantesca obra de ingeniería planetaria consistente en un anillo que rodea completamente a su sol, mientras el sistema completo se desplaza fuera de la galaxia huyendo de la explosión del núcleo. La civilización que construyo esa estructura utilizaba estatocolectoras para el transporte de mercancías entre el Mundo Anillo y los sistemas estelares que los habitantes del mismo utilizaban como bases de suministro. Precisamente a través de uno de esos circuitos de transporte llegan al Mundo Anillo los hongos responsables de la degeneración de los superconductores de alta tecnología que en ultima instancia producen el hundimiento de su civilización. Estas estatocolectoras utilizan superconductores de alta
temperatura y campos manipuladores de materia para obtener el combustible para su generador de fusión. Además, utilizaban un modelo semigeneracional, con estancias del orden de cinco años en el espacio interestelar, desacelerando al llegar al puerto de destino mediante un sistema electromagnético.

Además de estas naves de transporte del mundo anillo, otra de las razas que poblaba la galaxia, los titerotes, utilizaban dragas magnéticas para recoger deuterio interestelar con destino a los omnipresentes motores de fusión montados en la mayor parte de las naves que aparecen en el fascinante universo retratado por el libro.

Niven retoma el tema de las estatocolectora en "Un mundo fuera del tiempo". Por cierto que el planteamiento de esta novela es ciertamente original: en lugar de moverse a baja velocidad dentro del sistema planetario y acelerar en el espacio interestelar, Niven aprovecha la riqueza de materia en los alrededores de una estrella para acelerar y desarrollar una trayectoria a velocidad constante en el espacio interestelar. Lógicamente, el rendimiento del motor es perfecto, pero como solo utiliza campos electromagnéticos para la captación de materia, no queda particularmente claro como consigue evitar los efectos derivados del bombardeo de partículas ni de la colisión con escombros planetarios…

Por ultimo, en la novela de Aguilera y Redal "Hijos de la Eternidad" aparece una nave estatocolectora llamada "Konrad Lorentz". Esta nave responde al esquema clásico de nave generacional: un cilindro de unos 20 Km de longitud y unos dos de diámetro, draga magnética clásica sin sistema de ionización y gravedad inducida por rotación, en cuya cara interna podían encontrarse casas, jardines y parques. Al igual que en "Efímeras", la nave esta gobernada por un tandem biológico y cibernético: un ordenador super avanzado que trabaja junto con un delfín modificado genéticamente. La Konrad Lorentz forma parte de una flota de miles de naves del mismo tipo construidas en órbita con propósitos de colonización: los pasajeros viajan despiertos la duración de un viaje que mas que interestelar resulta casi intergaláctico…

Como conclusión, la nave estatocolectora ofrece el mejor camino posible para la exploración interestelar. Una vez desarrollado un motor de fusión viable, una sonda basada en esta tecnología tendría una alta capacidad de aceleración, autonomía casi indefinida y no plantearía unos problemas excesivos de protección para la electrónica asociada. Aplicada a una nave interestelar tripulada seria necesario resolver los problemas de soporte vital comentados en el articulo. Además, seria necesaria una tecnología de protección que no esta actualmente desarrollada. En cualquier caso, si algún día nuestros astrónomos detectan una estela de fusión procedente de una estrella cercana, posiblemente procederá de una de estas naves cruzando en solitario el vacío abismo entre los soles…

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Pues bien, en marzo de 2006 Pianka recibió el premio Distinguished Texas Scientist por la Texas Academy of Science, y como es habitual, dio un discurso para la ocasión. En este discurso, Eric Pianka dijo (entre otras muchas cosas, a mi entender muy interesantes) que sería bueno para la Tierra (para el planeta y todas las formas de vida que habitan en él) que el número de habitantes humanos descendiera radicalmente. Entonces dijo que este descenso podría suceder, por ejemplo, con la muerte del 90% de la población mediante enfermedad por un virus mutado del ébola. Además sugirió que esta drástica disminución de la población también sería un alivio para los humanos supervivientes, ya que la población humana está cerca de los límites del colapso por superpoblación (esto no se lo inventa él, hay muchos investigadores que lo apoyan con diferentes teorías y modelos matemáticos, desde los estudios del crecimiento de la población de Malthus en el siglo XIX).

A raíz de ese discurso varias personas conocidas por apoyar el diseño inteligente, han denunciado a Pianka por "bioterrorismo" y avocar al genocicio, y exigen que sea llevado al Department of Homeland Security por la amenaza que supone al mundo. Más aún, Eric Pianka y otros miembros de la Texas Academy of Sciences han recibido amenazas de muerte.

 Enlaces:

• -Artículo de wikipedia sobre esta polémica. 

• -Transcripción del discurso: éste no fue grabado, y creo que esta es la transcripción que más fragmentos tiene. 

• -What nobody wants to hear, but everyone need to know: respuesta de Pianka a las acusaciones. Además hay enlaces con textos relacionados. 

•  -Vídeos de Pianka, incluyendo entrevistas sobre el tema.

• -The Vanishing book of life (PDF): es un libro muy cortito (35 páginas; en inglés, no he encontrado traducción) que escribe Pianka relatando como toda la vida estaría escrita en un libro enorme cuyas páginas vamos arrancando sin ser leídas mientras desaparecen especies y ecosistemas sin que haya dado tiempo si quiera a estudiarlos. Además relata el colapso de la población humana y como esta está avocada al desastre, y vuelve a tararse con sus teorías sobre el ébola. Muy interesante conocer el punto de vista de este libro, aunque no se ompartan als opiniones.

[tags]Erik Pianka, herpetologia, Lizard Man[/tags]

Aquí se ve bien el apéndice del espádice que sobresale de la espata abierta. 

En el espádice se disponen las flores femeninas en la zona inferior y las flores masculinas en la superior. Entre las flores femeninas y las masculinas hay pelos estériles y por encima de las masculinas también. Toda la inflorescencia está rodeada por la parte basal de la espata de modo que forma una especie de túbulo, la cámara floral.

Esta foto es un corte de la cámara floral.

La planta suele florecer por un periodo de dos días:   

• El primer día la espata se abre y la primera noche la cámara floral produce un leve aumento de su temperatura.-El segundo día el espádice produce calor (un aumento brusco te la temperatura hasta 14 ºC por encima de la del ambiente) y el olor a carne podrida. La espata abierta se calienta por proximidad al espádice. De este modo la planta se convierte una trampa perfecta para las moscas: tiene el color de la carne, huele a cadáver en descomposición y además está caliente. Entonces las hembras de mosca (de Calliphoridae) entran en la cámara floral cargadas de polen de una planta que visitaron en otro momento, "pensando" que van a depositar sus huevos dentro de un cadáver. Las flores femeninas acaban de madurar y las masculinas aún no están maduras. En este momento los pelos se vuelven rígidos de modo que dejan a la mosca atrapada en la cámara floral.

• La segunda noche el espádice deja de producir calor y olor, justo en el momento es que la mosca quedó encerrada. Entonces la cámara floral vuelve a producir un poco de calor durante toda la noche.

• La mañana del tercer día la planta cesa toda producción de calor.Las flores femeninas han sido fecundadas ya que la mosca ha esparcido el polen mientras  se debatía intentando escapar de la cámara. A su vez las flores masculinas acaban de madurar. En este momento los pelos se marchitan permitiendo la salida de la mosca, que al escapar se impregna con el polen de las flores masculinas.

Con todo esto la planta consigue asegurarse la polinización cruzada, una mosca sólo polinizará a otra planta diferente.

• cuando el calor se produce en la cámara floral, se produce un aumento en el consumo de oxígeno en esta cámara en relación inversa a la temperatura ambiente, es decir, que la cámara se termorregula.

• cuando el calor se produce en el espádice el aumento en el consumo de oxígeno lleva una relación directa con la temperatura ambiental, es decir, que el espádice no termorregula.

En ambos casos el calor se produce por respiración, y en el caso del espádice la producción de calor está asociada a la del compuesto oloroso.

Algunos la comparan por el aspecto con una oreja de cerdo y otros un ano de mamífero.

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