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Universo Paralelo: ¿Y qué le pasa al cromosoma Y?

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¡Buenas tardes, habitantes de este Universo ParaleloHoy tenemos una edición variopinta en temas. Pero, de algún modo, es el cromosoma Y el que parece tener un protagonismo fundamental. Digamos antes que los cromosomas son las unidades que organizan el material genético de gran parte de los organismos vivos.

  • En nuestro caso, por ejemplo, contamos con 46: 23 provenientes de nuestro padre y 23 de nuestra madre.

En los mamíferos, el sexo es determinado por uno de estos pares. En el macho, hay un cromosoma X y otro Y, en donde el nombre está asociado a sus respectivas formas. En la hembra, en cambio, hay dos cromosomas X. El cromosoma Y ha ido haciéndose más pequeño en la historia evolutiva, cuestión que discute en esta edición la biotecnóloga y doctora en Ciencias Biológicas, Natalia Mackenzie.

  • Luego cambiamos de tema de modo radical, para acercarnos al mundo de los materiales termoeléctricos y sus increíbles aplicaciones en distintas industrias. Será el doctor en Ingeniería Mecánica, Jorge Morales, director de la Escuela de Ingeniería de la Universidad Mayor, quien nos cuente sobre estos desarrollos.

También en la presente edición: esta semana invitamos a responder nuestro cuestionario a Mónica Rubio, Premio Nacional de Ciencias Exactas 2021 y profesora titular de la Universidad de Chile. Es doctora en Astrofísica de la Universidad de París. La profesora Rubio es una de las tres mujeres que han recibido el máximo galardón que otorga el Estado a la actividad científica, y que ha sido, principalmente, territorio de cromosomas Y.

  • La imagen de la semana es una hermosa simulación computacional de plasmas espaciales. Para comentarla, invitamos al doctor en Física Pablo Moya, profesor de la Universidad de Chile.

En “Breves paralelas”, volvemos a desprendernos del cromosoma Y, con la reconstrucción del rostro de una mujer neandertal que se ha hecho famosa debido a un documental disponible actualmente en Netflix; además, el triunfo de un equipo liderado por la micóloga Daniela Torres, que encontró una especie de hongo chileno que se pensaba extinto.

  • Terminamos recomendando un libro que promete aclarar las consecuencias que la presencia o ausencia del cromosoma Y tiene sobre el comportamiento sexual humano.

Espero que disfruten esta edición estelar de nuestro Universo Paralelo. No importa si disponen o no del cromosoma Y, compartan y ayúdenme a promover la ciencia en los medios. Y si les llegó de alguien, ¡inscríbanse ya!

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EL PLANETA DE LAS MUJERES

Crédito: T J McMaster

Natalia Mackenzie
Por Natalia Mackenzie
Biotecnóloga; doctora en Ciencias Biológicas

Imagina un mundo donde no existen hombres, solo mujeres. Un mundo en el que los hombres se han extinguido. Aunque suene a ciencia ficción, esta idea está siendo debatida seriamente en la comunidad científica, debido a la posible desaparición del cromosoma Y.

  • Este pequeño y crucial cromosoma, que determina el sexo masculino, podría estar enfrentando un futuro incierto,ya que ha estado perdiendo material genético durante los últimos millones de años. ¿Está el cromosoma Y en un camino sin retorno hacia la extinción? ¿Qué implicancias tendría su desaparición para los hombres?
  • Para poder siquiera empezar a responder estas preguntas tenemos que, primero, comprender qué son y qué rol tienen los cromosomas para la vida.Casi todas las células de los organismos poseen este tipo de estructuras hechas de genes, siendo estos los que codifican todas las instrucciones que hacen que cada ser vivo sea lo que es. En el caso de los seres humanos, las mujeres poseen dos cromosomas X; y los hombres, un cromosoma X y otro Y.

Es sabido que, a las 12 semanas de gestación, un embrión humano XY desarrolla testículos, los cuales producen hormonas masculinas y hacen que el bebé se desarrolle como un hombre. El responsable de este fenómeno es un gen del cromosoma Y conocido como SRY, el cual es tan determinante que, cuando es defectuoso, los bebés en gestación terminan siendo mujeres.

  • SRY, más algunos otros genes importantes para la definición del género masculino, son parte de un grupo de un poco más de 100 que aún se conservan en el cromosoma Y(el cromosoma X tiene aproximadamente 1.600 genes).

A pesar de que se cree que hace millones de años los cromosomas X e Y eran idénticos en tamaño, con el tiempo, el cromosoma responsable de la masculinidad ha perdido un 97% de su contenido genético, siendo una gran incógnita y razón de debate si hoy en día su degradación se detuvo o, bien, continuará hasta desaparecer por completo.

  • Aunque poco común en la naturaleza, algunos mamíferos –como la rata espinosa de Amami, un roedor japonés–, pueden vivir sin el cromosoma Yy, aparentemente, también sin el gen SRY. En los seres humanos la situación es distinta.
  • Algunos hombres poseen dos cromosomas X, con el gen SRY presente en uno de ellos.Esto sugiere que, incluso si el cromosoma Y desapareciera, los mecanismos moleculares que determinan el sexo masculino podrían persistir a pesar de la ausencia del cromosoma que normalmente los alberga.
  • Esto es una buena noticia para los hombres, ya que demuestra que su biología tiene planes genéticos alternativospara asegurar que, por lo menos por ahora, sigan siendo parte de la historia de la humanidad.
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MATERIALES QUE CONVIERTEN CALOR EN ELECTRICIDAD

Jorge Morales
Por Jorge Morales
Doctor en Ingeniería Mecánica

¡Imagina este escenario: estás caminando por la calle, con tu chaqueta inteligente, y de repente te das cuenta de que tu teléfono está a punto de quedarse sin batería! No hay problema. Tu chaqueta convierte el calor de tu cuerpo en electricidad, ¡y voilà! ¡Tu teléfono vuelve a estar cargado! ¿Cómo es posible? Gracias a los increíbles materiales termoeléctricos, una verdadera revolución en la ciencia de la energía.

  • Suena genial, ¿verdad? Pues déjame contarte sobre el truco detrás de esta magia: el efecto Seebeck, descubierto hace más de 200 años por Thomas Johann Seebeck. Parece ciencia ficción, pero es pura realidad. Estos materiales, conocidos comotermoeléctricos, están revolucionando la manera en que aprovechamos la energía, desde su uso en ropa inteligente hasta plantas solares avanzadas.
  • El efecto Seebeck establece que, cuando se aplica una diferencia de temperatura a una unión entre dos materiales diferentes, se genera un voltaje.Para que este material sea eficiente, debe tener una alta conductividad eléctrica y, a su vez, una baja conductividad térmica, para de este modo lograr minimizar las pérdidas de calor a través del material.

Una de sus aplicaciones es la ropa inteligente, como la chaqueta con la que iniciamos esta nota. Un trabajo reciente, liderado por el profesor Xiao-Lei Shi, de la Universidad Tecnológica de Queensland en Australia, asegura que, debido a la capacidad de conversión entre energía térmica y energía eléctrica, su peso ligero, flexibilidad, portabilidad, operabilidad, funcionamiento silencioso y fiabilidad, estos materiales muestran un gran potencial para diversas aplicaciones, como los textiles vestibles.

  • Pero estos materiales tienen otras aplicaciones, como capturar la energía solar y convertirla en energía eléctrica. Podemos usar espejos curvados para enfocar la luz solar en un receptor central que se calienta a altas temperaturas.
  • Allí, los materiales termoeléctricos convierten el calor en electricidad de manera extremadamente eficiente.Ideal para grandes plantas solares en regiones soleadas, esta tecnología promete una fuente de energía limpia y abundante.

Estudiar estos materiales en detalle podría tener un gran impacto en nuestro país y en todo el mundo. Chile debe transitar al uso de energías limpias y eficientes, cuestión que es tarea de todos. Cifras reportadas desde el Ministerio de Energía, señalan que la generación eléctrica basada en energías renovables no convencionales llegó al 41% en lo que va de 2024 y que, entre ellas, la energía solar subió un 13% este primer trimestre respecto al mismo período del año pasado.

  • Los materiales termoeléctricos son mucho más que simples componentes científicos; son la clave para un mundo más brillante y lleno de energía. ¡Únete a la revolución termoeléctrica y convirtamos juntos el calor en electricidad!
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EL CUESTIONARIO: MÓNICA RUBIO

Cada semana hacemos las mismas cuatro preguntas a un científico. En esta edición, entrevistamos a la astrónoma, Premio Nacional de Ciencias Exactas 2021, doctora Mónica Rubio.

-¿Qué te motivó a dedicarte a la ciencia?

-Desde pequeña, siempre fui muy curiosa y me preguntaba el porqué de todo. Durante las vacaciones, mi familia y yo íbamos al campo, donde quedaba maravillada mirando el cielo nocturno. Las estrellas, esos puntos luminosos, capturaban toda mi atención. ¿Qué eran? ¿Cómo se formaron? ¿Permanecerían allí para siempre? Estas preguntas me llevaron a inscribirme, por iniciativa de mi mamá, en un curso de astronomía impartido por ACHAYA, la Asociación Chilena de Astrónomos Aficionados, cuando estaba en la enseñanza media.

Cada fin de semana, me iba al Observatorio Pochoco, en El Arrayán, y observaba el cielo a través de los  telescopios. Una visita al Observatorio El Tololo, en La Serena, fue un punto de inflexión para mí; quedé absolutamente fascinada. Al investigar, descubrí que Chile estaba emergiendo como un centro astronómico de renombre mundial, y supe que quería ser parte de eso. Así, ingresé al Plan Común de Ingeniería en la Universidad de Chile. No me veía como un científico teórico; mi pasión era estar en el observatorio, recopilando datos y explorando el cielo. He pasado innumerables noches mirando las estrellas, siempre buscando respuestas a mis preguntas.

-¿Cuál es la obra científica que más influyó en tu actividad?

-La primera obra que influyó en mi trayectoria fue El Universo de Isaac Asimov. Me pareció tan fascinante que me convenció de que estudiar el universo era mi verdadera pasión. Más tarde, mientras cursaba mi Licenciatura en Física en la universidad, quedé maravillada con la mecánica clásica de Isaac Newton y la relatividad de Einstein.

Durante mi magíster en Astronomía, tuve que hacer un trabajo sobre los púlsares. Me sumergí en la historia de su descubrimiento, aprendiendo sobre la importancia y el escaso reconocimiento que recibió Jocelyn Bell, quien los descubrió. A pesar de su crucial aporte, el Premio Nobel se lo otorgaron a su profesor guía, ignorándola a ella completamente. Analizando los datos y en una reunión de especialistas en Inglaterra, los cálculos basados en la teoría de Einstein revelaron que los púlsares eran estrellas de neutrones, no señales de extraterrestres intentando comunicarse con nosotros. Todas las predicciones de Einstein sobre el universo y la física que lo describe se han confirmado. Es algo notable y absolutamente fascinante.

-¿Cuál es el problema científico más importante por resolver?

-Responder a esta pregunta es todo un desafío, ya que depende mucho del área de la ciencia en cuestión, y estoy segura de que cada campo tiene sus propios enigmas. En astronomía, cada nuevo telescopio que observa el universo trae consigo tanto soluciones a problemas antiguos como nuevos misterios.

Hoy en día, el problema que encuentro más fascinante es entender cómo el universo fue capaz de formar estrellas y galaxias tan temprano, tal como lo han revelado los recientes descubrimientos del Telescopio James Webb desde el espacio y de ALMA desde nuestro país. Los modelos actuales no pueden explicar cómo las estrellas y las galaxias se formaron tan pronto, ya que deberían haber aparecido mucho más tarde, después de los primeros 500 millones de años del universo. Este es un enigma emocionante que aún está por resolver.

-¿Cuál es la pregunta que te desvela como científica y cómo la enfrentas?

-Hay muchas preguntas que me quitan el sueño, pero no puedo intentar responderlas todas. Por el momento, y dada mi experiencia y estudios, el problema que más me atrae y desvela es conocer las regiones donde nacen las estrellas a lo largo de la vida del universo.

Las estrellas son las que iluminan el cosmos; sin ellas, el universo sería un lugar oscuro. Para que se formen, se necesitan zonas densas y frías que contengan algunas moléculas esenciales. Sin embargo, esas moléculas no siempre estuvieron presentes. Se requirió que estrellas nacieran y murieran para que los elementos que las componen se produjeran. Sabemos que todos los elementos químicos, salvo el hidrógeno, el helio y un poco de litio, se forman en el corazón de una estrella durante su vida o al morir. Investigar este proceso me fascina, y lo hago junto a colegas especialistas de muchas partes del mundo y estudiantes, ya que abordar este problema requiere la colaboración de muchos científicos. En Chile somos privilegiados, ya que podemos investigar y tomar los datos necesarios en nuestro propio país, convocando y agrupando a los mejores para llevar a cabo estas investigaciones. La astronomía atrae talento mundial a nuestro territorio, y ser parte de esta comunidad científica es verdaderamente emocionante.

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LA IMAGEN DE LA SEMANA

James R. Beattie et al. https://arxiv.org/abs/2405.16626

Jorge Morales
Por Pablo Moya
Doctor en Física

Parece una pintura abstracta de la tormenta perfecta, ¿no? Y en cierto sentido lo es. La imagen representa el movimiento de un gas o, más precisamente, un plasma, donde se pueden ver remolinos y vórtices de prácticamente todos los tamaños, anidándose unos dentro de otros.

Eso es justamente la turbulencia, y sucede constantemente, pero de manera invisible a nuestros ojos. Fugazmente, el vapor de una taza de café o el humo de un cigarro nos ayudan a ver el desorden y el movimiento constante en el aire.

  • La imagen fue generada con computadores haciendo simulaciones, e ilustra el movimiento de corrientes eléctricas y campos magnéticos en un plasma, que es parecido a un gas, pero con carga eléctrica.

Sucede que en el universo el estado de la materia que más abunda es el plasma. Se dice que un 99% de lo que podemos ver está hecho de plasma, y solo un 1% corresponde a sólidos, líquidos y gases. Así, estudiarlo a través de un computador es una manera de explorar el universo. El universo entonces es plasma y ese plasma suele ser turbulento.

  • Un ejemplo típico de un plasma turbulento en el espacio es el llamado viento solar, que llena todo el espacio interplanetario en el sistema solar.

El trabajo que se llevó a cabo para generar esta imagen de la turbulencia en el cosmos es pionero. No es primera vez que se simula un sistema de este tipo. Las limitaciones tecnológicas y de recursos suelen producir simulaciones reducidas, que se acercan a lo que podemos observar, pero no completamente. En particular, el nivel de turbulencia real de un plasma es extremadamente difícil de replicar.

  • Pero la imagen que aquí presentamos se obtuvo a partir de una simulación sin precedentes, realizada con cientos de miles de procesadores, lo cual permitió alcanzar un nivel de turbulencia más realista y representativo del viento solar.

Además de esta imagen cautivadora, los resultados de la simulación nos permitirán entender de mejor manera la física en el espacio. La física muchas veces se basa en el trabajo con ecuaciones muy complicadas y difíciles de resolver. Esas ecuaciones las conocemos y entendemos hace décadas o siglos, pero resultan ser tan complicadas que todavía guardan muchos secretos. Ahí los computadores han sido nuestros mejores aliados.

Trabajos como el de la imagen nos hacen pensar que todavía hay muchas sorpresas por venir.

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BREVES PARALELAS

BBC Studios/Jamie Simonds

–  La fotografía muestra la reconstrucción tridimensional del rostro de una mujer neandertal que vivió hace 75 mil años. Fue realizada por los hermanos Alfons y Adrie Kennis, paleoartistas neerlandeses, para el documental de Netflix Secretos de los neandertales.

  • Está basado en los restos del cráneo de una individua llamada Shanidar Z, encontrada en la cueva de Shanidar, en Irak. Se piensa que, poco después de su muerte, la cabeza de la mujer fue aplastada por la caída de alguna roca, ya que el cráneo estaba quebrado en más de 200 trozos.
  • Un equipo de la Universidad de Cambridge, liderado por la doctora Lucía López-Polín, logró rearmar el cráneo, que después fue escaneado e impreso en 3D, para luego comenzar su reconstrucción artística.
  • Es difícil saber cómo lucía realmente Shanidar Z, pero esta imagen es una posibilidad. Los hermanos Kennis la retratan como una mujer afable, de mirada tierna. Es decir, lejos de los estereotipos que usualmente se utilizan para los neandertales, esos parientes evolutivos que desaparecieron hace unos 40 mil años, cuestión sobre la que se cree que como Homo sapienssomos, al menos en parte, responsables.

–  La desaparición del Gran Puma era un misterio no resuelto por la ciencia. No se trata de un felino, sino de un pequeño hongo que habitaba en la cordillera de Nahuelbuta, descubierto en 1982 por el legendario micólogo Roberto Garrido, responsable de la descripción de más de 50 especies endémicas de Chile.

  • Pero desde su descubrimiento, al Gran Puma –o Austroomphaliaster nahuelbutensis– se le perdió la pista. Esto hasta hace algunas semanas, cuando un equipo de la Fundación Fungi, liderado por la micóloga Daniela Torres, anunció su existencia en la misma zona en que Garrido lo había avistado por primera vez.

Aunque la expedición de búsqueda lo había encontrado hace un año, solo un reciente estudio genético pudo confirmar que se trataba precisamente de la especie que se pensaba extinta.

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RECOMENDACIONES

¿Por qué es divertido el sexo?: La evolución de la sexualidad humana, de Jared Diamond (Debolsillo, 2008), es un entretenido y accesible análisis de la sexualidad del ser humano desde una perspectiva evolutiva. Diamond es también autor de clásicos de la no ficción científica, tales como El tercer chimpancé (1991) y Armas, gérmenes y acero (1997), por el que recibió el premio Pulitzer. Ese mismo año publica en inglés este breve libro de menos de 200 páginas.

  • En él nos habla de las peculiaridades de la sexualidad humana en comparación con otras especies animales. Diamond explora aspectos únicos de nuestra sexualidad, como la tendencia a tener relaciones sexuales en privado, la monogamia, la posibilidad de continuar una sexualidad activa incluso fuera de los períodos de fertilidad y la significativa inversión de tiempo en el cuidado de los hijos. Estas características se examinan a la luz de la evolución, ofreciendo explicaciones científicas sobre su desarrollo y propósito.
  • El autor también aborda temas como la menopausia, la homosexualidad y los roles de género, sugiriendo que muchas prácticas sexuales humanas tienen raíces evolutivas profundas, aunque también están influenciadas por la cultura. La pluma ágil y precisa de Diamond –con una buena dosis de humor e ironía– hace de este un texto muy entretenido y fácil de leer.
  • En resumen, ¿Por qué es divertido el sexo?ofrece una visión amplia de la evolución de la sexualidad humana, equilibrando la ciencia rigurosa con una estructura narrativa atractiva. Es una lectura esencial para aquellos interesados en comprender las bases biológicas de la sexualidad de nuestra especie.

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 Eso es todo en esta edición de Universo Paralelo. Si tienes comentarios, recomendaciones, fotos, temas que aportar, puedes escribirme a universoparalelo@elmostrador.cl. Gracias por ser parte de este Universo Paralelo. ¡Hasta la próxima semana!

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