El reloj de Deborah empieza a correr, y los
ositos de agua son los primeros protagonistas. Los científicos estamos
intentando desde hace años entender el principio físico que hace a estos
ositos resistentes incluso en las condiciones más adversas: la
transición vítrea. Y así empezamos este blog...
En septiembre de 2007 científicos de la Agencia Espacial Europea
introdujeron a unos pequeños animales llamados ositos de agua (o
tardígrados) en una cápsula llamada BIOPAN adosada a la superficie del
satélite FOTON. El objetivo del experimento era intentar hacerles la
vida imposible a los pequeños ositos de agua abriendo la cápsula, una
vez el satélite estuviera orbitando alrededor de la Tierra. Una vez
pasados diez días las puertas de la cápsula se cerraron de nuevo para
proteger a los animales de las extremas temperaturas de la reentrada. En
el laboratorio se sumergieron los ositos en agua y un 68 % de ellos volvieron a la vida
una vez rehidratados. Los supervivientes son considerados como los
primeros animales en aguantar las extremas condiciones del espacio
exterior. La clave de su éxito da comienzo a este blog dedicado
principalmente a la materia desordenada y a entender cómo intentamos descubrir, entre otras muchas cosas, el secreto de estos animalitos.
Vida y desorden
La vida es sin ninguna duda el caso más extremo de orden en la
naturaleza, pero curiosamente empezó y se desarrolla en un medio
desordenado: el agua líquida. El agua está involucrada en casi todos los
procesos biológicos y por eso se dice que somos agua en un 75 % (este
porcentaje varía con la edad). Pero el agua puede también resultar
letal. Los copos de nieve son sin duda bellos, pero los tejidos
biológicos los ven de una forma más crítica: son pequeños cuchillos que
con sus cantos afilados los destruyen dejándolos inservibles, incluso
cuando el agua vuelve a ser líquida. La simetría hexagonal de los copos
de nieve, de hecho, refleja un ordenamiento muy particular de las
moléculas de agua, y este ordenamiento es el que hace que los cristales
de hielo tengan una forma concreta, con cantos incluidos. Pero, ¿es
posible que exista un sólido sin una estructura ordenada?
Para
responder a esta pregunta lo mejor es dirigirse a la cocina y calentar
azúcar para hacer caramelo. Cuando calentamos el azúcar, éste se vuelve
cada vez menos viscoso hasta que se torna en lo que todos entendemos
como un líquido. Dejemos caer el caramelo ahora de la cuchara: veremos
que cada vez fluye más lentamente, hasta que llega un momento en que
parece un sólido como el hielo, pero no lo es. El caramelo sigue
fluyendo, pero ten lentamente que a nuestros ojos parece sólido. De
hecho, el número de Deborah se calcula como la división entre el tiempo
que tarda en fluir y el tiempo que tardamos en observar. El caramelo
caliente tendrá por tanto un número de Deborah pequeño, y el caramelo
"sólido" tendrá un número de Deborah grande y parecerá un sólido. Dicho
de otra forma, la realidad que observamos depende del número de Deborah.
Todo esto está muy bien, pero ¿dónde quedaron los ositos de agua?
Para que sobrevivan en condiciones en que el agua está congelada los
ositos de agua deben encontrar un mecanismo para conseguir que ésta no
cristalice, y aquí entra el otro objetivo de este blog: intentar mostrar
cómo se trabaja en ciencia. Conjuntamente con Fabio Bruni y Maria
Antonietta Ricci de la Universidad 3 de Roma, y con Sylvia McLain de la
Universidad de Oxford estamos investigando cómo consiguen estos
animalitos evitar la cristalización del agua, y es una de las causas por
las que inició ahora un largo viaje científico que me llevará este
verano a visitar Grenoble (donde se encuentra el Instituto Laue
Langevin), Múnich (donde se encuentra el reactor de neutrones FRMII) y
Oxford, y desde allá seguiré comentando lo que vaya pasando...
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