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¿Por qué se mueven las placas tectónicas?

A principios del siglo XX, el investigador AlfredWegener inició una revolución científica al pro-poner que grandes bloques de la superficierocosa de la Tierra, las placas tectónicas, res-balan bajo, encima, o a los lados, unas de otras,lo que resulta en el desplazamiento o derivade los continentes. Muy discutida hasta princi-pios de los sesenta, actualmente la teoría delas placas tectónicas es aceptada aunque per-manecen algunas interrogantes, por ejemplo,¿por qué se mueven? Esta duda es el tema cen-tral de acalorados debates entre geofísicos.

En el interior de la Tierra existen cuatrocapas principales: la corteza, compuesta porel suelo y las rocas; el manto, constituido por

roca sólida con una capa fundidaen su parte más externa, y el nú-cleo, dividido a su vez en dos par-tes: una capa externa de espesosfluidos, y un núcleo interno sólido.La corteza flota sobre la parte ex-terna del manto (como un icebergen el mar).

Las placas tectónicas tienen de50 a 100 kilómetros de espesor yson más delgadas en los océanos y

más gruesas en los continentes. En las regio-nes más antiguas de los continentes, las pla-cas casi siempre forman una raíz rocosa quemide de 200 a 400 kilómetros, que llega hastalas partes profundas del manto de la Tierra.

Respecto a las razones que explican elmovimiento de las placas tectónicas, la comu-nidad científica está dividida. Un planteamien-to es que los desplazamientos de las placas sedeben al movimiento de la roca fundida delmanto y la deriva de los continentes se ocasio-na desde abajo, es decir, que el manto arras-tra la placa. Otros investigadores apoyan lateoría de un movimiento lateral, como si setratara de una banda transportadora: los mo-vimientos ascendentes de materiales ligeros enlas crestas oceánicas comprimen las placas enla dirección del lado más pesado, el cual se

hunde. Según esta teoría, el movimiento delas placas es independiente del movimiento delmanto.

De acuerdo con la primera teoría y debidoa que las placas tienen raíces rocosas incrus-tadas dentro del manto, al moverse éste arras-trará en la misma dirección a la placa que seencuentra sobre él; por lo tanto, la raíz ten-drá una inclinación hacia adelante, en la di-rección del movimiento.

Por el contrario, si el desplazamiento delas placas se debe a fuerzas laterales, y éstasson independientes del manto, la raíz rocosatendrá una inclinación hacia atrás, en contrade la dirección del movimiento de las placas.

Varios investigadores están tratando dedeterminar, en distintos sitios, la dirección delos cristales de olivina, que es el mineral másabundante en las raíces, ya que éstos se re-orientan y alinean en la dirección en la que semueve la raíz.

Aún no se ha llegado a ninguna conclusióny la controversia continúa. Pero el compren-der cómo funciona la dinámica del planeta agran escala nos ayudará a entender cómo fun-ciona en las pequeñas, como ocurre en los te-rremotos y las erupciones volcánicas, tanfrecuentes en los lugares donde chocan dosplacas tectónicas.

El investigador Gotz Bokelmann, de la Uni-versidad de Stanford, opina que es probableque ambos mecanismos actúen en diferentesgrados en distintas regiones de la Tierra y con-cluye “a menudo la verdad se encuentra me-diando dos puntos de vista, en aparienciaopuestos”.

Encuentro con Eros

forma de papa y mide 33 kilómetros de largo,13 de ancho y 13 de espesor. Realiza una rota-ción completa cada cinco horas y 16 minutos.La gravedad en Eros es muy débil: una personaque pesa 100 kilogramos en la Tierra pesaríaunos 60 gramos en el asteroide. La tempera-tura durante el “día” es de 100°C, mientrasque durante la “noche” baja a –150°C. Es unasteroide tipo S, lo que significa que su com-posición es de silicatos de hierro y magnesio,mezclados con hierro y níquel.

La nave NEAR se lanzó desde Cabo Caña-veral el 17 de febrero de 1996. Originalmente,

su encuentro con Eros se planeó para el 10 deenero de 1999, pero tuvo que posponerse porproblemas técnicos. La nave pasó el último añocerca de la órbita del asteroide y logró colec-tar 10 veces más información de lo planeado ycompletar todas las metas científicas propues-tas antes de que descendiera en su superficie,habiendo recorrido 3.2 mil millones de kiló-metros desde su lanzamiento.

¿Por qué es importante realizar este tipode estudios? Actualmente se conocen cerca de800 NEAs, lo cual equivale a un porcentaje muypequeño del total. Muchos de estos asteroideshan chocado con la Tierra y con la Luna. Unateoría muy aceptada asegura que hace 65 mi-llones de años un cometa o asteroide de 10kilómetros de diámetro se impactó contra laTierra, causando la extinción de muchos orga-nismos, entre ellos, los dinosaurios. Otras teo-rías sugieren que los elementos químicos quelograron que se originara la vida en el planetallegaron en alguno de estos cuerpos celestes.

La noticia del descenso de la nave NEARShoemaker en la superficie del asteroide 433Eros, el pasado 14 de febrero, causó el asom-bro hasta de los científicos e ingenieros másoptimistas que trabajan en esta misión. Lasúltimas fotos que se habían recibido fuerontomadas a una distancia de 120 metros de lasuperficie del asteroide y, minutos después, lanave mandó una señal que aseguraba que eldescenso había sido un éxito. En ese momen-to, la NEAR Shoemaker pasó a la historia alconvertirse en la primera nave en descenderen un asteroide.

La mayoría de los asteroides están concen-trados en un anillo que se localiza entre lasórbitas de Marte y Júpiter. Estas rocas espa-ciales rodean al Sol como lo hacen los plane-tas, no tienen atmósfera y poseen muy pocagravedad. Es probable que sean los restos deun objeto que empezó a formarse cuando elSistema Solar era muy joven, pero que no lle-gó a ser planeta debido a la poderosa grave-dad de Júpiter. Algunos asteroides llamadosNear Earth Asteroids (Asteroides cercanos ala Tierra) o NEAs, tienen órbitas que pasan muycerca de nuestro planeta . El 433 Eros es unode éstos; fue el primer NEA que se encontró,es el segundo en tamaño que se conoce y unode los más alargados. Fue descubierto en 1898por Gustav Witt, de Alemania, y August H. P.Charlois, de Francia. Esta roca espacial tiene

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¿cómoves?6

En México, cada dos horas muere una mujerdebido al cáncer cervicouterino. Esta enfer-medad, una de las más devastadoras, está re-lacionada con la infección previa por el virusdel papiloma humano. Por ello, es de sumaimportancia que investigadores de la UNAMhayan creado una vacuna que elimina las le-siones precancerosas, combate al virus y evitanuevas infecciones.

En nuestro país, del total de mujeres quepadecen cáncer, 85% tiene cáncer cervi-couterino. Los tratamientos actuales paracombatirlo, como son la radioterapia o la qui-mioterapia, son muy drásticos y resultan efec-

tivos sólo en el 40% de los casos. Mediante laprueba del Papanicolau pueden detectarse laslesiones precancerosas que causa el virus delpapiloma humano, las cuales son tratadas concriocirugía, que es la congelación del tejido, oextirpando parte del cuello del útero, peroestos métodos no erradican la posibilidad deque se generen nuevas infecciones por el vi-rus.

Hace más de dos años que el doctor Ricar-do Rosales, del Instituto de InvestigacionesBiomédicas de la UNAM, logró desarrollar unavacuna terapéutica que no sólo elimina las le-siones sino también combate al virus y evitanuevas infecciones. Esto se logró a partir delvirus de la vaccinia, el cual pertenece a la fa-milia de los Poxvirus, que son de los virus másgrandes (con un genoma compuesto por 200mil pares de bases), y ya han sido utilizadoscon éxito en la producción de otras vacunas,como la de la viruela. Se aisló el virus de lavaccinia atenuado, es decir, que no causa al-teraciones ni efectos secundarios en animaleso humanos, llamado Modified Vaccinia Ankara(MVA) y le introdujeron el gen E2, que provie-ne del virus del papiloma de bovino. Al inser-tar la proteína E2 en la vaccinia se genera unavacuna capaz de evitar que continúe el proce-so de transformación celular que causa el cán-cer cérvico uterino, llamada MVA E2. Losensayos se realizaron en ratones a los que seles introdujeron células de tumor humano.Después de varias semanas, cuando ya teníanformado el tumor, se les inyectó la vacuna MVAE2 con lo que se inhibió el crecimiento tumoral.En otros experimentos en conejos se logró laregresión de tumores hasta su completa des-aparición. Además, el tratamiento con MVA E2logró generar en estos animales una respuesta

de memoria inmunológica capaz de impedir denuevo el crecimientos de tumores.

Con estos resultados, en el Hospital Juárezde México se iniciaron pruebas clínicas con 172pacientes infectadas con virus de papiloma hu-mano. Después de dos años se observó que seisdosis inyectadas a cada paciente en el cuellodel útero fueron suficientes para erradicar elvirus en 90% de éstas, sin que presentaran efec-tos colaterales. Durante los dos años siguien-tes, las pacientes no tuvieron ninguna infeccióna pesar de continuar con una vida sexual nor-mal.

Por la investigación relacionada con el de-sarrollo de esta vacuna, el pasado 31 de enerose premió al doctor Ricardo Rosales y a suscolaboradores Carlos Rosales y HoracioMerchant, del Departamento de BiologíaMolecular del Instituto de InvestigacionesBiomédicas, con el Canifarma 2000. Este ga-lardón, de la Cámara Nacional de la IndustriaFarmacéutica, se creó hace 25 años para vin-cular el quehacer de la comunidad científicanacional con el desarrollo de la industria far-macéutica y reconocer a quienes realizan in-vestigación básica en ciencias farmacéuticas,químicas y biomédicas. Por otra parte, el doc-tor Rosales continúa investigando en este cam-po, en busca de desarrollar vacunas contra eldengue, la toxoplasmosis y los rotavirus.

El domingo 11 de febrero marcó un paso fun-damental en la carrera por desentrañar la in-formación existente en nuestros genes, cuandoel Proyecto del Genoma Humano publicó susresultados en la revista británica Nature y lacompañía Celera Genomics hizo lo mismo enla revista estadounidense Science. Un día des-pués, los resultados podían consultarse en de-cenas de sitios de Internet y en muchos de losperiódicos del mundo, incluidos los de México,que no suelen darle mucha importancia a lascuestiones científicas. ¿Por qué tanto revuelo?

En primer lugar, se trata de la informacióndetallada del genoma de nuestra propia espe-cie y el entender cómo funcionan nuestrosgenes nos proporcionará información valiosaacerca del desarrollo, fisiología y evolución delser humano. (Véase ¿Cómo ves?, No. 21).

Una gran sorpresa fue el número: pareceque el genoma humano contiene entre 25 000y 40 000 genes distintos, lo cual equivale sola-mente al doble de los que existen en un gusa-no o en una mosca. Sin embargo, nuestrosgenes son más complejos y generan un mayornúmero de proteínas. De este hecho podemospensar que las diferencias físicas y de compor-tamiento que existen entre las especies no es-tán relacionadas de una manera simple y

directa con el número de los genes que cadauna posee.

Las investigaciones incluyen más del 90%del genoma humano y representan el ordenexacto de las cuatro bases químicas del ADN:la timina, la citosina, la guanina y la adeninalocalizadas en los cromosomas. Esto influye entodo lo que constituye a un ser humano, desdeel color de sus ojos y su estatura, hasta losprocesos de envejecimiento y las enfermeda-des.

La información recabada a la fecha puedeser consultada sin restricciones en cuanto a suuso, lo que seguramente tendrá como conse-cuencia grandes descubrimientos en los próxi-mos años. Por ejemplo, en la actualidad ya sehan identificado más de 30 genes que estáninvolucrados en distintas enfermedades.

Eric Lander, director del WhiteheadInstitute Center for Genome Research dijo:

“Estamos en un momento extraordinario en lahistoria de la ciencia. Es como si hubiéramossubido hasta la cima de los Himalayas. Peroaún nos queda un largo camino por delanteantes de que entendamos todos los secretosque el genoma tiene que decirnos”.

Por otra parte, en este tipo de investiga-ciones apenas hay participación de los paísessubdesarrollados, lo cual va a redundar en unincremento de su dependencia tecnológica.Además, los beneficios que se generarán delproyecto del genoma humano, los medicamen-tos genéticos entre otros, seguramente seránmuy costosos, lo cual excluirá a buena partede la humanidad, en especial a la que vive enlos países pobres.

Nueva vacuna

El proyecto Genoma vuelvea ser noticia

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Martín Bonfil Olivera

Comentarios: mbonfil@servidor.unam.mx

Soy totalmente... genomaBiofertilizante hecho en México

dor del Centro de Investigaciónsobre Fijación de Nitrógeno de laUNAM, proporcionó el materialbiológico, así como la asesoríapara la fabricación de un bio-fertilizante dirigido a los cultivosde maíz, trigo, sorgo y cebada.Este proyecto de investigación serealizó en coordinación con la Se-cretaria de Agricultura, Gana-dería y Desarrollo Rural, porconducto de su Instituto Nacionalde Investigaciones Forestales,Agrícolas y Pecuarias (SAGAR-INIFAP) y la Fundación Mexicanapara la Investigación Agropecuariay Forestal. El biofertilizante con-siste en un cultivo de bacterias delgénero Azospirillum, mezcladasen un soporte inerte, lo cual per-mite su fácil manejo en zonas ru-rales. Las bacterias han sidoseleccionadas por su capacidadpara estimular el crecimiento delas plantas y aumentar el ren-dimiento de los cultivos. Esimportante recalcar que este fer-tilizante no contamina las zonasdonde se utiliza.

En 1999 se aplicó el bio-fertilizante en alrededor de me-dio millón de hectáreas de maíz,trigo y otros cereales, y se obtu-vieron rendimientos mayores enel rango de 11 a 95%, con un in-cremento promedio de 26% entrelos diferentes cultivos. En el año2000, el uso del biofertilizantepor parte de los campesinos y deotros productores aumentó a cer-ca de un millón y medio de hectá-reas. Este año continuará elprograma y el CIFN-UNAM segui-rá aportando sus conocimientosen beneficio de los productoresmexicanos.

Óscar Rodríguez

Todos los seres vivos, en términosbiológicos y bioquímicos, tenemosciertas necesidades fundamentales,como son la obtención de alimen-to y la reproducción. El nitrógenoes un elemento químico indispen-sable para cubrir estas necesida-des, ya que forma parte esencialde los aminoácidos y de losnucleótidos, que son las molécu-las que constituyen, respectiva-mente, a las proteínas y a losgenes.

En términos generales, los se-res humanos obtenemos nitróge-no a través del consumo de carne,huevo, leche y sus derivados, asícomo de algunos productos vege-tales ricos en proteínas como lasleguminosas (frijol, chícharo yhaba), y en menor cantidad decereales como el maíz y el trigo.Nuestra fuente natural de nitró-geno depende, en gran medida, denuestra capacidad de producciónde estos productos agrícolas.

A raíz de la llamada revolu-ción verde, iniciada en los añossesenta, el uso de fertilizantesquímicos —sobre todo los ni-trogenados— ha sido el métodomás exitoso para aumentar la pro-ducción de estos alimentos. Sinembargo, los costos económicos yecológicos han conducido a cues-tionar su uso. Del total del fertili-zante aplicado en los cultivos sólose aprovecha del 50 al 60% y unaparte importante de éste pasa alos mantos acuíferos, con la con-secuente contaminación de ríos,lagos y aguas subterráneas. Ade-más, los gases tóxicos que se des-prenden de los fertilizantes, comolos óxidos de nitrógeno, dañan lacapa de ozono.

Recientemente, el doctor Je-sús Caballero-Mellado, investiga-

EEl genoma humano se ha puesto muy de moda. Y no esextraño, pues —tal como repiten una y otra vez losmedios de comunicación—, su desciframiento es uno

de los avances más importantes que ha logrado la humanidad.Pero habría que matizar: se trata, efectivamente, de un gran

avance técnico. No se trata de haber descubierto algún nuevoprincipio de la naturaleza, ni una nueva teoría acerca de nues-tro patrimonio biológico. Consiste, simplemente (y al mismotiempo sorprendente, heroicamente) en haber logrado desci-frar la casi totalidad de los tres mil millones de letras (o “ba-ses”, en lenguaje bioquímico) que conforman el patrimoniogenético de nuestra especie. Por ello, se le ha comparado conel primer viaje a la Luna (también podría equipararse con lainvención de las computadoras).

No es adecuado, sin embargo, compararlo con el desarro-llo de la teoría de la relatividad de Einstein o la de la evolu-ción por selección natural de Darwin, pues éstos son avancescientíficos que consisten en una nueva manera de ver el mun-do, de explicar y predecir lo que pasa en la naturaleza. El des-ciframiento del genoma, por su parte, consiste en tener, porprimera vez en la historia, acceso a una vasta cantidad de da-tos que nos permitirán comprender —luego de años de estu-dio y desciframiento— cómo funcionan nuestros cuerpos yutilizar este conocimiento en nuestro beneficio. Por ejemplo,atacando de raíz las enfermedades que tienen un fuerte com-ponente genético.

Aparte del humano, hay otros genomas que se han desci-frado (entre ellos los de 599 virus, 38 bacterias, un hongo, dosanimales —la mosca de la fruta y el gusano Caenorhabditiselegans— y una planta, Arabidopsis thaliana) o están a puntode serlo (como el del ratón, principal mamífero utilizado enlos laboratorios). Su estudio nos permitirá comprenderlosmejor y compararlos con nuestra especie, aumentando así nues-tro conocimiento profundo de la biología, la evolución y elfuncionamiento de los seres vivos.

Aunque falta mucho por estudiar, uno de los hechos inte-resantes que se han averiguado al hacer un análisis preliminarde la secuencia del genoma humano es que el número de genes(entre 25 y 40 mil) es sólo el doble o triple del de organismoscomo los gusanos y los insectos; la mayor complejidad delorganismo humano probablemente se deba entonces a unamayor versatilidad de estos genes, que pueden producir dis-tintas proteínas según las necesidades. Por otro lado, la in-fluencia del ambiente probablemente sea más importante delo que algunos genetistas pensaban. Más alla de una simplemoda, la era de la genómica promete revelarnos el tesoro deconocimiento oculto en toda esta información.