Los diez descubrimientos científicos más impactantes de 2016, según «Science»

El temblor del Universo

No hay lugar a dudas. La detección de las ondas gravitacionales, unas diminutas perturbaciones en el tejido espacio-tiempo que cruzan el Universo a la velocidad de la luz, ha supuesto la gran revolución en el mundo de la Ciencia en 2016. La prestigiosa revista «Science», que elabora cada año la lista de los descubrimientos más relevantes e innovadores, ha elegido en esta ocasión el logro de los instrumentos gemelos LIGO como el más destacado de todos. Los motivos son varios: para empezar, supone confirmar una predicción realizada hace un siglo por Albert Einstein en su Teoría de la Relatividad General; además, pone fin a una búsqueda de cuarenta años y, lo que es aún más importante, abre una nueva era en la astronomía, en la que los científicos tienen una forma completamente diferente de observar el Cosmos. Y en todo esto, entre otros muchos, han participado investigadores españoles.

El pasado 11 de febrero, los físicos que trabajan en la colaboración LIGO, dos detectores de interferometría láser situados en Hanford, Washington, y Livingston, Louisiana (EE.UU.), anunciaron la primera detección directa de las ondas, realizada en septiembre de 2015. La señal procedía de dos gigantescos agujeros negros, cada uno con una masa unas 30 veces mayor a la del Sol, a punto de fusionarse a 1.300 millones de años luz de la Tierra. Tan solo unos meses después llegaba a nosotros una segunda señal, también procedente del «abrazo» de otra lejana pareja de agujeros negros.

Otros objetos espaciales masivos a enormes distancias, como púlsares o estrellas de neutrones, también son capaces de generar ondas gravitacionales, lo que podría darnos una información excepcional sobre cómo funcionan. Hasta ahora, casi todo lo que se sabía acerca del Cosmos se había averiguado a través de la radiación electromagnética (luz visible, rayos gamma o ultravioleta). El nuevo «sentido» promete incluso arrojar luz sobre la energía oscura o qué sucedió tras el Big Bang, el origen del Universo.

Ahora, los científicos tratan de detectar más ondas y de mejorar los instrumentos para ello. Otros detectores en la Tierra se están poniendo a punto, y la Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA preparan conjuntamente la misión LISA para poner en órbita los primeros detectores en el espacio, lejos de las interferencias terrestres.

Un planeta a la vuelta de la esquina

Es pequeño, está casi a la vuelta de la esquina si uno tiene en cuenta las dimensiones del Universo y puede ser nuestra mejor oportunidad para conocer al detalle un mundo fuera de nuestro Sistema Solar. Un equipo internacional de astrónomos, liderado por el español Guillem Anglada-Escudé y en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), anunciaba en agosto el descubrimiento del exoplaneta Próxima b, situado en la órbita de la estrella Próxima Centauri, la más cercana al Sistema Solar, a poco más de cuatro años luz. Por si fuera poco, es factible que tenga agua en su superficie y, en consecuencia, pueda albergar vida tal y como la conocemos.

Ahora, los científicos buscan tránsitos del planeta por delante de su estrella desde diversos observatorios en Chile y Sudáfrica. El objetivo es comprobar si tiene atmósfera y buscar posibles moléculas indicativas de vida. El advenimiento de nuevos telescopios, como el europeo extremadamente grande E-ELT o el espacial James Webb, serán fundamentales para desentrañar el misterio y detectar otros planetas similares. Porque como decía Anglada-Escudé en una entrevista a ABC, «cerca de la Tierra puede haber muchos mundos habitables».

Hay quien tiene prisa por saberlo. La iniciativa privada «StarShot», impulsada por el astrofísico británico Stephen Hawking y el multimillonario ruso Yuri Milner, pretende enviar una flotilla de pequeñas naves al sistema Alfa Centauri, lo que incluye Próxima Centauri. Quizás llegar hasta allí sea posible dentro de pocas décadas.

La inteligencia artificial vence al hombre

Este hito de la inteligencia artificial no se creía posible en una década, pero ha sucedido este año. Un programa informático llamado AlphaGo desarrollado por la compañía británica Google DeepMind vencía al campeón mundial de un milenario juego de origen oriental llamado Go tras una serie de cinco partidas. No es la primera vez que una máquina derrota en un juego a un maestro humano; hace 20 años «Deep Blue» de IBM ponía en su lugar a Garri Kaspárov en el ajedrez. Pero hasta aquí llega toda similitud, porque el Go exige una estrategia tan sofisticada y compleja que parece imposible para un «cerebro» hecho de circuitos.

En el Go, muy popular en países como China, Corea del Sur o Japón, dos jugadores deben conquistar el mayor territorio posible posicionando unas piedras blancas y negras sobre un tablero. Las reglas son sencillas, pero las posibilidades de juego múltiples, ya que dependen de la creatividad, la inteligencia, la experiencia y el estilo del jugador.

La capacidad de AlphaGo para aprender por sí mismo de una manera similar a la humana resulta la clave de su éxito. El programa utiliza unas «redes neuronales artificiales» que imitan a las biológicas para evaluar las posiciones en el tablero y seleccionar movimientos. Su éxito demuestra que la inteligencia artificial puede funcionar no solo a fuerza de cálculos, sino también con algo que se parece mucho a la intuición humana.

Matar células para seguir joven

Nada nos evitará envejecer. Es el precio que pagamos por seguir vivos. Ni la cirugía plástica, ni los suplementos vitamínicos ni las cremas antiarrugas nos devolverán a los veinte años. Pero un grupo de investigadores de la Clínica Mayo (EE.UU.) ha demostrado una forma de posponer algunos de los estragos del tiempo, al menos en ratones. Cuando eliminan selectivamente algunas células, los animales prolongan su vida, en concreto más de un 20% más, y permanecen más sanos mientras envejecen.

Las células sobre las que han actuado los científicos se llaman senescentes, ya no se dividen y se acumulan con la edad. Parecen tener un impacto negativo sobre la salud y acortan la vida útil hasta en un 35% en los ratones normales. Actuar sobre las células senescentes, sin embargo, retrasa la formación de tumores, preserva la función del tejido y órgano, y extiende la vida útil, sin efectos adversos observados.

La cuestión es si esta técnica funcionará en humanos. Los investigadores han creado unos fármacos que aniquilan las células senescentes sin intervención genética. Pretenden probarlos el próximo año en pacientes con artritis.

Los grandes simios «leen» la mente

Hasta ahora, se creía que «leer la mente» de los demás, anticiparse a sus deseos, intenciones y conocimientos, era una capacidad exclusivamente humana. Sin embargo, unos experimentos realizados por un equipo internacional de investigadores sugieren que los grandes simios también la comparten.

19 chimpancés, 14 bonobos y 7 orangutanes se pusieron a prueba. Los simios vieron una película que mostraba cómo una figura de King Kong roba una roca a un hombre y la esconde en una de dos cajas. El hombre lo observa todo pero huye cuando King Kong le amenaza. Entonces, el falso mono recupera la roca y desaparece. Cuando vuelva el hombre, ¿dónde buscará la roca?

Los investigadores utilizaron una tecnología de seguimiento ocular para comprobar el punto al que los simios dirigían su atención. Casi todos miraron a la caja donde el hombre erróneamente creía que su roca estaba escondida. Es decir, sabían lo que estaba pensando el individuo.

«Leer» la mente de los demás es esencial para llevarse bien con otros y predecir sus acciones. También es la base de nuestra capacidad para engañar a los demás.

Proteínas de diseño

Las proteínas son fundamentales: aceleran reacciones químicas vitales, permiten a los músculos hacer su función, llevan a cabo la comunicación entre y dentro de las células, y defienden contra los invasores. Son un invento magnífico, así que los investigadores de la Universidad de Washington han querido crear sus propias versiones. Ya habían modificado muchas proteínas existentes haciendo pequeños ajustes en el código de ADN de un organismo, pero este año lo han llevado a un nuevo nivel: han creado un conjunto de proteínas de diseño que no se parece a nada encontrado en la naturaleza, lo que prepara el terreno para el desarrollo de nuevos medicamentos y materiales.

Óvulos creados en laboratorio

La vieja idea de «bebés probeta» tiene ahora un nuevo significado. Científicos japoneses han conseguido que nazcan ratones a partir de óvulos completamente creados en una placa de laboratorio, a partir de células de la piel. La nueva técnica podría servir para combatir la infertilidad humana por medio de la producción de óvulos artificiales, pero el asunto no está exento de polémica.

El método es aún peligroso. Durante los experimentos los científicos produjeron 1.348 embriones, pero solo consiguieron que nacieran 26 ratones. Muchos de los fetos mostraron problemas de desarrollo y anormalidades en los cromosomas. Eso sí, los que salieron adelante crecieron aparentemente sanos y se convirtieron en adultos fértiles.

Esta técnica plantearía problemas éticos si se aplicara en humanos y revive los temores de la creación de «bebés de diseño», pero abre un mundo de posibilidades clínicas.

Una sola migración fuera de África

Nuestra especie es una especie viajera. Nacido en África, el Homo sapiens se ha expandido a los rincones más alejados del globo en los últimos 100.000 años, mezclándose con homínidos más arcaicos que ya vivían allí. Pero si los humanos modernos abandonaron África en una sola migración o en oleadas repetidas es algo que siempre ha intrigado a los investigadores. Un nuevo estudio sostenido por datos genéticos no tiene duda: La mayoría de los seres vivos fuera de África descienden de una sola migración. Cualquier migración ocurrida con anterioridad fue arrastrada por la última.

En tres estudios independientes, los investigadores analizaron cientos de genomas de grupos aborígenes que viven en los rincones más lejanos del mundo, desde Australia y Papúa Nueva Guinea a África. Un primer estudio analizó 83 genomas de Australia y el ADN mostró, en contraste con ideas anteriores, que fue ocupada una sola vez. Lo que es más, los antepasados de aborígenes y eurasiáticos se separaron de los africanos al mismo tiempo, posiblemente hace unos 70.000 años, sugiriendo un éxodo de África antes de la ruptura.

La segunda investigación analizó 300 genomas de 142 poblaciones y también informó de una sola migración de África, que diferenció a todos los no-africanos vivientes hace unos 50.000 años, aunque las fechas son imprecisas.

Un tercer estudio, que analizó 379 genomas de 125 poblaciones, presentaba el mismo patrón, con una excepción: alrededor del 2% del genoma de la gente de Papúa Nueva Guinea puede provenir de una migración separara y anterior fuera de África, hace unos 100.000 años. Esta migración anterior se extinguió casi por completo, dejando un pequeño rastro en algunas personas vivas.

La secuenciación del genoma, en un pispás

Un nuevo dispositivo desarrollado por la compañía británica Oxford Nanopore Technologies permite secuenciar el genoma de forma rápida y barata, y tan cómoda que puede ser utilizado en cualquier lugar. En cuestión de horas, los médicos pueden dar un diagnóstico o investigar el brote de una enfermedad en el lugar en el que ocurra.

La máquina lee las bases de ADN directamente con un avance tecnológico llamado secuenciación de nanoporos. Cuando el ADN pasa a través de unos estrechos poros, las bases alteran una corriente iónica en una forma única y legible. El genoma no tiene que ser cortado y las secuencias unidas más tarde por un ordenador.

Los investigadores han identificado el ébola y otros virus en solo unas pocas horas, secuenciado microbios en el instestino, descifrado el genoma de 53 millones de bases de una plaga de hongos del maíz, y secuenciado un genoma humano. Incluso los astronautas de la Estación Espacial Internacional (ISS) lo han utilizado para estudiar unos microbios del suelo.

Metalentes para una nueva visión

Las lentes de cristal, una de las primeras innovaciones de alta tecnología de la humanidad, permitieron a Galileo ver las lunas de Júpiter, a Antonie van Leeuwenhoek espiar a los microbios, y millones de personas aún las necesitan para ver con claridad. Pero llevan siglos produciéndose de la misma forma. Hasta ahora, porque un equipo de la Universidad de Harvard ha desarrollado una técnica para crear la primera lente metamaterial, o metalente, que puede enfocar todo el espectro de luz visible.

Se trata de unos nanotubos de dióxido de titanio con un tamaño de 600 nanómetros, equivalente a una milésima del grosor de un cabello humano. Son baratos de producir y mucho más ligeros que el cristal. La revista «Science» cree que podría revolucionarlo todo, desde los microscopios a las pantallas de realidad virtual o de los teléfonos inteligentes.