Ciencia navideña. Perfumes, gambas y cristales de nieve

Se acercan días de frío y nieve, compras y regalos, cenas y comidas festivas. Desde Tercer Milenio despedimos el Año Internacional de la Cristalografía con un guiño al estudio de Kepler sobre los cristales de nieve y saludamos 2015 con un par de estudios científicos recientes conectados con uno de los regalos más socorridos: los
perfumes, y uno de los alimentos más consumidos en navidad: el marisco. Nos reencontraremos con los lectores el 13 de enero. Felices fiestas.

Estas fechas prenavideñas son el agosto de los fabricantes de perfumes, salvación de los compradores de ese regalo de ultimísima hora. Los aromas florales se dejan sentir en muchos de ellos.

Por ejemplo, la suave fragancia de la lavanda es fruto de los compuestos orgánicos volátiles. Hasta ahora se sabía que las plantas con flores utilizaban varias vías bioquímicas para producir un amplio abanico de estos compuestos químicos que conferían a cada flor su propio aroma. Ahora, un estudio del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales, en colaboración con la Universidad Autónoma de Barcelona, ha descubierto que las flores huelen a algo más que a flores. Según un trabajo publicado en la revista del grupo Nature ‘Scientific Reports’, los ‘perfumistas’ que elaboran los aromas más delicados en la naturaleza, no son solo las flores, sino también los microorganismos y hongos que las recubren.


Los investigadores pulverizaron las flores del saúco con antibióticos de amplio espectro. En las plantas tratadas con antibióticos, el contenido floral interno de compuestos volátiles y la respiración se mostraron estables, lo que demostraba que los antibióticos no causaban daños ni estrés en las plantas. Sin embargo, la cantidad de compuestos aromáticos emitidos por las flores, que proporcionan el olor, disminuyó drásticamente en los casos en que se roció con antibiótico. Los antibióticos incluso acabaron con algunos de los compuestos que emitía la flor. En general, el bouquet de las flores de saúco era completamente diferente hasta siete días después de la pulverización con antibióticos. "Con los antibióticos, los saúcos, a pesar de seguir teniendo flores sanas, no olían a saúco. Los antibióticos no habían afectado a la planta, pero habían eliminado los microorganismos y hongos que viven en las flores. Se demuestra así el papel clave de hongos y bacterias en los olores y perfumes que nos regalan las flores", comenta el investigador Josep Peñuelas.


Belleza simétrica en cada cristal de nieve


La industria alimentaria elige los ejemplares de gamba con tonalidades más rojas porque, al estar aparentemente más sanos, tienen mayor valor comercial, pero los resultados obtenidos en un reciente estudio cuestionan esta relación. Investigadores del Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC) y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) han descubierto que el cobre podría aumentar la coloración roja de las gambas.


Los camarones poseen grandes cantidades de astaxanthina, un carotenoide con un alto poder antioxidante que les da su característico color rojo. Igual que la mayor parte de los animales, las gambas no pueden sintetizar los carotenoides y deben incorporarlos a través de la dieta. Por lo tanto, un alto contenido en carotenoides indica el acceso a una buena dieta durante el crecimiento y el desarrollo de las gambas, lo cual se traduce en el color rojo que indica un buen estado de salud.


Según informa el MNCN, el estudio, basado en cálculos de química cuántica, ha mostrado que, en presencia de metales pesados, carotenoides como la astaxantina aumentan su tonalidad roja. "Esto significa que el color rojo, que en general está asociado a un mejor estado de salud en los animales, podría también estar indicando que han estado en contacto con metales pesados como el cobre", explica Andrés Barbosa, investigador del MNCN.


Los investigadores diseñaron un experimento para comprobar si el efecto teórico también se producía en vivo. Para ello, se expuso a un grupo de gambas, Litopenaeus vannamei, a agua a la que se había añadido cobre, en concreto, una concentración baja de cobre, 1mg/l. Compararon este grupo con otro de control en el que no se aumentó la concentración de cobre en el agua.


"Los resultados del experimento indican que las gambas expuestas al cobre terminan teniendo un color rojo más intenso que las del grupo de control, lo que confirma los cálculos teóricos previos", concluye el investigador.


Sin mucha prisa, la nieve ha llegado. Con su silencio conmovedor –la nieve recién caída absorbe muy bien las ondas sonoras porque es una capa esponjosa y el aire atrapado convierte al hielo en un estupendo aislante del sonido–. Y su blancura inmensa –los cristales de hielo que la forman son traslúcidos y, al apilarse, la luz que atraviesa cada uno acaba siendo reflejada por otro, de modo que casi toda la radiación incidente (blanca) sale rebotada–. De cerca, esos cristales de hielo deslumbran por su belleza simétrica, siempre hexagonal pese a que algunas luces navideñas inventen cristales con más brazos.


Dentro de unos días despediremos 2014, Año Internacional de la Cristalografía, que ha conmemorado no solo el centenario de la difracción de rayos X como herramienta para el estudio de la materia cristalina, sino también el 400 aniversario de la observación de simetría en los cristales de hielo. En 1611, Johannes Kepler le hizo un singular regalo de Año Nuevo a su benefactor, Wacker von Wackenfels: el tratado ‘Strena seu de nive sexangula’, sobre la estructura hexagonal de los copos de nieve. Kepler dejó por un momento de mirar a los cielos, donde encontró las leyes que definen el movimiento de los planetas, y se fijó en algo que se contaba entre lo más pequeño observable entonces. Su intento de entender la formación de cristales de hielo como empaquetamientos compactos de seis unidades alrededor de una séptima se considera el primer tratado de cristalografía, que dio comienzo al estudio profundo de la simetría en los materiales.