Los 10 descubrimientos científicos más importantes del 2019

La revista Science listó los descubrimientos científicos más importantes del 2019, entre los cuales se destaca ampliamente la hazaña de hacer “visible la oscuridad”, o en palabras más sencillas la posibilidad de fotografiar un agujero negro por primera vez en la historia. Ya terminando el año, nos parece una buena ocasión para traer a colación este repaso:

La primera fotografía de un agujero negro

En algunos casos son incluso tan grandes como un sistema solar, y sabemos de su existencia por el efecto que provoca su gravedad en los objetos cercanos, pero nunca nadie los ha visto de manera directa. Al menos no hasta abril, mes en que un equipo internacional de astrónomos del “Event Horizon Telescope” (EHT) lanzaron una fotografía de un agujero negro. La imagen, borrosa, muestra un anillo anaranjado en el que la materia que rodea al agujero emite radiación a medida que gira a altas velocidades, antes de ser engullida por el pozo gravitacional que hay en el centro: ahí descansa el agujero negro. La imagen fue fruto de 20 años de trabajo y de un esfuerzo que implicó reclutar a astrónomos y radiotelescopios de todo el mundo para crear un telescopio virtual tan grande como la Tierra. 

Cara a cara con un denisovano

Hace 40 años, un monje tibetano se topó con una mandíbula en estado fósil. La misma pertenecía a un Denisovan, un ancestro que habitó Asia al mismo tiempo que los Neanderthals. En 2010, fueron identificados gracias al hallazgo y análisis de ADN de un hueso meñique, perteneciente a una niña, hallado en la cueva Denisova en Siberia. Pero en ese entonces aún no se sabía cómo se veían. Si bien la mandíbula encontrada no poseía ADN, un grupo chino y europeo extrajeron colágeno de él y lo combinaron con el colágeno del meñique. Eso sugirió que la mandíbula era Denisovan y que estos humanos tenían mandíbulas robustas, grandes molares y dientes con tres raíces. En septiembre, otro equipo refinó esa imagen aplicando una nueva técnica al genoma de la niña de la cueva Denisova. Trazaron modificaciones químicas del ADN llamadas metilación, luego combinaron esa información con una base de datos que describe cómo los genes faltantes o defectuosos influyen en la anatomía de las personas vivas. Los resultados sugirieron cómo el patrón de metilación del ADN de la niña podría haber moldeado su cuerpo. El equipo concluyó que ella se habría parecido mucho a un neandertal, con una pelvis ancha, una frente inclinada y una mandíbula inferior sobresaliente. Pero también tenía una cara más ancha que los humanos modernos o los neandertales, y un arco de dientes más largo a lo largo de su mandíbula.

Supremacía cuántica

En octubre, físicos de Google proclamaron que su ordenador cuántico había logrado lo que ninguna otra computadora podría: alcanzar la supremacía cuántica. Una computadora convencional manipula información codificada en bits que se pueden establecer en cero o en uno. Una computadora cuántica usa qubits que se pueden establecer en cero, uno o ambos a la vez. Para ciertos problemas, las posibles soluciones pueden ser representadas por diferentes ondas cuánticas que salpican simultáneamente a través de los qubits. Las soluciones incorrectas pueden cancelarse entre sí, mientras que aparece la solución correcta. Debido a que el sistema explora una gran cantidad de posibles soluciones a la vez, una computadora cuántica completa podría, por ejemplo, factorizar grandes cantidades mucho más rápido. Las comparaciones mostraron que la computadora cuántica calculó en 200 segundos algo que tomaría a una supercomputadora 10,000 años. Sin embargo, los investigadores de IBM cuestionaron si Google realmente había alcanzado su objetivo. Otros físicos dicen que para resolver problemas prácticos aún no se ha logrado. La era de la computación cuántica puede haber amanecido, pero aún queda un largo trecho por recorrer.

Suplementos contra el hambre

Millones de niños no llegan a recuperarse por completo de la malnutrición y sufren de debilidad y retrasos en el crecimiento incluso después de ser alimentados correctamente. La causa está en la microbiota intestinal. Los investigadores han averiguado que los microorganismos que viven en sus intestinos no maduran correctamente a causa del déficit de alimentación. Este año, un equipo de investigadores demostraron la eficacia de un suplemento de bajo coste para estimular el crecimiento de los microorganismos de la microbiota intestinal. Los primeros resultados se han obtenido con un bajo número de pacientes, pero ahora mismo se están llevando a cabo ensayos clínicos más ambiciosos y a largo plazo para averiguar cuál es la eficacia de este tratamiento frente a los problemas de crecimiento. Los suplementos, que contienen un aporte de garbanzos, plátanos, soja y harinas de cacahuete, podrían ser administrados en los hogares: por ello, se cree que podrían tener un impacto enorme.

Después del gran impacto

Hace 66 millones de años, un asteroide gigantesco impactó en la Tierra provocando la desaparición del 76% de las especies, incluidos los dinosaurios. Pero durante mucho tiempo permaneció en el misterio cómo habían muerto exactamente y qué tan rápido se habían recuperado los ecosistemas. Este año, tras analizar un sedimento proveniente del lugar en que se produjo el impacto y sumado a una gran cantidad de fósiles hallados en Estados Unidos la historia se volvió más clara. La reconstrucción del hecho se ha desplegado casi minuto a minuto, desde cómo el cráter de impacto se llenó de roca fundida a cómo, al final del día, fue arrasado por un tsunami. La ausencia de azufre en el material también confirma que todo se vaporizó, ayudando a causar un rápido enfriamiento global y oscuridad. Pero la vida se recuperó más rápido de lo esperado, como demuestra el análisis de un tesoro de miles de fósiles de animales y plantas de un yacimiento de Colorado. Aparecieron las legumbres y los mamíferos duplicaron su tamaño y diversidad dentro los primeros 100.000 años. Eso sí, la investigación de unos pequeños organismos unicelulares ha documentado una rápida acidificación de los océanos después del impacto y la supresión de la vida marina durante un millón de años. 

El objeto más lejano explorado

El pasado 1 de enero, la sonda New Horizons de la NASA sobrevolaba un pequeño objeto de 36 kilómetros de ancho a unos 6.600 millones de kilómetros de la Tierra, en una región más allá de Neptuno llamada cinturón de Kuiper. La roca MU69, conocida con el nombre indio de Arrokoth se convertía así en el mundo más lejano visitado por una nave espacial. New Horizons reveló que Arrokoth consiste en dos bloques de construcción planetarios prístinos que se asemejan a dos tortitas grumosas unidas por un cuello estrecho. Sin cráteres, los dos lóbulos helados se formaron por separado al comienzo del Sistema Solar. La nave proporcionó mucha información sobre los orígenes del cuerpo y todavía le queda mucha más por transmitir hasta el final de 2020.

Un antepasado microscópico

La vida nació a partir de una sopa de moléculas prebióticas que, con el tiempo, comenzaron a replicarse. Tradicionalmente, se considera que los primeros seres vivos microscópicos se diferenciaron en tres grandes linajes: bacterias, arqueas y eucariotas. Estos últimos dieron lugar a animales o vegetales, y se caracterizan por haberse generado a partir de la fusión de otros microbios. Este año, un grupo de investigadores dio un gran paso adelante en la tarea de desentrañar cuál es el origen de los eucariotas. Después de 12 años de trabajo, investigadores japoneses lograron cultivar y secuenciar un organismo, de nombre Prometheoarchaeum syntrophicum, que se consideraba como un representante del grupo de los Asgard, dentro de las arqueas. Los Asgard eran conocidos solo por fragmentos de ADN aislados de sedimentos de aguas profundas y otros ambientes extremos. Sorprendentemente, esos fragmentos contienen genes que anteriormente se pensaba que solo se encontraban en eucariotas. Los análisis comparativos de ADN indicaron que los Asgards, o un pariente antiguo, incluso pueden haber dado lugar a eucariotas. Esa idea radical reduciría los dominios de la vida de tres (arqueas, eucariotas y bacterias) a dos: bacterias y arqueas, con eucariotas reducidas a un subconjunto de arqueas. Otros estudios de este año han identificado más genes eucariotas en fragmentos de ADN de otros miembros del grupo Asgard. Sin embargo, los defensores de ambas ideas están de acuerdo en que los eventos que ocurrieron hace casi 3 mil millones de años serán difíciles de reconstruir, y que pueden surgir nuevas ideas a medida que se estudian más Asgards. 

Un tratamiento para la fibrosis quística

En octubre, los científicos celebraron la aprobación de un tratamiento efectivo para la mayoría de los casos de fibrosis quística. El tratamiento, una combinación de tres medicamentos llamada Trikafta, corrige los efectos de la mutación más común detrás de la enfermedad. Así podría convertirse de una enfermedad progresiva en una enfermedad crónica más manejable. El tratamiento es capaz de atenuar muchas de las complicaciones de la enfermedad y mejora la capacidad pulmonar de los afectados entre un 10 y un 15%. Por el momento, está aprobado para ser usado en niños de 12 años pero ahora se trabaja para emplearlo en niños todavía más pequeños. El problema es que cuesta cientos de miles de euros cada año, y ha de ser consumido de por vida.

Esperanza contra el ébola

Desde su aparición en 1976, el ébola ha sido sinónimo de muerte. Pero este año eso ha empezado a cambiar. Un equipo de científicos finalmente identificó dos medicamentos que reducen drásticamente las tasas de mortalidad. Ambos son anticuerpos, uno aislado de un sobreviviente de un brote de ébola en 1996 y el otro una mezcla de tres anticuerpos producidos en ratones con sistemas inmunes humanizados. El resultado debería ayudar a mejorar las posibilidades de supervivencia de los pacientes y también alentar a las personas a buscar tratamiento temprano. Sin medicamentos efectivos disponibles, las personas con síntomas a menudo intentaron evadir la detección y buscaron curanderos, lo que ha provocado brotes. Más de 40 años después de que surgiera la amenaza del Ébola, el mundo finalmente está mejor preparado para lidiar con el virus.

La máquina que reina en el póker

Este año, un programa de inteligencia artificial venció a algunos de los mejores jugadores del mundo en la versión más popular del póker. El resultado histórico marca la primera vez que la IA ha prevalecido en un concurso multijugador en el que los jugadores solo tienen información imperfecta sobre el estado del juego. Al jugar 1 billón de juegos contra sí mismo, su programa, Pluribus, desarrolló una estrategia básica para varios tipos de situaciones. Para cada mano específica, también puede pensar cómo se desarrollarían las cartas. Pluribus jugó de manera diferente a los programas para juegos de dos jugadores. Esos programas buscaron una estrategia sin pérdidas, conocida como equilibrio de Nash, que garantiza que, en promedio, sus oponentes lo harían peor a menos que también jugaran con la misma estrategia. Con múltiples oponentes, no existe tal garantía, por lo que Pluribus simplemente aprendió lo que era más efectivo en una situación dada. Según dijo Tuomas Sandholm, uno de los investigadores implicados en el desarrollo de Pluribus, la «habilidad para derrotar a cinco jugadores en un juego tan complicado abre nuevas oportunidades para emplear la IA para resolver una gran variedad de problemas reales».

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