Biología

Los paramecios adaptan su natación al cambio de la fuerza gravitatoria

(NC&T) Los físicos Karine Guevorkian y James Valles, de la Universidad Brown, pusieron un frasco con agua de un estanque y paramecios vivos dentro de un electroimán de alta potencia en el Laboratorio Nacional para Altos Campos Magnéticos de Tallahassee, Florida. Los organismos son menos susceptibles al campo magnético que el agua, por lo que el campo generado dentro del frasco "tira" más fuertemente del agua que de las células.

Usando sólo agua, Valles y Guevorkian pudieron aumentar el efecto del "tirón" de la gravedad en aproximadamente un 50 por ciento. Para intensificar aún más el efecto, agregaron al agua un compuesto llamado Gd-DTPA. El Gd-DTPA es muy susceptible a los campos magnéticos inducidos, como los generados por los electroimanes. Esto les ha permitido a los investigadores hacer al agua "más pesada" o "más ligera" con respecto a los paramecios, logrando un efecto comparable al de hasta 10 veces la gravedad normal. El campo magnético es ajustable, por lo que Valles y Guevorkian también pueden crear condiciones que simulan la gravedad cero y la gravedad inversa.

Variando la intensidad y la dirección del campo magnético, los investigadores podían cambiar radicalmente la conducta de natación de los paramecios. Cuando la "gravedad" era mayor, los organismos nadaban con mayor fuerza hacia arriba para así mantener su posición en la columna de agua. Con gravedad cero, nadaban hacia arriba o hacia abajo con igual esfuerzo. Y con la gravedad invertida, los paramecios se esforzaban en bucear hacia donde debieran estar los sedimentos del "estanque".

Incrementando todavía más la intensidad del campo, Valles y Guevorkian pudieron probar los límites de fortaleza física del protozoo. Al aplicar una fuerza equivalente a unas ocho veces la gravedad normal, los pequeños nadadores dejaban de avanzar hacia arriba, pese a sus esfuerzos natatorios, aunque no se hundían, quedándose estancados. En este punto que marcaba la frontera entre el predominio de una u otra fuerza, los físicos pudieron medir la fuerza necesaria para contrarrestar el efecto gravitatorio: 0,7 nanonewtons. En comparación, la fuerza necesaria para accionar una tecla en un teclado de ordenador es de aproximadamente 22 newtons, la cual es más de tres mil millones de veces superior.

Paramecios
Este es el sistema electromagnético utilizado en los experimentos. (Foto: Karine Guevorkian y James Valles)
Las investigaciones desarrolladas en el espacio han demostrado muchos efectos biológicos enigmáticos relacionados con la disminución de la gravedad, tales como los cambios en el desarrollo de las células óseas y la expresión de los genes. Pero los métodos para manipular la gravedad en los laboratorios en la Tierra han sido pocos y problemáticos, impidiendo extender la investigación en estas áreas. Este nuevo método permitirá a los investigadores someter pequeños sistemas biológicos a efectos gravitatorios similares a los que se producen en el espacio, permitiendo experimentos menos costosos y más complejos sobre la respuesta biológica a las alteraciones de la gravedad.

Valles es profesor de física en la Universidad Brown. Guevorkian, quien recibió recientemente su doctorado en esa misma universidad, ha aceptado una plaza postdoctoral en el Instituto Curie de París. El trabajo de ambos con los paramecios y los efectos de la gravedad fue financiado por la NASA.


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