jueves, 3 de marzo de 2011

Sobre cómo ven las abejas el Universo

“A las abejas debo horas de la más pura alegría que acompañan el descubrimiento,
entre días de desmayo y esfuerzos frustrados”
Karl Von Frish
Antonio Suárez. Según la opinión de científicos la tercera parte de los alimentos que nos llevamos a la boca dependen del tenaz trabajo de las abejas. Las incansables obreras en sus idas y vueltas a las colmenas realizan la polinización de muchas especies botánicas. Para ello, se valen, de entre otros órganos sensoriales, de sus cincos ojos. Dos de ellos, de gran tamaño, son compuestos y están situados a ambos lados de la cabeza. Éstos son utilizados para ver en distancias largas, para localizar las fuentes del preciado néctar y advertir a sus depredadores en un amplio campo de visión; los zánganos, los tienen de mayor tamaño que sus congéneres para poder seguir a la reina en el vuelo nupcial. Los otros tres, son los llamados simples u ocelos. Están situados entre los compuestos formando un triángulo y son empleados en las distancias cortas y en situaciones de oscuridad; en sus desplazamientos entre el espacio reducido de los panales de una colmena o en el exterior cuando llega el crepúsculo. En suma, todo el sistema visual de la abeja comprende un campo de visión de 280º.
Ojos compuestos y ocelos
a. Cabeza de abeja: ojos compuestos y ocelos
Una característica de las abejas es que pertenecen al grupo de los insectos sociales junto a las avispas, termitas y hormigas. De ellas se han encontrado fósiles del periodo Devónico, de hace 400 millones de años, de cuando la vida de estos seres era solitaria; y de hace 100 millones de años, de cuando ya habían adoptado el sistema de vida estructurado de las colmenas que aporta mayores beneficios a la especie.
Espectro visible humano y de abejas
b. Espectros de visión humana y de la abeja
Hasta las investigaciones llevadas a cabo por el premio Nobel Karl Von Frisch no tuvimos la certeza de la visión en color de las abejas. Sus experimentos concluyeron que aunque percibían el color no lo hacían de la misma forma que los humanos. Estos diminutos seres tienen desplazado levemente, pero beneficiosamente para ellos, su espectro visible a otras longitudes de ondas. Mientras el ojo humano ve toda la gama de colores que van desde el azul al rojo, la visión de las abejas se sitúa en la región del espectro que va desde del ultravioleta al naranja-amarillo. Justamente por esta razón las abejas ven los mismos colores que los humanos además del ultravioleta y con la excepción del color rojo. Ambos sistemas de visión son tricromáticos, es decir, están basados en tres colores básicos. La percepción de la radiación ultravioleta (UV) de las abejas fue descubierta por Kühn en 1924.
Karl Von Frish
c. Karl Von Frisch
Las flores que reflejan el color ultravioleta, invisible para el ojo humano, lo hacen como mecanismo de atracción de las polinizadoras mostrándoles el camino hacia la recompensa; como contrapartida a la colaboración que éstas obtienen por el transporte del polen a flores de la misma especie facilitando la fecundación. Las señales vendrían a ser como poner en la puerta de un mesón un cartel con el aviso “¡Hoy comida gratis!”. Cuando las abejas enferman por culpa de plagas o de los pesticidas y dejan sin polinizar grandes áreas de cultivo los agricultores son los primeros en enterarse y en padecer las consecuencias. Para ellos, la labor que realizan las abejas y otros polinizadores es insustituible; desarrollando un papel fundamental en la conservación de la biodiversidad.
Flor en espectro visible humano y de abeja
d. Flor en espectro visible humano y de abeja (UV)
El segundo de los descubrimientos de Von Frisch merecedor del Nobel de 1973 guarda relación con la danza que hacen las abejas para informar a la colonia sobre el lugar donde se encuentra el alimento, siendo el baile distinto en función de la distancia a la que se encuentra la localización; si está en dirección a favor o contraria al Sol; o dependiendo del ángulo que forma el sitio con relación al Sol y a la colmena. Para largas distancias, incluso van modificando el ángulo de la danza teniendo en cuenta el movimiento aparente del Sol. Por otro lado, como perciben el campo gravitatorio, para sus danzas toman de referencia la línea vertical del panal que relacionan con la posición de la colmena con respecto al Sol.
El lenguaje de las abejas
e. Danza de abejas
Además, sus ojos tienen la facultad de percibir la luz polarizada y en días nublados conocen la posición del Sol aunque no puedan verlo. Cuentan con la capacidad de apreciar el plano en que vibra la luz filtrada por las nubes. En estudios recientes se alude a la capacidad geomagnética de orientación después de haberse encontrado en el abdomen de la Apis Mellifera nanopartículas de magnetita, un imán natural.
Ojo compuesto
f. Ojo compuesto
Los ojos compuestos están divididos en miles de facetas hexagonales que captan una imagen parcial del entorno y todas unidas conforman un mosaico con la imagen completa, de manera análoga a cómo se construyen, basándose en píxeles, las imágenes en una pantalla de ordenador o en las televisiones digitales.
Las abejas ven el mundo de manera distinta al homo sapiens porque sintonizan en el espectro electromagnético otra región de longitudes de ondas más provechosa para su existencia. Además, aunque con menos resolución, consiguen ver a mayor velocidad. Si el ojo humano es capaz, a lo sumo, de distinguir entre 20 y 30 imágenes por segundo, una abeja puede diferenciar más de 300 en el mismo lapso de tiempo. La dificultad que tenemos para seguir con la vista a un insecto que vuela, ellas no la tienen. Si pudiéramos sintonizar nuestros ojos a la visión de las abejas o en la región del espectro de otros animales, tendríamos un conocimiento más amplio del entorno que nos rodea. ¿Te imaginas tener la capacidad de sintonizar a visión infrarroja? Esta habilidad la tienen algunos animales para detectar en la oscuridad a sus víctimas o depredadores por la radiación térmica que emiten.
Sólo tener la posibilidad de contemplar el cielo en el limitado espectro de la visión humana pone al alcance de los astrónomos además de paisajes celestes de gran belleza ingente información que sirve para conocer detalles de los objetos que pueblan el universo. Pero muchos datos de gran importancia quedan ocultos si no se observa en otras regiones del espectro electromagnético. Como sucede con las abejas poder hacerlo permite ver un mismo medio de forma distinta para llegar más lejos en el conocimiento.
Explorador Internacional Ultravioleta
g. Explorador Internacional Ultravioleta
Desde los años 1960 los avances de esta forma de escudriñar el universo han sido muchos. Se han puesto en órbita satélites y naves espaciales equipadas con observatorios para el estudio de la radiación electromagnética (ondas de radio, ultravioleta, infrarroja, de rayos x y gamma). Desde la Tierra, aunque es posible hacer estas observaciones y de hecho se han instalado observatorios en lugares de altura o en globos, se tiene el inconveniente de que los gases de la atmósfera representan un obstáculo que dificulta la detección y el análisis de la información. La información que se obtiene son datos de temperatura, composición química y distancia, básicamente; que permiten a los científicos llegar a hipótesis sobre el origen, formación, evolución y extinción de los astros. Esta forma de hacer astronomía se llama radioastronomía y ha permitido descubrir nuevos objetos celestes invisibles para la astronomía óptica, tales como quásares, púlsares, blázares y radiogalaxias; representando éstos a algunos de los procesos físicos extremos que se dan en el universo.
Anillos de Saturno
h. Anillos de Saturno en ultravioleta
Los falsos colores indican mayor concentración de polvo y tierra en las zonas rojizas
y de hielo en las azuladas. Destacan en rojo intenso las divisiones de Cassini y Encke
La detección y estudio de la radiación ultravioleta abarca muchos campos de la Astronomía y ha supuesto avances en el conocimiento del Sol y de los planetas del sistema solar, de las estrellas jóvenes, de la composición de la materia interestelar e intergaláctica, de las propiedades físicas de quásares y de otras relacionada con la evolución de los sistemas estelares.
Galaxia Andrómeda
i. Galaxia Andrómeda en ultravioleta
Destacan las estrellas jóvenes (mucho más energéticas que las viejas) junto a densos cúmulos estelares que radian fuertemente en luz ultravioleta
Para el caso de una abeja astrónoma que percibe la radiación ultravioleta que reflejan las flores es necesario aclarar que la atmósfera terrestre, por suerte para la salud de muchos seres vivos en la que estamos incluidos, sólo deja pasar la parte menos dañina. Contando con esta limitación sería interesante compartir una noche estrellada con una de estas extraordinarias criaturas, invitadle a mirar por un telescopio y que nos contara con sus danzas como ve el universo. O subirla a una nave espacial y enviarla al espacio, el lugar ideal para este tipo de observaciones... No olvidamos una sorprendente imagen del libro “La vida de las abejas” de Von Frisch realizada a través del sistema óptico del ojo de una abeja.
Bibliografía
VON FRISCH, Karl, La vida de las abejas, 1980
MAETERLINCK, Maurice, La vida de las abejas, 1889
QUERO, Ana, Dir. del curso Las abejas y la apicultura, Universidad de Oviedo, Dpto. Biología de Organismos y Sistemas., Ref. 1835.123, 2004
TORRALBA RUBIAL, Antonio & PÉREZ ORTEGA, Sergio, La visión de los insectos desde un punto de vista óptico, 1997
Darci M. S. ESQUIVEL, Eliane WAJNBERG, Léa J. EL-JAICK, Daniel ACOSTA-AVALOS y Marília P. LINDARES, Efectos del campo geomagnético en insectos sociales, Ciencia al Día Internacional, Núm 2, Vol. 3, Junio 2000
Créditos de imágenes
a. Curso Las abejas y la apicultura, Universidad de Oviedo, BOS., Ref. 1835.123, 2004.
b. Menzel y Backhaus, 1991
c. Nina Leen
d. Klaus Schmitt
e. Del libro Karl Von Frisch, el señor de las abejas de Fedro Carlos GUILLÉN
g. Wikipedia
h. Misión Cassini-Huygens. Foto de la NASA / Universidad. Colorado, LASP
i. Fotografía satélite Swift. NASA.
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Web
Citas
"En fin, es el espíritu de la colmena el que fija la hora del gran sacrificio anual. El genio de la especie, - es decir, la enjambrazón,- en que un pueblo entero, llegado al pináculo de su prosperidad y de su poderío, abandona de pronto a la generación futura, toda sus riqueza, sus palacios, su morada y el fruto de su trabajo, para ir a buscar lejos la incertidumbre y la penuria de una patria nueva. Es un acto que, consciente o no, supera ciertamente a la moral humana"
Maurice Maeterlinck
“Quien fuera como la abeja, que siente el sol también a través del cielo nublado, que encuentra el camino a la flor nunca perdiendo la dirección”
Hilde Domin
“Las abejas y los apicultores generan un bien público medioambiental y desarrollan un papel fundamental en la conservación de la biodiversidad”
Manuel Izquierdo

miércoles, 2 de marzo de 2011

El primer latido de Venus

Antonio Suárez. Hace unos días me levanté antes de la hora habitual con la idea de dedicar unos minutos a la observación de Venus. Antes de dirigirme al trabajo buscaría recreo en el cielo, en una madrugada en la que el parte meteorológico auguraba estabilidad atmosférica y ausencia de nubes. No perdí tiempo en buscar un lugar aislado de la contaminación lumínica. Localicé un espacio en las afueras de la población, orientado hacia el este, que me ofrecía un cielo despejado y aceptablemente oscuro.
Venus y la Luna
a. Venus y la Luna - 1/3/2011 - 7:17 UT

Antes de montar el pequeño refractor eché un vistazo a simple vista. Venus y la Luna brillaban intensamente acaparando ambos el protagonismo de todos los astros visibles. Venus ahí estaba, precediendo al Sol, esperando a la primera luz del día y a los rojos de la aurora. Cerca del horizonte, en primera fila, para no perderse el primer espectáculo de la mañana. Y es que a Venus le gustan los amaneceres tanto como los atardeceres. No en vano, cuando corresponde, el lucero disfruta también de las últimas luces de la tarde, siguiendo siempre de cerca al Sol.
Con el telescopio ya instalado pude ver en fase al astro que lleva el nombre de la diosa romana del amor y de la belleza, aquella que en los mapas del cielo se señala con un símbolo que es una elegante representación del espejo donde se mira: un círculo con una pequeña cruz debajo que empleamos para enunciar al sexo femenino.
Las fases de Venus tal como las vio Galileo
b. Las fases de Venus tal como las vio Galileo
Venus sorprende cuando descubrimos sus fases porque nos recuerdan de inmediato a la Luna. Éstas, además de ser propias de nuestro satélite, también son características en los planetas que se encuentran en las orbitas interiores. Desde nuestra posición nunca podremos ver en fase a cualquiera de los astros que se encuentren en una órbita más alejada de la terrestre. Las fases vienen determinadas por la luz del Sol que refleja un astro hacía la Tierra en función a su posición variable en la órbita que sigue. Galileo fue el primero en observar las fases de Venus y el primero en ratificar, empíricamente, la discutida teoría heliocéntrica de Nicolás Copérnico. Midiendo el diámetro de Venus en sus distintas fases el pisano demostró que la Tierra no estaba en el centro del Sistema Solar. Las medidas obtenidas de Venus en conjunción superior y en conjunción inferior estaban, significativamente, distanciadas. Entonces, en 1610, no se conocía todavía que la órbita elíptica que sigue Venus es prácticamente circular.
Después de apreciar su fulgor, que en ocasiones erradamente algunas personas creen que proviene de una estrella, me acordé de la espesa capa de nubes perpetuas de su atmósfera. Nubes que han mantenido ocultos, hasta hace pocos años, los secretos del planeta más próximo a la Tierra. Nubes que ni un pequeño telescopio, ni otro gigantesco como el Gran Telescopio de Canarias (GTC) pueden atravesar para contemplar los que tras ellas se oculta: un mundo extremo con unas condiciones que impiden el desarrollo de cualquier forma de vida conocida.
Venus se encuentra del Sol a una distancia media de 108 millones de kilómetros. El segundo de los planetas rocosos, partiendo desde el Astro Rey, no tiene lunas y tampoco vistosos anillos como poseen todos los planetas gaseosos del Sistema Solar. En tamaño, masa y composición es muy similar a la Tierra, de ahí su consideración hasta mediados del siglo veinte de planeta gemelo de la Tierra, pero que presenta una realidad radicalmente distinta en cuestiones atmosféricas y térmicas. La densa atmósfera de Venus se compone, principalmente, de dióxido de carbono y una cantidad pequeña de nitrógeno. Un ambiente irrespirable que provoca un agresivo efecto invernadero que hace que se eleve la temperatura de la superficie del planeta hasta 460º C. Un lugar donde la presión atmosférica es similar a la que tendríamos que soportar si nos sumergiéramos a mil metros de profundidad en algún océano de la Tierra. Un piélago aplastante, imposible de sostener por el delicado sostén que mantiene nuestras vidas, capaz de derretir hasta el plomo. Las sucesivas misiones soviéticas de las naves Venera ofrecieron testimonios notables de este mundo inhabitable.
Hace medio siglo la inquebrantable curiosidad humana consiguió contactar de manera inequívoca con el planeta vecino, saber más de él, intimar con sus velados y recónditos secretos. De Venus todavía no se conocía ni tan siquiera la dirección de su rotación o el tiempo que emplea en completar un giro sobre su eje. Tres siglos antes, primero Christian Huygens y, poco después, Giovanni Cassini ya habían calculado el periodo de rotación de Marte. Cassini, que fue más preciso, lo fijó en 24 horas y 40 minutos tras observar con su telescopio como la mancha oscura de la región de Sirtys Major llegaba a la posición donde había comenzado su indagación. Con Venus, el maravilloso instrumento óptico que permitía fisgonear en el espacio cercano resultaba inútil.
Finalizada la Segunda Guerra Mundial la tecnología de radares empleada para el seguimiento del tráfico aéreo comenzaba una nueva andadura dedicada a la exploración planetaria. Un radiotelescopio no es más que una antena que aprovecha del espectro electromagnético un rango de frecuencias mayor que el concerniente a la luz visible. Las señales que puede transmitir un radar viajan por el espacio a la velocidad de la luz con la ventaja añadida de que son capaces de atravesar hasta las nubes de Venus y llegar hasta la superficie de un cuerpo sólido. Cuando llegan, se produce un rebote, un eco de las ondas que son reflejadas al espacio y pueden ser captadas por un radiotelescopio situado en la Tierra o en el mismo espacio.
The Lincoln Laboratory Millstone Hill
c. The Lincoln Laboratory Millstone Hill
Radar Observatory, ca. 1958
La incipiente disciplina que comenzaba a aplicarse en el campo de la exploración planetaria tenía como primer objetivo con Venus detectar su eco, ese primer latido esperado de las ondas que llegó a detectarse, por primera vez, de manera inequívoca en mayo de 1961 en experimentos de radar conducidos por los laboratorios norteamericanos JPL y MIT Lincoln. Después de varios falsos positivos e infructuosos intentos se estableció el primer contacto, un logro que sirvió también para determinar la distancia de la Tierra a Venus e insistir en la estimación de la unidad de medida que se emplea para calcular las distancias en el Sistema Solar, la Unidad Astronómica, la distancia media de la Tierra al Sol. En la misma década se hicieron nuevos descubrimientos. La rotación de Venus se revela que es retrógrada (observada desde el polo norte sigue el sentido de las agujas del reloj) y es extremadamente lenta. Un día en Venus dura, nada más y nada menos, 243 días terrestres y el tiempo que tarda en su viaje alrededor del Sol es de 224,7 días. En el planeta más cercano los días son más largos que los años. Si fuera posible contemplar sus interminables amaneceres y ocasos, comprobaríamos que el recorrido aparente del Sol por el cielo de Venus es de oeste a este, al revés que en la Tierra. Caso singular entre los planetas del Sistema Solar, con la excepción del planeta Urano.
Radiotelescopio de Arecibo
d. Radiotelescopio de Arecibo, Puerto Rico


Mosaico de Venus - Observatorio de Arecibo
e. Mosaico de Venus.
Radiotelescopio de Arecibo
Los desarrollos en paralelo de sistemas para almacenamiento de datos y de ordenadores dedicados al procesamiento digital de las señales de radar fueron muy valiosos para la radioastronomía. El uso de modelos informáticos que convertía en imágenes las señales recibidas permitió, por primera vez, la posibilidad de contemplar una panorámica de Venus. La instalación del famoso radiotelescopio de Arecibo, en Puerto Rico, con su impresionante plato esférico de 305 metros, obtuvo la primera imagen detallada del planeta. Y la misión Magallanes llevada a cabo entre 1989 y 1994, apoyada en una nave equipada con radares que orbitaba el planeta, de norte a sur, descubrió completamente a Venus en sus imágenes de alta resolución.
Meat Moons
f. Meat Moons de 8 km de altura,
en Aphrodite Terra


51 volcanes escudo
g. 51 volcanes escudo en Ulfrun Regio

Sólo el empeño humano ha conseguido pasear por sus planicies y mesetas, sobrevolar los volcanes escudo, recorrer los escasos pero inmensos cráteres de impacto, transitar el suelo resquebrajado y lleno de aristas de las exclusivas tesseras, reparar en los canales por donde algún día fluyó la lava y en los profundos surcos de las enormes coronas. La obstinación consiguió traspasar las nubes que ahora brillaban en el ocular del pequeño telescopio.

Bibliografía

BUTRICA, Andrew J., See the Unseen. A history of planetary radar astronomy, en The NASA History Series, 1996

DYCE, R. B., PETTENGILL G. H. y SHAPIRO I. I., Radar determination of the rotation of Venus and Mercury. The Astronomical Journal, Volumen 72, Número 3, Abril 1967

Créditos de imágenes
a. Antonio Suárez, Sevilla, 1 de marzo de 2011
b. Galileo Galilei, en Il Saggiatore, 1623
c. SMIT Lincoln Laboratory, Lexington, Massachusetts, foto número P489-128
e. D. Campbell, Cornell University
f y g. Misión Magallanes

Internet

martes, 1 de marzo de 2011

Videos: El cielo del mes de Marzo de 2011

Dos videos sobre el cielo que podemos disfrutar este mes de marzo. El primer video muestra el cielo del hemiferio norte, realizado por el equipo del Hubblesite, esta versión ofrece subtítulos en castellano añadidos por Fernando Beltrán, "... El cielo nocturno es siempre un espectáculo celestial, explora y maravíllate desde la terraza de tu casa".



Para el cielo del mes de marzo en el hemisferio sur tenemos el siguiente video, realizado por Fernando Beltrán, a partir de imágenes y videos de diversas fuentes. La locución es de Estrella Castello. "... Contempla la quietud del cielo sobre tu cabeza, y percibirás el movimiento de la Tierra bajo tus pies".