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La NASA envió miles de gusanos al espacio para resolver un problema importante

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Los gusanos se escabullen a través de la tierra, en la tierra y en el agua. De hecho, las diminutas criaturas se pueden encontrar en casi todos los hábitats de la Tierra, incluso respiraderos volcánicos en el fondo del mar. Ahora puede que también hayan conquistado el espacio.

En febrero, la NASA envió decenas de miles de gusanos al espacio. Su destino era el Estación espacial internacional (ISS). Si bien se sienten cómodos con los astronautas que ya viven allí, los gusanos flexionarán sus músculos mientras navegan por una pequeña carrera de obstáculos. Puede parecer un experimento frívolo, pero tiene un propósito esencial: estudiar cómo el espacio causa pérdida de masa muscular entre los astronautas.

Qué hay de nuevo – El 20 de febrero, la NASA envió una nave espacial de suministro Northrop Grumman Cygnus a la ISS que contenía 8.000 libras de valiosa carga científica y otros suministros para astronautas.

Incluido en el envío había un paquete especial, que contenía unos 120.000 Caenorhabdita elegante hacia. También había un dispositivo diseñado para medir su fuerza muscular en un entorno de microgravedad. C. elegans son un tipo de nematodo, también conocido como lombrices intestinales. No están en el mismo filo que los anélidos, o gusanos segmentados, como la lombriz de tierra. Más bien, es el modelo ultra animal, una de las criaturas más estudiadas del planeta y considerada una especie análoga a los organismos más complejos, incluidos los humanos.

Nathaniel Szewczyk es investigador de la Universidad de Ohio y uno de los co-investigadores detrás del nuevo experimento. Él dice que si los investigadores pueden tener una idea de lo que está sucediendo con estos organismos modelo en el espacio, también podría revelar exactamente lo que está sucediendo con los cuerpos de los astronautas.

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“Si las moléculas son las mismas entre gusanos, roedores y humanos, y los efectos son básicamente los mismos, entonces las cosas deberían traducirse con bastante rapidez”. Szewczyk relata Marcha atrás.

Porque es esto importante – Los seres humanos han tenido una presencia casi constante en el espacio durante los últimos 60 años. Con las misiones Apolo, los astronautas viajaron a Luna. Y durante los últimos 20 años, una tripulación internacional rotativa de astronautas se ha establecido temporalmente en la ISS, un complejo en órbita que vuela a 254 millas sobre la superficie de la Tierra. Las empresas espaciales privadas y las agencias espaciales patrocinadas por el gobierno han misiones tripuladas planeó durante la próxima década enviar más y más humanos al espacio que nunca.

Un total de 240 personas han estado en la EEI, algunas permaneciendo en el espacio solo por unas pocas semanas o meses, o, en el caso de los astronautas. Peggy Whitson y Mark Kelly, casi un año a la vez. A medida que más humanos se trasladan al espacio y regresan a la Tierra, sus estancias han cambiado la forma en que los científicos entienden la efectos de vuelo espacial en el cuerpo humano.

Aunque los astronautas se colocan en un regimiento de ejercicios a bordo de la ISS, aún pierden masa muscular mientras flotan en microgravedad.NASA

Uno de los efectos más perturbadores es un aparente pérdida de masa muscular en astronautas que viven en un entorno de microgravedad. Pero lo que causa la pérdida es un misterio, al igual que cómo lidiar con ella y evitar que suceda en primer lugar.

Profundice en los detalles – Los astronautas a bordo de la ISS no necesitan usar sus huesos y músculos para soportar toda su masa corporal de la misma manera que lo hacen en la Tierra. Aunque siguen una estricta rutina de ejercicio regular y una dieta rica en nutrientes en el espacio, los astronautas en un entorno de microgravedad suelen perder parte de su masa ósea y muscular.

En los últimos años, varios estudios han intentado averiguar qué les estaba sucediendo exactamente a los huesos y músculos de los astronautas. Esto es especialmente imperativo a medida que los humanos comienzan a aventurarse en viajes espaciales de mayor duración a destinos más distantes. como Marte.

Pero cuando piensas en la pérdida de músculo en los humanos, no la relacionas exactamente con pequeñas criaturas pegajosas que se mueven hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la vida.

Estos diminutos gusanos espaciales serán puestos a prueba a bordo de la ISS, pasando por una carrera de obstáculos microscópica.Universidad Tecnológica de Texas

“Los gusanos son criaturas diminutas y es absolutamente impactante que incluso tengan músculos”, dice Szewczyk.

“Pero ese es el problema. Cuando te detienes a pensar en ello, te das cuenta de que los gusanos y las personas necesitan músculos para moverse del punto A al punto B y, de alguna manera. Sorprendentemente, muchas de las pequeñas piezas dentro de las células musculares son en realidad lo mismo ”, explica.

Un ejemplo típico es la miosina, una proteína que también es uno de los puntos focales del experimento.

Y después – La miosina es una de las principales proteínas implicadas en la contracción muscular y está presente tanto en humanos como en gusanos. A su vez, los gusanos son un tema ideal para este tipo de experimentos.

Para probar la pérdida de músculo de los gusanos en el espacio, los investigadores detrás del experimento diseñaron un pequeño dispositivo llamado NemaFlex. NemaFlex parece una vieja grabadora de casetes, pero en realidad es una carrera de obstáculos muy pequeña construida especialmente para gusanos.

Los gusanos se abren paso a través de este dispositivo mientras se registra su movimiento.Universidad Tecnológica de Texas

A bordo de la ISS, los gusanos se colocarán dentro del dispositivo y se forzarán a atravesar pilares diminutos y flexibles. A medida que avanzan por la pista de obstáculos, una cámara microscópica medirá cuánto se dobla cada pilar, lo que a su vez revela el grado de fuerza que el gusano ejerce sobre el pilar con sus músculos.

“La física es exactamente la misma para medir la fuerza humana que para la fuerza de los gusanos; es solo que se necesita una pequeña placa de fuerza para empujar”, ​​dice Szewczyk.

Después de la prueba inicial, habrá más experimentos de seguimiento después de que los gusanos hayan estado en el espacio durante dos a cuatro semanas para medir cualquier cambio en su masa muscular después de pasar tiempo en el espacio.

Una vez que se complete la flexión, los gusanos regresarán a la Tierra. Una vez en el campo, más pruebas revelarán cualquier cambio en la expresión genética y la fuerza muscular de los gusanos. Juntos, estos experimentos brindarán a los científicos una mejor comprensión de cómo los músculos se adaptan al entorno de microgravedad.

Si bien algunos pueden ser escépticos sobre lo que el estudio de los gusanos puede decirnos sobre los humanos, dice Szewczyk, a nivel molecular, existe una fuerte correlación entre las dos criaturas.

“Pero también es bastante cierto que hay mucha gente que piensa que esto es una locura”, dice Szewczyk.

Experiencia en periódicos nacionales y periódicos medianos, prensa local, periódicos estudiantiles, revistas especializadas, sitios web y blogs.

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Nuevo modelo biomecánico muestra al Tyrannosaurus rex en un andar oscilante

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El esqueleto de Trix en el Centro de Biodiversidad Naturalis. Crédito: Mike Bink

Investigadores de los Países Bajos han creado un nuevo enfoque para imaginar cómo caminaban los dinosaurios. Al modelar una cola de T.rex como un puente colgante, los científicos obtuvieron una nueva idea de la velocidad al caminar del animal. Trix, el tiranosaurio del Museo Naturalis de los Países Bajos, probablemente caminaba más lento, pero con más fuerza en su paso, de lo esperado. Es un primer paso hacia un movimiento de dinosaurios más realista.


Los humanos y los animales tienen preferencia La velocidad al caminar. Esto está influenciado en parte por la cantidad de energía requerida: prefieren caminar a velocidad en el que utilizan la menor cantidad de energía posible. Una de las formas de hacer esto es usar algo llamado resonancia.

Ya sabes cómo funciona: cuando estás en un swing, no puedes hacerlo a ninguna velocidad. Si quieres hacerlo bien, debes elegir el momento adecuado y balancearte al ritmo del swing. En otras palabras: tienes que resonar con él. Y cuando das un agradable paseo relajante, las partes de tu cuerpo también resuenan. Caminar un poco más lento no requiere menos energía: notas que en realidad es más difícil.

Funciona para animales que caminan sobre cuatro patas y para animales de dos patas como humanos y avestruces. Pasha van Bijlert, un estudiante de ciencias del movimiento humano en la Vrije Universiteit Amsterdam (VU), aplicó la idea a un animal que caminaba de manera diferente a cualquier cosa en la tierra hoy: Tyrannosaurus rex. Estos dinosaurios carnívoros no solo tenían dos patas, también tenían una enorme cola les ayudó a moverse.

Al igual que los huesos de nuestro cuello, los huesos de la cola están unidos por ligamentos. “Puedes compararlo con un puente colgante“, Explica Van Bijlert”. Un puente colgante con mucho músculo. “Con cada paso, la cola se balancea hacia arriba y hacia abajo. Esto significa que, al igual que el swing, tiene una frecuencia natural en la que resuena”.

Una animación de T. rex Trix caminando según las simulaciones de Van Bijlert et al 2021. La cola resuena, lo que permite una marcha más realista y ligeramente más lenta. Créditos: Rick Stikkelorum, Arthur Ulmann y Pasha van Bijlert

Para averiguar cuál es esta frecuencia, Van Bijlert y sus profesores Anne Schulp (Naturalis / Universidad de Utrecht) y Knoek van Soest (VU) construyeron un modelo 3D de Trix, el Tyrannosaurus rex que se exhibe en el Museo Nacional Holandés de Historia Natural. Naturalis. Agregaron músculos digitales al famoso esqueleto, y en este modelo muscular pudieron realizar análisis biomecánicos. De estos, derivaron la frecuencia natural y una velocidad de marcha preferida: 4,6 km / h (2,9 mph). Entonces, cuando Trix salió a caminar, caminó aproximadamente a la misma velocidad que tú. Si tuvieras una mascota T.rex, no tendrías problemas para pasearla, al menos en términos de velocidad.

¡Camina con el dinosaurio!  Nuevo modelo biomecánico muestra al Tyrannosaurus rex en un andar oscilante

El estudiante Pasha van Bijlert con una réplica de Trix, el Tyrannosaurus rex que modeló como parte de su tesis. Crédito: Tom Brown

Van Bijlert, Van Soest y Schulp publicaron sus resultados en la revista Ciencia Abierta de la Royal Society este miercoles. “Ya había estudios sobre la velocidad al caminar de los dinosaurios, pero principalmente miraban las patas e ignoraban la cola, lo que hace que los dinosaurios sean tan únicos”, dice Van Bijlert. “En general, encontraron velocidades de caminata mucho más altas. La que calculamos es más baja, pero es similar a las demás”. animales. ”


Mantenga el ritmo: caminar con un compañero es genial, pero puede ralentizarlo


Más información:
Método de frecuencia natural: estimación de la velocidad de marcha preferida de Tyrannosaurus rex en función de la frecuencia natural de la cola, Ciencia Abierta de la Royal Society, royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsos.201441

Proporcionado por el Centro de Biodiversidad Naturalis

Cita: Walk the Dinosaur: New Biomechanical Model Shows Tyrannosaurus Rex in Oscillating Gait (2021, 20 de abril) recuperado el 21 de abril de 2021 de https://phys.org/news/2021-04-dinosaur-biomechanical-tyrannosaurus-rex -gait. html

Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte del uso legítimo para fines de estudio o investigación privados, no se puede reproducir ninguna parte sin permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente a título informativo.

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Los astronautas de la NASA SpaceX Crew-2 viajan a la Estación Espacial para realizar ciencia en microgravedad

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Los miembros de Crew-2 fotografiados durante una sesión de entrenamiento en las instalaciones de SpaceX en Hawthorne, California. De izquierda a derecha, Thomas Pesquet de la ESA (Agencia Espacial Europea), los astronautas de la NASA Megan McArthur y Shane Kimbrough, y Akihiko Hoshide de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA). Crédito: SpaceX

NASAde SpaceX La misión Crew-2 está programada para lanzar cuatro astronautas a la Estación Espacial Internacional a bordo de un SpaceX Crew Dragon el 22 de abril. Los cuatro incluyen a los astronautas de la NASA Shane Kimbrough y Megan McArthur y, por primera vez en la Programa de tripulación comercial, dos socios internacionales, Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) el astronauta Akihiko Hoshide y el astronauta de la ESA (Agencia Espacial Europea) Thomas Pesquet.

Los astronautas de Crew-2 se unirán a otros miembros de la Expedición 65, el astronauta de la NASA Mark Vande Hei y los cosmonautas Oleg Novitskiy y Pyotr Dubrovnik de Roscosmos, en una misión de seis meses realizando experimentos científicos en la órbita terrestre baja. Un enfoque científico importante de esta expedición es la continuación de una serie de estudios de pulgas tisulares en el espacio. Los chips de tejido son pequeños modelos de órganos humanos que contienen varios tipos de células que se comportan de la misma manera que en el cuerpo.

Cardenal Kate Rubins chip de tejido cardíaco, astronauta de la NASA

La astronauta de la NASA Kate Rubins está realizando operaciones para la investigación del chip de tejido cardíaco Cardinal en diciembre de 2020. Crédito: NASA

Estos chips pueden identificar terapias seguras y efectivas (medicamentos o vacunas) mucho más rápido que el proceso estándar. Además, muchos de los cambios que ocurren en el cuerpo humano durante los vuelos espaciales se asemejan al inicio y la progresión del envejecimiento y las enfermedades en la Tierra, pero ocurren mucho más rápido en la microgravedad. Los científicos están utilizando chips de tejido especializados en el espacio para modelar enfermedades que afectan órganos específicos del cuerpo humano, pero que podrían tardar meses o años en desarrollarse en la Tierra.

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Los chips de tejido son un aspecto de la ingeniería de tejidos, que utiliza una combinación de células, ingeniería y materiales para restaurar, mantener, mejorar o reemplazar el tejido biológico. Las telas fabricadas en la Tierra requieren algún tipo de andamio para crecer y solo pueden crecer hasta un grosor de no más de 1 centímetro, o un poco más de un cuarto de pulgada. Pero en microgravedad, en lugar de crecer en una capa plana, las células pueden crecer en tres dimensiones que imitan estrechamente a los tejidos del cuerpo.

Despliegue de ROSA

Esta imagen muestra la prueba Roll-out Solar Array, o ROSA, de junio de 2017. Los primeros paneles solares con el nuevo diseño de implementación llegan a la estación espacial durante el lanzamiento de Crew-2. Crédito: NASA

“Sabemos que las células se comunican entre sí y que la comunicación es esencial para un funcionamiento adecuado”, dice Liz Warren, directora senior de programas del Laboratorio Nacional de EE. UU. En la ISS. “No entendemos completamente por qué, pero en microgravedad, la comunicación de célula a célula funciona de manera diferente a como lo hace en un matraz de cultivo celular en la Tierra. Las células también se agregan o se juntan de manera diferente en microgravedad. Estas características permiten que las células se comporten más como lo hacen cuando están dentro del cuerpo. Por tanto, la microgravedad parece ofrecer una oportunidad única para la ingeniería de tejidos. “

Una asociación entre el Laboratorio Nacional ISS y el Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales (NCATS) de los Institutos Nacionales de Salud envió chips de tejido a la estación espacial para analizar los efectos de la microgravedad en la salud humana y traducirlos en mejoras en la Tierra. Las encuestas utilizan chips de tejido para estudiar el envejecimiento del sistema inmunológico, la respuesta inmunitaria pulmonar, las enfermedades musculoesqueléticas, la función renal, la pérdida muscular o sarcopenia, etc.

A todas las investigaciones de pulgas de tela se les asignan dos vuelos, explica Warren, y varios de estos experimentos se lanzan en segundo lugar en la Expedición 65. “El primer vuelo es una validación del sistema. El segundo vuelo generalmente está destinado a probar una terapia o terapia. “

Trabajadores levantan paneles solares

Los empleados de la NASA y Boeing instalaron paneles solares en el equipo de apoyo de vuelo el 2 de abril de 2021 en las instalaciones de procesamiento de la Estación Espacial en el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida. Los paneles solares de 63 por 20 pies se lanzarán a la Estación Espacial Internacional a finales de este año. Crédito: NASA / KSC

Otra parte importante de la misión de Crew-2 es actualizar el sistema de energía solar de la estación mediante la instalación de ISS Roll-out Solar Array (iROSA): paneles compactos que se abren como una enorme alfombra. Yoga. El desarrollo de la tecnología se remonta a 2009, con docenas de premios de investigación de innovación para pequeñas empresas de la NASA y demostraciones en tierra más tarde. En 2017, se probó el diseño básico en la estación espacial para determinar su resistencia y durabilidad. Se espera que la tripulación de la Expedition 65 comience los preparativos para completar los paneles rígidos existentes de la estación este verano con el primer par de seis nuevas bahías.

Una investigación realizada a bordo de Crew Dragon con Crew-2, CHIME, investiga las posibles causas de la respuesta inmune suprimida en microgravedad. La microgravedad puede causar cambios en el sistema inmunológico humano, una posible preocupación para los viajes espaciales a largo plazo. La investigación de CHIME podría ayudar a identificar las posibles causas de la disfunción del sistema inmunológico y conducir a formas de prevenirla o contrarrestarla, ayudando a los viajeros espaciales, así como a aquellos con sistemas inmunológicos debilitados en la Tierra.

Mar Rojo desde la estación espacial

Las aguas del Mar Rojo frente a la costa noroeste de Arabia Saudita albergan unas 260 especies de arrecifes de coral. Esta imagen fue tomada por miembros de la tripulación de la estación espacial en noviembre de 2020 como parte del proyecto Crew Earth Observations (CEO). Crédito: NASA

Los miembros de la tripulación permanecen increíblemente ocupados entre el mantenimiento y las actualizaciones de la estación por dentro y por fuera, las actividades diarias para mantenerse saludables y un espectro completo de investigación científica, el objetivo principal de la estación. Agregar miembros de la tripulación adicionales a bordo del laboratorio de microgravedad aumenta el tiempo disponible para las actividades científicas. La incorporación en noviembre de 2020 del Team Crew-1, los astronautas de la NASA Michael Hopkins, Victor Glover y Shannon Walker, y el astronauta de JAXA Soichi Noguchi, a la tripulación de la Expedición de Cosmonautas 64 Sergey Ryzhikov y Sergey Kud-Sverchkov y la astronauta de la NASA Kate Rubins más del doble horas de tripulación dedicadas a la investigación científica y actividades de apoyo.

El lanzamiento del Día de la Tierra de Crew-2 parece apropiado, dado que la estación espacial está haciendo una contribución significativa a la investigación climática. Los astronautas de la Expedición 65 se unen a muchos antes que ellos para registrar nuestro planeta como parte del proyecto Crew Earth Observations (CEO). En total, los miembros de la tripulación tomaron más de 1,5 millones de imágenes de la Tierra, contribuyendo a investigaciones científicas como estudios de iluminación artificial nocturna, proliferación y degradación de algas. Plataformas de hielo antárticas.

Cuando los miembros de Crew-2 regresen a la Tierra en el otoño, habrán aumentado este número de imágenes, así como el número total de horas dedicadas a actividades científicas en el espacio. Con los astronautas ya elegidos para Crew-3 y Crew-4, el laboratorio en órbita continúa acumulando resultados impresionantes.

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Rusia decide abandonar la Estación Espacial Internacional

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La Estación Espacial Internacional tiene su nombre por una razón. El laboratorio en órbita ha acogido a astronautas de todo el mundo durante sus muchos años de funcionamiento. A medida que se ha instalado nuevo hardware en la nave espacial, sus capacidades han aumentado y se está llevando a cabo mucha ciencia allí. A lo largo de los años, los dos principales socios que operan la estación espacial han sido Estados Unidos (NASA) y Rusia (Roscosmos). Ahora uno de estos socios está sopesando la difícil decisión de retirarse. Pista: no es la NASA.

Como rusia Agencia de noticias TASS informes, los funcionarios rusos han decidido que es hora de que el país decida retirarse de la Estación Espacial Internacional. La decisión se tomaría después de una inspección técnica y un estudio de la propia nave espacial, una serie de cálculos y una evaluación de riesgos. En pocas palabras, Rusia ya no cree que la estación espacial sea adecuada para esfuerzos de investigación a largo plazo y, a partir de 2025, es posible que no se sienta cómodo enviando a sus científicos allí.

Parece que se pierde al menos un poco de información en la traducción. de los informes rusos originales y lo que se informa en algunos sitios de noticias. Algunos medios dicen que Rusia ya ha decidido abandonar la estación, mientras que otros citan a funcionarios rusos diciendo que todavía están sopesando la decisión. De cualquier manera, está claro que Rusia ya no está “con todo” en la EEI y atribuye este sentimiento al estado técnico de la nave espacial en sí.

Rusia llevó a cabo recientemente evaluaciones de riesgo para la nave espacial, y algunos de los principales especialistas del país predijeron “fallas de muchos elementos a bordo de la ISS” después de 2025. El país ya acordó cooperar con la NASA y sus otros socios en el proyecto ISS hasta al menos 2024, cuando pueda decidir que es suficiente.

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De todos modos, una declaración de Roscosmos no ofrece mucha seguridad:

“Tenemos 2024 como fecha límite acordada con nuestros socios para el trabajo de la ISS. Después de eso, las decisiones se tomarán en función de la condición técnica de los módulos de la estación, que en su mayoría han agotado su vida útil, así como nuestros planes para desplegar una estación de servicio orbital nacional de próxima generación.

Sería interesante ver qué haría la NASA si su principal socio ISS decidiera retirarse del programa en 2025. La nave espacial ha pasado más de dos décadas en el espacio, expandiéndose gradualmente a medida que la NASA y Rusia lo expandieron, agregaron más equipos científicos, probaron varios módulos de usabilidad. Se han realizado muchos descubrimientos nuevos durante su tiempo en el espacio, pero nadie diría que es la máquina más moderna en orbitar la Tierra. Han aparecido fugas varias veces, especialmente desde el lado ruso de la nave espacial. Eventualmente, tendrá que ser reemplazado por completo, pero nadie sabe realmente cuándo sucederá. Por el momento, sigue siendo el punto de referencia para los científicos que deben trabajar en microgravedad.

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Ver el versión original de este artículo en BGR.com

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