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Juanma Gallego Hegoaldeko Europako itsasoetan pilatzen diren mikrozuntzen lehen inbentarioa egin dute zientzialariek, eta material horiek itsas hondoetan barra-barra biltzen direla egiaztatu ahal izan dute. Kantauri itsasoan dago halako material gehiena.

Zientzialariek Plos One aldizkarian argitaratutako artikulu batean jarraitu dute Hegoaldeko Europako itsasoetan pilatutako mikrozuntzen hedapena. Zuntz hauen jatorria batez ere etxeko garbigailuetan eta ehungintzari lotutako prozesu industrialetan dagoela azaldu dute ikertzaileek. Sinestezina dirudien arren, zientzialariek argitu dute garbiketa ziklo bakar batean garbigailu batek 1.900 eta 700.000 zuntz artean aska ditzakeela.

Ingurumenera barreiatutako aztarna hauek luzeak dira, baina izugarri meheak: 3 eta 8 milimetro arteko luzera badute ere, euren diametroa 0,1 milimetro baino gutxiagokoa da. Bereziki zelulosaz osatutakoak dira zuntzak, baina polimero sintetikoak ere badira. 1930eko hamarkadan hasi zen plastikoen eta antzeko materialen kutsadura ozeanoetan, eta leku guztietan atzeman da, poloetan ere. Oraingo ikerketa honen kasuan, eremu zehatz batera mugatu dute ikerketa; ordainean, sakontasunez aztertu ahal izan dute afera.

1. irudia: Itsas hondoetan aurkitu dituzten zuntzen jatorria garbigailuetan eta ehungintzari lotutako prozesu industrialetan dagoela azaldu dute zientzialariek. (Argazkia: Hector J. Rivas / Unsplash)

Hegoaldeko Europako itsasoetako 29 estaziotan hartutako laginak aztertu dituzte, 42 eta 3.500 metro arteko sakontasunean. 2009. urtetik 2015. urtera arte egindako 10 bidaia ozeanografikotan zehar jaso dituzte laginak, eta ondoren Plymoutheko Unibertsitatean (Erresuma Batua) aztertu dituzte. Ardura handia izan dute laborategian nahigabeko kutsadurarik ez izateko; baina, kasu honetan, ekidin beharreko kutsatzaileak bereziak izan dira: batez ere zientzialariek erabilitako arropetan jarri dute ardura berezia, ohartu gabeko kutsadurak saihestu aldera.

50 mililitro sedimentu bakoitzeko 10-70 mikrozuntz aurkitu dituzte. Zuntzen kontzentraziorik handiena mendebaldean dagoela ikusi ahal izan dute: hurrenez-hurren, Kantauriko itsasoan, Mendebaldeko Mediterraneoan eta Alborango itsasoan aurkitu dute mikrozuntz gehien. Ekialdeko Mediterraneoan eta Itsaso Beltzean, berriz, kontzentraziorik txikienak daude.

“Itsas ingurumenean ikusitakoen artean, mikrozuntzak kokatzen dira denbora gehiagoz mantentzen diren plastikoen artean”, azaldu dute zientzia artikuluan. Bertan adierazi dutenez, material hauek oso ondo hautematen dira sedimentuen gainean, kolore bizia izan ohi dutelako. Halere, gaiari buruzko ikerketa gutxi egin direla diote: azken urteetan mikroplastikoen gaia luze eta zabal jorratu dela aipatu dute, baina orain arte “arreta gutxi” jarri dela zuntz itxura duten materialetan.

Kasu honetan, gehienetan zuntzak ez dira plastikozkoak. Itsas hondoetan, zelulosa da gehien aurkitu dutena (%79,7), bai jatorri naturalekoa (kotoia, lihoa) edo berritua (rayona). Zuntz sintetikoen kasuan, poliesterra (%12,9), akrilikoa (%4,5), poliamida, polietilenoa eta polipropilenoa aurkitu dituzte (azken hiru hauen kasuan, bakoitzeko %1 inguru). Oso arinak direlako, poliamida, polietilenoa eta polipropileno batez ere isats azaleran geratzen dira, jitoan flotatzen. Zelulosa eta poliesterra, berriz, erraz hondoratzen dira, ura baino dentsitate dezente handiagoa dutelako.

2. irudia: 42 eta 3.500 arteko metroko sakontasunean. 2009tik 2015era bitartean Hegoaldeko Europako itsasoetako 29 estaziotan hartutako laginak aztertu dituzte ikerketan. (Irudia: PLOS ONE)

Egindako zundaketen bitartez ondorioztatu ahal izan dutenez, material hauek batez ere kostaldetik gertuko uretan biltzen dira (%33). Itsaspeko arroiletan aurkitu dituzte zuntzen % 29. Aldapa irekietan, berriz, materialen %18 biltzen da, eta gainerako %20 itsas hondo sakonean geratzen dira (2.000 metro baino gehiagoko sakonera duten hondoetan, hain zuzen). Material hauen banaketaz ondorioztatu dute mikrozuntzak plataforma kontinentalean biltzen direla, eta itsaspeko arroilen bitartez iristen direla itsas hondora. Datuak ikusita, argi dago luze eta zabal banatzen direla; hortaz, zabalpen honen arriskuez ohartarazi dute artikuluan: “Itsas sakonaren urruntasunak ez du bermatzen mikrozuntzak pilatuko ez direnik; izan ere, mikrozuntzak itsas sakoneko organismoetan sar daitezke”.

Ikerketa hau itsasoko organismoetan izandako eraginak aztertzera bideratu ez badute ere, aurreko hainbat lan aipatu dituzte, haietan beste ikertzaile batzuek fenomeno horren berri emana dutelako. Halere, ohartarazi dute oraindik ere gutxi ezagutzen dela eragin zehatzari dagokionean.

Modu berean, aitortu dute momentuz oso gutxi ezagutzen dela material hauen biodegradagarritasunari buruz. Itsasoaren azalean ezaguna da plastikoak urteen poderioz pixkanaka narriatzen direla, bereziki eguzkiaren beroari eta erradiazio ultramoreari esker. Halere, itsas hondoetan eragin hori ez dago, eta zientzialariek ezer gutxi dakite inguru horietan zelulosak izan ditzakeen narriadurari buruz. Kuriosoa bada ere, jatorri naturaleko zelulosak denbora gehiago behar du biodegradatzeko, prozesu industrialetan eraldatutako zelulosa berrituarekin alderatuta.

Behin egoeraren azterketa ikusita, irtenbideak proposatu dituzte. “Ehungintzan ikerketa eta berrikuntza bultzatu, garbigailuetan iragazki eraginkorrak diseinatu, hondakin-urak modu egokian tratatu, eta arroparen kontsumo arduratsua sustatu… hauetan guztietan aurrerapausoak” eman beharra dagoela proposatu du Anna Sanchez Vidal ingurumen-zientzialariak Bartzelonako Unibertsitateak zabaldutako prentsa ohar batean.

Erreferentzia bibliografikoa:

Sanchez-Vidal A., Thompson R.C., Canals M., de Haan W.P., (2018). The imprint of microfibres in southern European deep seas. PLoS ONE 13(11): e0207033. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207033

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Con los conceptos que hemos visto ya estamos en disposición de explorar un territorio fascinante. Hasta ahora hemos considerado ondas individuales. ¿Qué ocurre cuando se encuentran dos ondas en el mismo medio? Supongamos que dos ondas se aproximan la una a la otra en una cuerda, una se desplaza hacia la derecha y la otra hacia la izquierda. La serie de imágenes de la Figura 1 muestra lo que sucedería si hiciéramos este experimento. Las ondas se atraviesan la una a la otra sin sufrir modificación alguna. ¿Te sorprende? No debería.

Figura 1.

Después del encuentro, cada onda tiene el mismo aspecto que antes del mismo y sigue avanzando como antes. (¡Algo completamente diferente al encuentro de dos partículas!). Este fenómeno de ondas que se atraviesan sin ser alteradas se puede observar con todos los tipos de ondas. Se puede ver experimentalmente muy fácilmente en las ondulaciones superficiales en el agua. También ocurre con las ondas de sonido, la prueba la tenemos en que alrededor de una mesa pueden mantenerse varias conversaciones al mismo tiempo sin que se distorsionen entre sí, no digamos ya en una discoteca.

¿Qué sucede durante el tiempo en que en el que las dos ondas estás superpuestas? Los desplazamientos que provocan se suman en cada punto del medio. Dicho de otra manera, el desplazamiento de cualquier punto en la región de superposición es solo la suma de los desplazamientos que serían causados en ese momento por cada una de las dos ondas por separado, como se muestra en la Figura 1. En esta figura vemos dos ondas que se desplazan en sentidos opuestos en una cuerda. Una tiene un desplazamiento máximo de 0,4 cm hacia arriba y la otra un desplazamiento máximo de 0,8 cm hacia arriba. El desplazamiento total máximo hacia arriba de la cuerda en un punto en el que estas dos ondas se cruzan será de 1,2 cm.

Figura 2.

Este comportamiento de las ondas es muy simple y facilita mucho las cosas. Veámoslo. Cada onda avanza a lo largo de la cuerda haciendo su propia contribución al desplazamiento de la cuerda sin importar lo que haga cualquier otra onda. Esta propiedad de las ondas se llama superposición. Usándolo podemos determinar fácilmente de antemano qué aspecto tendrá la cuerda en cualquier momento dado. Todo lo que hay que hacer es sumar los desplazamientos que causará cada onda en cada punto a lo largo de la cuerda en ese instante. La figura 2 muestra una superposición de ondas más general, en la que una de ellas provoca desplazamientos negativos; los desplazamientos se siguen sumando, cada uno con su signo. Esto significa que si los desplazamientos son en sentidos opuestos tienden a cancelarse entre sí.

El principio de superposición se aplica sin importar cuántas ondas o perturbaciones individuales estén presentes en el medio. En los ejemplos que acabamos de ver solo había dos ondas. Pero, experimentalmente se comprueba (en la discoteca mismo) que el principio de superposición funciona igual de bien para tres, diez o cualquier cantidad de ondas. Cada una hace su propia contribución, y el resultado neto es simplemente la suma de todas las contribuciones individuales (Figura 3).

Figura 3.

Si las ondas se agregan como acabamos de describir, de ahí se sigue que podemos considerar cualquier onda compleja como la suma de un conjunto de ondas (sinusoidales) simples. En 1807, el matemático francés Augustin Jean Fourier presentó un teorema muy útil. Fourier afirmó que cualquier oscilación periódica continua, por compleja que sea, puede analizarse como la suma de movimientos de onda más simples.

Esto también se demuestra experimentalmente. Los sonidos de los instrumentos musicales también se pueden analizar de esta manera y este análisis de Fourier (o análisis armónico) permite “imitar” los instrumentos electrónicamente combinando y emitiendo las proporciones correctas de vibraciones simples, que corresponden a tonos puros.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Cuando las ondas se encuentran se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Las ondas están por todas partes
2. Tipos de ondas
3. Características de una onda periódica

Gorka Larrinaga, Iker Badiola eta José Ignacio López Minbizia mikroingurune ezberdin eta aldagarrietan batzen diren milioika zelulez eraturiko komunitatea da. Auzo handi honetan auzokideen artean gertatzen diren etengabeko elkarrekintzek arau konplexuak eta nahiko ezezagunak betetzen dituzte. Elkarrekintza hauek orain ari dira pixkanaka ulertzen eta, espero litekeen bezala, eboluzioaren arau klasikoak betetzen dituztela diote ikertzaileek.

Charles Darwinek, medikua izatera zihoan britainiar naturista ospetsuak, XIX. mendean esan zuen naturan gaitasun handienak dituzten izakiek bizirauteko probabilitate handiagoak dituztela. Honela, Espezieen Eboluzioaren Teoriaren barnean Hautespen Naturalaren printzipio nagusiak ezarri zituen. Hautespen naturalak komunitate biologikoetan indibiduoen artean gauzatzen diren harremanak ezartzen ditu, bizidun zelulabakar primitibo eta sinpleenetatik hasi eta konplexuenetara arte. Elkarrekintza hauetan gaitasuna eraginkortasun biologikoan oinarritzen da, hau da, izaki batek hurrengo belaunaldiari bere geneak transmititzeko ahalmenean.

Minbizia milioika indibiduoz eraturiko komunitate bezala definituz gero, onartu beharrekoa zen esparru honetan ere aplikagarriak izan beharko zirela eboluzioaren eta Darwinen hautespen naturalaren arauak. Tumore berdin bateko atal ezberdinak sekuentziazio masiboz analizatuz, atal hauetan aldi ebolutibo ezberdinetan aurkitzen diren zelulak daudela deskribatu zen. Honek, minbizian ere Darwinen arauak betetzen direla frogatzen zuen.

Gaur badakigu tumore askok biologo ospetsuak deskribatutako eboluzio ereduak betetzen dituela, nagusiki eredu adarkatua (“branched”). Bertan tumore-zelulen arteko lehia gertatzen da, eta zelula talde bakoitzaren uneko eraginkortasun biologikoaren arabera klon batzuk desagertu eta beste batzuk agertu eta tumorearen eboluzioan aurrera egiten dute ( 1. Irudia).

1. Irudia: Tumorearen bilakaeran zehar tumore-zelula talde batetik hainbat azpi-talde ezberdin sor daitezke. Zelula hauen eboluzioak kasu askotan irudian adierazten den eredu adarkatua jarraitzen du. Ezegonkortasun genomikoa eta mutazioak direla medio, tumore-zelula azpi-taldeak minbiziaren markak era ezberdinean eskuratuz doaz. Tumore barneko heterogeneotasun (TBH) honek minbiziaren bilakaera baldintzatu dezake. (X= Tumorea diagnostikatu eta tratatzen hasten den momentua). (Egilea: Gorka Larrinaga)

Tumorearen bilakaera espazioan eta denboran aztertzeak berebiziko garrantzia dauka minbiziak tratamenduen aurka sortzen dituen erresistentziak gainditu ahal izateko, alegia tumorearen unearen araberako tratamendu egokienak bilatu ahal izateko. Baina tumore-ehuneko atal ezberdinetan gertatutako eboluzioa fenomeno oso dinamikoa da bere hastapenetatik azken estadioetara arte eta, bistako arrazoi deontologikoengatik, eboluzio hau nolakoa den jakiteko minbizi bati ezin zaio utzi bere bilakaera naturala eramaten paziente baten baitan. Ezagutza honetan laguntzeko animali ereduak dauden arren honek ere bere mugak ditu. Gauzak honela, zirujauak gaixoaren gorputzetik tumorea erauzten duen une horretara mugatuko da minbizi jakin baten eboluzioari buruzko ezagutza.

Paziente berberaren lehen mailako tumorearen hainbat atalen azterketak (eta metastasienak, baldin eta badaude) minbizi horren eboluzioaren momentuko irudia emango digu eta bere iraganeko ezaugarri batzuen aztarna genetikoak ere ezagutu ahal izango ditugu. Nekeza izango da ordea tumore horren bilakaera aurreikustea eta, azken finean, errekurrentziarik izango duen eta honen ezaugarriak nolakoak izango diren asmatzea.

Horregatik, garrantzi handia dauka zirkulazioan egon litezkeen tumore zelulen detekzioa egiteko teknikak hobetzen joatea. Odol analisi bakun batekin beste ehunak inbaditu litzaketen tumore zelulen ezaugarri genomikoak ezagutzeak, denbora errealeko irudiak izatea bermatuko luke. Zirkulazioan dauden zelulen ezaugarri klonalak jakingo genituzke eta metastasiak saihetsi edo, agertzen direnean, tratamendu espezifikoagoak ematen lagunduko luke (2. Irudia).

2. Irudia: Erauzitako tumorean minbizi-zelulek ordura arte izandako eboluzio genomikoa aztertu daiteke (iraganeko eboluzioa). Baina aurrerantzean izango duten eboluzioa aurreikusteko biopsia likidoetan (odola adibidez) aurkitu daitezkeen tumore zelulen detekzioa egin beharko da. Denbora errealeko irudiak izateak metastasiak saihetsi edo hauek hobeto tratatzen lagunduko digu. (Egilea: Gorka Larrinaga)

Beraz, minbizi baten bilakaera zein izango den ahalik eta zehatzen aurreikusteko, ezinbestekoa da tumore horren eboluzio-dinamika ondo ezagutzea. Alegia, ondo ezagutu behar da tumore baten bolumen osoan minbizi-zelulen aniztasuna zein den eta klon berrien agerpena eta desagerpena zenbateko denbora epean gertatzen ari den. Kanpo eragile batzuek ordea zuzen eragiten diete minbizi-zelulen barneko faktore hauei. Minbizi-zelula hauek tumorearen mikroingurunea deituriko ekosistema batean bizi dira, eta ekosistema horretan beste hainbat zelula eta hainbat egitura eta substantzia daude. Hau da hain zuzen minbiziaren ekologian aztertzen dena, eta hurrengo artikuluan azalduko duguna: ekosistema horretako arrisku eta baliabideek nola eragiten dioten tumore-zelulen eboluzioari eta minbizia beraren bilakaerari.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Amirouchene-Angelozzi N., Swanton C., Bardelli A., (2017) Tumor evolution as a therapeutic target. Cancer Discov, 7:805-817.
• Davis A., Gao R., Navin N., (2017). Tumor evolution: Linear, branching, neutral or punctuated? Biochim Biophys Acta, 1867: 151-161.
• Williams M.J., Werner B., Barnes C.P., Graham T.A., Sottoriva A., (2016). Identification of neutral tumor evolution across cancer types. Nat Genet, 48: 238–244.

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Egileez:

Gorka Larrinaga, UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko ikertzailea eta Erizaintza Saileko irakaslea da.

Iker Badiola, UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko irakaslea eta Zelulen Biologia eta Histologia Saileko ikertzailea da.

José Ignacio López, UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko irakaslea eta Gurutzetako Unibertsitate Ospitaleko Anatomia Patologikoko Zerbitzu burua eta ikertzailea da.

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Zer dakigu minbiziaz? artikulu-sorta

1. Zer dakigu minbiziaz? Minbiziaren markak.
2. Zer dakigu minbiziaz? Minbizi-zelula amak.
3. Minbizia: zauri sendaezina.
4. Tumorearen mikroingurunean ezkutaketan jolasten.
5. Tumore barneko heterogeneotasuna. Sarrera.
6. Tumore barneko heterogeneotasuna eta eboluzioa

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Hubo una época en la que el ser humano no dudaba de su inteligencia privilegiada como especie sobre las demás. Pero luego fuimos aprendiendo sobre las distintas habilidades de otros animales y esto de la inteligencia única y especial hubo que ponerlo en cuarentena.

Resulta que muchos otros animales pueden comunicarse entre sí a través de distintos sistemas. A las hienas se les da muy bien contar y comparar el tamaño de un grupo invasor con el del suyo. Primates como gorilas y chimpancés saben fabricar y utilizar herramientas para conseguir lo que buscan, casi siempre comida. Los cetáceos se comunican con distintos idiomas según el grupo en el que han crecido, es decir, tienen algo similar a lo que nosotros llamamos cultura. Todo apunta a que los elefantes lloran a sus muertos. Animales tan diversos como urracas y macacos han demostrado tener conciencia de sí mismos y reconocerse ante un espejo.

Los orangutanes también hablan del pasado

Recientemente, otra habilidad que creíamos exclusiva del ser humano ha demostrado no serlo: la capacidad de hablar del pasado. Los orangutanes también saben hacerlo.

Cuando los orangutanes divisan a un depredador, hacen un sonido, como el chasquido de un beso muy fuerte. Ese sonido hace saber al depredador que ha sido detectado, y avisa a otros orangutanes de que el peligro está cerca. Ahora, un grupo de científicos asegura que ha oído a los orangutanes hacer ese mismo sonido un buen rato después de que el depredador se hubiese marchado, y lo consideran la primera evidencia de que estos primates, además de los humanos, son capaces de hablar de lo que ya ha pasado.

“Una de las características que define a un idioma son las referencias desplazadas, es decir, la capacidad de transmitir información sobre algo que no está presente o sobre un evento ocurrido en el pasado o que ocurrirá en el futuro. Es algo muy raro en la naturaleza [pero que se da en todos los idiomas humanos] y que hasta ahora no habíamos visto en ningún primate no humano, lo cual ha hecho más confuso el estudio de los precursores y la evolución del lenguaje”, explican los autores en el estudio.

Hay que aclarar que muchos otros mamíferos y aves tienen señales de alarma, algunas muy completas que incluyen información sobre el tipo y tamaño del depredador, su posición y distancia y el nivel de peligro que suponen. Pero hasta ahora, nunca se había oído a un animal anunciando el peligro después de que ocurriese. Sí se sabe que los cercopitecos verdes, un tipo de mono que vive en el África subsahariana, emite señales de alarma en ausencia de depredadores, pero estas llamadas se consideran estrategias de engaño y no referencias desplazadas.

Un caso aparte son las abejas, capaces de indicar a sus compañeras la dirección y distancia de un lugar con alimento abundante, algo que también se puede considerar una referencia desplazada. En este caso se considera más el resultado de un proceso de inteligencia colectiva y convergencia de distintos procesos que una representación de la comunicación entre individuos como tal.

Silencio ante el peligro… y señal de alarma después

Para llegar a estas conclusiones, los propios investigadores hicieron de depredadores. En la jungla de Ketambe en Sumatra, donde se ha estudiado a los orangutanes durante décadas, el estudiante postdoctoral Adriano Reis e Lameira desarrolló un sencillo experimento para analizar las señales de alarma de estos primates: un miembro del equipo vestido con un traje de rayas como si fuera un tigre debía caminar a cuatro patas por la jungla, justo bajo las ramas de los árboles donde hembras solitarias de orangután se encontraban sentadas, a una altura de entre 5 y 20 metros.

Una vez que sabían que ellas les habían visto, el falso tigre rondaba el lugar un par de minutos antes de desaparecer de la vista. Lameira esperaba oír su señal de alarma en ese momento, pero no fue así. La primera orangután con la que probaron no hizo ni un ruido. “Dejó lo que estaba haciendo, cogió a su cría, defecó (una señal de estrés y miedo) y comenzó a trepar árbol arriba en silencio”.

Esperaron y esperaron… y finalmente, 20 minutos después, llegó la alarma. Pero no fue un solo chasquido. “Estuvo alertando durante más de una hora”.

Esperar ante un estímulo, una señal de inteligencia

Esa fue la ocasión en la que más tuvieron que esperar. De media la alarma llegaba unos 7 minutos después de que pasase el peligro. Lameira explica que no cree que el motivo fuese que estuviesen petrificadas de miedo, porque no habían dudado en agarrar a las crías y trepar a más altura donde se sintiesen a salvo.

El investigador cree que el silencio era una forma de no atraer la atención de lo que creían que era un depredador. Una vez fuera de peligro, la señal de alarma servía no solo para avisar a otros orangutanes, sino también para enseñar a su cría y educarla sobre el peligro que acababan de evitar.

No responder inmediatamente a un estímulo sino desarrollar una estrategia teniendo en cuenta el mejor resultado para sí mismas y para sus crías se considera una señal de inteligencia, un talento que encaja con otras habilidades antes observadas en los grandes simios, como la memoria a largo plazo, la comunicación intencional y el control afinado de los músculos de la laringe, capacidades que eventualmente llevaron a la evolución del lenguaje, argumenta el investigador.

Referencias:

Hyenas can count like monkeys – Nature

La cultura de los cetáceos: la forma en que las ballenas hacen cosas – Whales.org

Do animals experience grief? – Smithsonian magazine

Mirror-Induced Behavior in the Magpie (Pica pica): Evidence of Self-Recognition – PLOS biology

Danza de la abeja – Wikipedia

Time-space–displaced responses in the orangutan vocal system – Science Advances

Orangutans are the only great apes—besides humans—to ‘talk’ about the past – Science Magazine

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista

El artículo Hablar de lo que pasa y de lo que pasó se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Pertsona batek iktusa (gaixotasun zerebrobaskularra) izango duen aurreikusteko biomarkatzaileak identifikatu dituzte.

Irudia: Euskadin, urtero, 6.000 iktus kasu berri izaten dira eta 600 heriotza inguru eragiten ditu.

Jada iktusa izan duten edo izateko arrisku handia duten pazienteak aztertuta, iktusa izateko probabilitate handiagoa adierazten duen gene-taldea identifikatu dute ikertzaileek. Arterietan pilatzen joaten diren kolesterol-plakak ezegonkorragoak, hauskorragoak, izatea eragiten dute gene horiek. Plaka hausten denean, zatiak garuneko odol-hodietara iristen dira eta buxatu egiten dituzte, gaixotasuna sorraraziz.

Gene horiek odol-analisi bidez identifikatzeko ari dira lanean ikertzaileak, era horretara sintomarik izan gabe ere iktusa izateko probabilitate handiagoa nork duen aurresan ahal izateko. Praktika klinikoan analitika hori erabiltzea mugarri izango litzateke patologia horri aurre egiteko bidean: kontrol handiagoa eta prebentzio-lan askoz ere eraginkorragoa egitea ahalbidetuko luke.

Euskadin, urtero, 6.000 kasu berri izaten dira eta 600 heriotza inguru eragiten ditu. Bestalde, iktusa munduan heriotza eragiten duen bigarren kausa da, eta urtean 17 milioi kasu berri izaten dira.

Gaixotasuna eragiten duten prozesuak oso konplexuak dira eta horrek asko zailtzen du benetako diagnostiko-balioa duten biomarkatzaileak aurkitzea. Era berean, orain arte ez da lortu iktusa garatzeko arriskua baloratzen lagunduko duen testik. Horregatik da hain garrantzitsua abian den ikerketa, eta bere emaitzak.

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Hasta hace unos años, la forma de saber en qué medida dependía un determinado rasgo de su configuración genética y en qué medida del entorno en que se desarrolla el individuo era estudiar cómo difiere ese rasgo entre individuos que siendo gemelos procedentes del mismo óvulo, son criados en familias distintas. Aunque los gemelos univitelinos pueden experimentar condiciones ligeramente diferentes en el seno materno, no se consideran de la suficiente entidad como para propiciar diferencias significativas. Simplificando algo y con algunas salvedades que no vienen al caso, ese procedimiento permite fijar la componente genética, de manera que las diferencias que se observan a lo largo de la vida de los individuos pueden ser atribuidas a los efectos del entorno.

Hoy las cosas son diferentes, porque las técnicas que permiten conocer el orden preciso de las moléculas que conforman la cadena de ADN -la macromolécula que codifica la información que se transmite en herencia a la descendencia- han experimentado un desarrollo espectacular y se han abaratado mucho. Eso hace posible estudiar en detalle las diferencias entre unos individuos y otros, y caracterizar así distintas variantes genéticas. Y puede hacerse, además, para un gran número de individuos. En algunos casos es posible conocer con precisión cuál es el proceso o procesos en los que se encuentra implicado un determinado gen, pero en la mayor parte de los casos, no.

Hace unos meses se han publicado los resultados de un análisis de asociación entre la configuración genética de los individuos de una muestra de gran tamaño y el nivel educativo alcanzado por esos mismos individuos. La muestra estaba formada por más de un millón cien mil personas. Los investigadores identificaron 1.271 variantes –polimorfismos de nucleótido único, en lenguaje técnico- que, en conjunto, mostraron una asociación significativa con el nivel formativo, tal y como queda reflejado en el número de años de permanencia en el sistema educativo.

Gran parte de la variabilidad ligada al desempeño educativo afecta a genes implicados en procesos de desarrollo cerebral y en la comunicación entre las neuronas que se establece mediante las denominadas conexiones sinápticas. Se trata de las uniones que permiten transmitir la información a las neuronas vecinas y se produce mediante el concurso de moléculas que actúan como mensajeras.

Curiosamente, el efecto de las variantes genéticas varía de unos países a otros y aunque los investigadores no pudieron precisar la causa de esos diferentes efectos, muy probablemente tienen que ver con las diferencias que hay entre los sistemas educativos de los países en lo relativo a las competencias o habilidades que se promueven en cada uno de ellos. Es posible que determinadas configuraciones sean más propicias para la resolución de problemas, mientras otras lo son para el aprendizaje memorístico, por ejemplo.

La asociación genética global es de escasa entidad: entre un 11% y un 13% de la variabilidad en el desempeño educativo se asocia a la variabilidad genética. Eso quiere decir que la incidencia de factores ambientales, como las características de la familia, el nivel educativo de los padres o factores ligados al entorno escolar, ejercen un efecto cuantitativamente mayor. Además, en este tipo de caracteres la configuración genética, más que determinar ciertos rasgos, lo que hace es transmitir la predisposición a desarrollarlos, lo que significa que hay amplio margen para que se produzcan diferencias asociadas a la influencia ambiental.

No es una consecuencia menor si tenemos en cuenta que el desempeño educativo ejerce efectos de gran importancia y largo alcance, como son el bienestar económico, el estado de salud en la vida adulta e, incluso, la esperanza de vida.

Fuente: J. J. Lee, R. Wedow, […] & D. Cesarini (2018): Gene discovery and polygenic prediction from a genome-wide association study of educational attainment in 1.1 million individuals. Nature Genetics 50: 1112-1121.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

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Una versión anterior de este artículo fue publicada en el diario Deia el 9 de septiembre de 2018.

El artículo Poca influencia genética en el desempeño educativo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Fisika

Energiaren kontserbazioa Bohr-en eredu atomikoaren oinarrizko elementu bat izan zen. Proposamen horrek arazoak sortu zituen eta beraz, konponbide bat bilatu zuen: energiaren kontserbazioa mugatzea atomoak eremu elektromagnetikoarekin zituen interakzio guztien batezbestekora, horrela interakzio indibidualek ez baitzuten edukiko termodinamikaren lehen legeari jarraitzeko beharra. Werner Heisenberg-ek fisikan kontserbazio-legeak nola ulertu behar ziren aldatu zuen. Artikulu honen arabera, matematika-simetria jakin batzuk ziren, zeinak matrize batzuen adierazpenei zaizkien berezkoak, alegia, sistema fisiko bat egoera batetik bestera daramatzaten eragiketak irudikatzen zituzten adierazpenei. Eman ziren hurrengo urratsak ezagutzeko, jo ezazue “simetriak” artikulura.

Genetika

Suizidiorako joeran geneek zeresana badutela ondorioztatu dute Utaheko Unibertsitateko zientzialariek. Emaitza horretara iristeko, beren buruaz beste egin duten pertsonen DNA aztertu dituzte. Ikertzaileen arabera, bizipenek eta inguruak eragin handia dute suizidiorako pentsamenduak izaten dituztenengan, baina alderdi genetikoak ere badu zeresan handia bistan denez.

Geofisika

Neutrino atmosferikoek Lurra zeharkatzean egiten duten ibilbidea jarraituta, planetaren dentsitatearen banaketa neurtzeko gain izan dira IFIC Valentziako Unibertsitateko Fisika Korpuskularreko Institutuko ikertzaileak. Partikula horiek atzeman dituzte Antartikan dagoen IceCube behatokiari esker. Neutrino horien jatorria urruneko fenomeno masiboetan egon daiteke (supernobetan edo zulo beltzetan, esaterako), eguzkian edota izpi-kosmikoek atmosferako partikulekin talka egitean sortutako elkarrekintzan. Ikertzaileek erabili duten teknikari buruz aritu da Juanma Gallego kazetaria honetan

Klima-aldaketa

Klima-aldaketaren eraginez, Pirinioetako paisaia aldatzen ari da. Landareak eta animaliak gorago ari dira bilatzen habitat berriak, eta sektore ekonomikoetan ere ondorioak nabarmenak dira. Horren froga zientifikoak aurkeztu ditu OPCC Pirinioetako Klima Aldaketarako Behatokiak: eragina, zaurgarritasuna eta egokitzea izeneko txostenean. Publikatu dituzten datuen artean esanguratsua da 1949tik 2010era, 1,2 gradu berotu dela mendikateko batez besteko tenperatura, besteak beste. Baina badira beste hainbat aldaketa sektore ekonomikoetan, baita biofisikoetan ere.

Medikuntza

INDICATE gailua (“Minbiziaren in vitro diagnosi testa” esan nahi du) aurkeztu digute asteon. Minbiziaren diagnosi goiztiarrerako eta tratamenduen egokitzapenerako kontzeptu berri bat proposatzen da. Artikulu honen muina proiektu horren nondik norakoa azaltzea da. Hortaz, lan honen helburua da ekonomikoki jasangarria izango den eta minbizi ezberdinen azterketarako malgutasuna emango duen Lab-on-a-Chip prototipo bat gauzatzea.

Astronomia

Iruñeko Planetarioak 25 urte beteko ditu astronomia eta zientzia ezagutzak zabaltzen eta argi kutsaduraren aurka borrokatzen. Bere urteurrenarekin batera tresneria digitalizatzea lortu dute. Ez da “lan erraza” izan planetarioentzat, aretoen ezaugarriengatik: oso-oso ilunak dira, eta iluntasuna mantentzea ahalbidetzen duten proiektoreek baizik ez dute balio. Aldatu ez duten gauza bat badute: izar proiektorea, euren “harribitxia”.

Bizitzaren azken fasean dauden bi izarrek sortzen duten hautsezko errota bat aurkitu dute gure galaxian. Ikertzaileen arabera, gutxienez bietako batek gamma-izpien eztandak sor litzake, supernoba gisa lehertzen denean. Izar-sistema horri izena jarri diote: Apep. Badugu horren informazio gehiago Elhuyar aldizkariaren eskutik: Lurretik 8.000 argi-urtera dago. Sistemaren nebulosan gas-haizeek sekulako abiadurak hartzen dituztela neurtu dute: 3.400 km/s-koak. Hautsa, berriz, askoz motelago mugitzen da, 570 bat km/s-ra. Apep oso baliagarria izan daiteke masa handiko izarrak nola hiltzen diren ikertzeko.

Biologia

Zein da Lurreko biomasaren banaketa? Uste dute 555.000 miloi tona karbono dela. Horietatik %80a landareetan daude, bakterioak %15 dira eta gainerako guztia honela bananduta dago: %10etik gertu, onddoak, arkheak, protistoak, animaliak eta birusak. %60a agerian dago itsasoan edo lehorrean. Beste guztia, urpean edo lur azpian dago. Datu interesgarri gehiago aipatzen dira: Landare-biomasaren %70a zurezkoa da eta jarduera biologiko txikikoa. Horrelako jarduera dute akuiferoetan edo itsasoaren hondoaren pean dauden bakterioek. Artikulu osoan zehar ematen diren datuak giza jardueren ondorio direla badirudi. Izan ere, uste dute Kuaternarioaren bukaeran baino zazpi aldiz txikiagoa dela egungo lurreko ugaztunen biomasa.

Bioteknologia

Laborategian hazitako garun-organoideek gureen antzeko seinaleak sortu dituzte Kaliforniako Unibertsitatean. Zelula ametatik abiatuta, ehunka garun-organoide sortu eta hamar hilabetez hazi ondoren, elektroentzefalogramaren bidez frogatu dute giza garunek sortzen duten antzeko seinale elektrikoak sortzen dituztela. Euren berezitasuna da seinalearen eredua ez dela erritmikoa, giza garun helduek sortzen dutenaren modukoa, baizik eta irregularra, 25-39 asteko dituzten enbrioien antzekoa.

Berrian, Mary Shelleyk idatzitako ‘Frankenstein’ liburua izan du abiapuntu Ana Galarragak albiste horri buruz idazteko. Paralelismo zoragarri batekin aurkeztu digu albiste harrigarri hau: giza zelula ametatik abiatuta, ehunka garun organoide sortu dituztela, alegia. Kontatu digunez, ikerketa honen helburua da giza enbrioiaren garunaren garapena hobeto ezagutzea, eta autismoa, epilepsia eta halako gaitzak ikertzea.

Ingeniaritza

Titanio eta aluminio aleazio berriek hegazkinen motorren pisua %25 murriztu dezakete UPV/EHUn gauzatutako ikerketa baten arabera. Motor eraginkorrak ez ezik, CO2 emisioak eta erregaiaren kontsumoa gutxitzea du helburu. Horretaz gain, hegazkin arinagoak egiteko ezinbestekoa da tenperatura altuetan erresistenteak diren material arin berritzaileak garatzea. Titanio-aluminio aleazioek potentzial handia dute eskari horiek guztiak betetzeko.

Paleontologia

2016an aurkitutako Armintxeko grabatu paleolitikoak ikertzen aritu dira eta orain Bizkaiko Foru Aldundiak ikerketaren berri eman du. Zehazki, grabatuak egiteko teknika nabarmendu du. Kantabriako Historiaurrearen Ikerketen Nazioarteko Institutuko katedradun César González Sainzek zuzendu du grabatuen azterketa eta haren arabera, “prozedura teknikoetan dago Armintxeren bereizgarri nagusia”.

Mozketa markak dituzten hegazti eta karniboroen fosilak aurkitu dituzte Diman (Bizkaia). Iberiar penintsulako iparraldean aurkitu dituzten lehenbiziko zantzuak dira, hain zuzen. Orain arte, karniboro eta hegaztien kontsumoen zantzuak Iberiar penintsulako Mediterraneo aldean aurkitu izan dira soilik: “Ikerketa honek neanderthalen dietaren aberastasunari buruzko informazio gehigarria ematen du, eta ideia bat indartzen du: gizaki hauek inguruarekin interakzio konplexua zuten”.

Orain dela pare bat aste agertu zen albisteari heldu dio Berriak asteon, neandertalen saihets-hezurren aferari, alegia. Gogora dezagun Asier Gómez-Olivencia eta Ella Been ikertzaileek gidatutako lanean, hiru dimentsiotan berreraiki dutela neandertalaren toraxa eta horri esker, haren arnasketa aztertzeko gai izan direla. Egindako lanean ikertzaileek proposatu dute arnasteko modua ezberdina zela gaur egungo gizakiekin alderaturik. Oro har, gaur egungo gizakiarekin alderatuta, ezberdintasunak topatu dituzte.

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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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¿Qué relación puede existir entre formas de conocimiento aparentemente tan dispares como la física y la literatura? Aunque la relación entre las diferentes formas de conocimiento puede parecer imposible, lo cierto es que en muchas ocasiones el vínculo entre ellas es necesario e inevitable. Las artes y las ciencias son el vivo ejemplo de la conexión que existe entre las distintas áreas de estudio. Y aunque puede resultar complicado pensar cómo pueden convivir la creación artística y la investigación científica, lo cierto es que hay profesionales que combinan estas disciplinas en su trabajo diario.

La novela de Javier Argüello “A propósito de Majorana” sobre la extraña desaparición en 1938 del físico Ettore Majorana, conocido por sus estudios sobre física de partículas, sirve de punto de partida de la segunda edición de “Diálogos en la frontera”. En este caso ciencia y literatura aunarán esfuerzos y mostrarán las múltiples relaciones existentes entre ambas a la hora de dar respuesta a la incertidumbre y a las preguntas que nos rodean. El evento contó con la participación del escritor argentino Javier Argüello, la catedrática de física teórica Pilar Hernández Gamazo y el físico y escritor Juan José Gómez Cadenas, que fue el encargado de moderar el coloquio.

El evento se enmarca en el ciclo “Bidebarrieta Científica”, una iniciativa que organiza todos los meses la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Biblioteca Bidebarrieta para divulgar asuntos científicos de actualidad.

Pilar Hernández Gamazo es catedrática de Física Teórica por la Universidad de Valencia y experta en física de partículas elementales. Hernández Gamazo obtuvo su doctorado en la Universidad Autónoma de Madrid y desde entonces ha trabajado en centros internacionales de relevancia como la Universidad de Harvard y el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). En la actualidad, trabaja en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC), un centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad de Valencia.

Javier Argüello es un destacado autor argentino residente en Barcelona desde 2001. Entre sus obras más emblemáticas se encuentran “El mar de todos los muertos” (Lumen, 2008), “La música del mundo” (Galaxia Gutenberg, 2011) o la que abrirá el debate del próximo 26 de septiembre, “A propósito de Majorana” (Literatura Random House, 2015), una novela dedicada a la extraña desaparición del físico italiano Ettore Majorana, famoso por su labor sobre neutrinos. Actualmente colabora con el periódico El País, con diversas agencias de publicidad y ejerce de profesor en la Escuela de Letras del Ateneo Barcelonés.

El físico, divulgador científico y escritor murciano Juan José Gómez Cadenas ha trabajado durante ocho años en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN), así como en las Universidades de Harvard y Massachusetts. Actualmente compagina labores de docencia en el CSIC y el Donostia International Physics Center (DIPC). Asimismo, es director del grupo de Física de Neutrinos del Instituto de Física Corpuscular y se encuentra trabajando en un experimento internacional sobre neutrinos llamado NEXT, en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc. Como escritor, colabora en la revista Jot Down y ha publicado cuentos y novelas como el thriller científico “Materia Extraña” ( Espasa, 2008) o “Los Saltimbanquis” (Encuentro, 2018).

Edición realizada por César Tomé López.

El artículo Diálogos en la frontera: Física y relato se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Diálogos en la frontera: Matemáticas y procesos creativos
2. #NaukasKids14 Física y ciencia ficción
3. Ciencia, arte y cultura callejera: física y música

Petrolioa albo batera uztearen arazoetariko bat ez da hartatik datozen erregaiekin dabiltzan garraioetan izango duen eragina edota elektrizitatea ekoizteko orduan sorrarazi ditzakeenak. Petrolioan oinarritutako material ugarien ekoizpenean nabarituko da ondorioa. Hala ere, petrolioaren ordezkoak aurki daitezke gutxien espero ditugun tokietan. Pablo Ortizek aurkezten digu horietako bat: Catechol derivatives from “ideal lignin”.

Kristautasunak jainko, erritu eta jai paganoak bereganatu zituela jakin badakigu. Behar bada ez da hain ezaguna Behar bada ez da hain ezaguna Budaz ere jabetu zela. Jesús Zamora Bonillak azaltzen digu zelan: How Buddha became a Christian saint.

Material berrien zientzia-eremuan erabiltzen dira ere zehatz-mehatz nola funtzionatzen duten ez dakizkigun gauzak. Laburbilduz, funtzionatzen dute baina ez dakigu zelan, ordea. Hori berori gertatzen zitzaion karbono dots polimerikoen fluoreszentzia urdinari, DIPCko ikertzaileak lanean hasi ziren arte: Origin of the mysterious blue fluorescence of polymer carbon dots.

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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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El Departamento de Química Física de la UPV/EHU y el Instituto Biofísikala, entre otros centros, han realizado un estudio multidisciplinar del antígeno Tn que aparece en el 90 % de los cánceres. Se han estudiado dos variantes aparentemente similares pero que tienen conformaciones muy diferentes en agua. Los resultados podrían facilitar el diseño de herramientas de detección tumoral más eficaces.

El antígeno Tn aparece en el 90 % de los cánceres y está asociado con la metástasis. Por eso, “son unos biomarcadores muy prometedores para identificar células cancerígenas y se han convertido en dianas muy atractivas para terapias contra el cáncer”, explica Emilio José Cocinero, miembro del Departamento de Química Física de la UPV/EHU y del Instituto de Biofísika, uno de los autores principales del trabajo. Los antígenos son moléculas que inducen la formación de anticuerpos, debido a que el sistema inmune las reconoce como una amenaza, pudiendo desencadenar por tanto una respuesta inmunitaria.

En este trabajo se estudian dos variantes aparentemente similares de antígenos Tn, que difieren sólo en un aminoácido de serina o treonina. Sin embargo, “hemos observado, que tienen un comportamiento muy diferente en agua”, señala Emilio José Cocinero. “Utilizando un enfoque tanto experimental como computacional, hemos demostrado que el antígeno Tn unido a la treonina asume una forma rígida en disolución gracias a una molécula de agua que contribuye a estabilizar la estructura. Por el contrario, el antígeno Tn unido a la serina carece del elemento estructural y es flexible en disolución”, comenta el investigador de la UPV/EHU. “Estas diferencias no se observaron en los estudios de fase gaseosa y ambas moléculas se comportan exactamente igual, lo ha permitido conocer, por primera vez, y de forma inequívoca, el papel del agua en la estructura tridimensional de estas moléculas”, añade.

Para conocer más de cerca el papel activo del agua, “hemos ido añadiendo las moléculas de agua de una en una para ver cómo se comportaba el antígeno Tn. Hemos observado que añadiendo una sola molécula de agua era suficiente para que cambiara la estructura de los dos antígenos, y de hecho, el agua se localizaba en diferentes partes de la molécula”, explica Cocinero.

Emilio José Cocinero señala que “es probable que las diferentes conformaciones del antígeno Tn den lugar a interacciones distintas con receptores celulares y anticuerpos, y la compresión de estas estructuras puede facilitar el diseño de herramientas de detección más eficaces y fármacos anticancerígenos”. “Este trabajo en concreto —añade Cocinero— está dentro de un proyecto a largo plazo que está encaminado a intentar generar potenciales vacunas contra el cáncer”.

“El gran problema que tiene esta molécula, el antígeno Tn, es que también lo tenemos naturalmente en el cuerpo, con lo cual la respuesta inmune del cuerpo es muy baja porque nuestro cuerpo no lo ve como un agente extraño”, subraya el autor del trabajo. Sin embargo, “sí que hemos observado que si aumenta la concentración de esta molécula, se trata de que el cáncer está desarrollado. Podemos seguir la evolución de esta molécula para conocer el nivel de desarrollo del cáncer”, añade Cocinero.

Según Cocinero, “en un futuro lo ideal sería que se pudieran crear moléculas sintéticas que no estuvieran en nuestro cuerpo y que tuvieran la misma estructura que el antígeno Tn, para que de esta manera el cuerpo la viera como un agente extraño, desencadenando así una respuesta inmune mayor contra las células tumorales”.

Referencia:

Iris A. Bermejo, Imanol Usabiaga, Ismael Compañon, Jorge Castro-López, Aran Insausti, José A. Fernández, Alberto Avenoza, Jesús H. Busto, Jesús Jiménez-Barbero, Juan L. Asensio, Jesús M. Peregrina, Gonzalo Jiménez-Oses, Ramón Hurtado-Guerrero, Emilio J. Cocinero, Francisco Corzana (2018) Water Sculpts the Distinctive Shapes and Dynamics of the Tumor-Associated Carbohydrate Tn Antigens: Implications for Their Molecular Recognition J.A.C.S. doi: 10.1021/jacs.8b04801

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

El artículo La importancia del agua en un biomarcador contra el cáncer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La batalla contra el cáncer: la importancia de la alimentación
2. Avances contra la enfermedad de hígado graso no alcohólica
3. Inteligencia contraterrorista contra el cáncer

Sormena bizitzako arlo ezberdinetan azaltzen da, margolariak koadro berri bat egiterakoan, sukaldariak plater berri bat asmatzerakoan edo musikariak pieza berri bat konposatzen duenean, besteak beste.

Baina, zer da zehazki sormena eta zer gertatzen da burmuinean sormen-prozesu bat hasten denean? Neurozientzien arloan ez dira sormenaren inguruko ikerketa proiektu ugari burutu, eta beraz, zaila izaten da askotan sormena eta garunaren arteko erlazioa topatzea.

Euskal Herrian, Donostiako Basque Center for Brain and Language (BCBL) dugu burmuinaren funtzionamendua aztertzen duen ikerketa erreferentzia zentroa. Bertan, Maddi Ibarbia ikertzailea doktoretza tesia prestatzen dabil eta berarekin elkartu gara sormen-prozesuetan garunean gertatzen direnak zehatzago ezagutzeko.

“Zientzialari” izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.

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Jaione Etxebarria-Elezgarai, Susana Carregal-Romero, Charles Lawrie, Fernando Benito-Lopez, Lourdes Basabe-Desmonts Lan honetan INDICATE izeneko proiektua aurkezten da, non minbiziaren diagnosi goiztiarrerako eta tratamenduen egokitzapenerako kontzeptu berri bat proposatzen den.

INDICATEk “IN vitro DIagnostics for CAncer TEsting” edo “Minbiziaren in vitro diagnosi testa” esan nahi du. Proiektuaren helburu nagusia ekonomikoki jasangarria izango den eta minbizi ezberdinen azterketarako malgutasuna emango duen Lab-on-a-Chip prototipo bat gauzatzea da. Horrela, laborategiko hainbat funtzio bilduko dituen gailu hibrido miniaturizatu batekin odoleko DNA zirkulatzailea analizatu eta kasuan kasuko mutazioaren presentziarik ote dagoen ezagutu nahi da.

INDICATE gailua ClearBlue obulazio testaren antzeko in vitro diagnosi tresnetan inspiratuta dago, baina funtzionamendu askoz konplexuago batekin. Pazientearen odol lagin bat erabiliz minbiziaren diagnostiko goiztiarra ahalbidetuko duen “biopsia-likidoa” izango da. Mota honetako sistema integratu multifuntzionalak garatzean ohikoa izaten da prototipoen ekoizpena era modularrean bideratzea, modulu bakoitzak laborategiko funtzio bat biltzen duelarik.

Adibidez, kasuan kasuko minbiziaren mutazioa identifikatuko duten zunden diseinua, edota laborategiko prozesu ezberdinak era miniaturizatuan gauzatzeko beharko diren egitura mikro-fluidikoen fabrikazio eta funtzionamendua. Helburu hauek lortzeko fabrikazio teknika ezberdin ugari daude eskuragarri. Lan honetan erabilera anitzetarako balio duen 3D inprimaketa bezalako teknika erraz eta merkea aukeratu da, gailu mikro-fluidiko ezberdinak garatzeko optimizazio etapan eskaintze dituen abantailengatik.

Esate baterako, diseinu egokienaren aukeraketarako, iterazio ezberdinak sortu eta probatzeko modu erraz eta azkar batean egitea baliatzen dutelako. Modu horretan, INDICATE gailuan integratuko diren operazio ezberdinen miniaturizazioa frogatu da. Halaber, lagina prestatu eta odola filtratzeko sistema, seinalearen anplifikatze gunea, likidoaren mugimendu autonomorako ponpa autopropultsatuak eta guztia bilduko duen txip hibridorako hurbilpen bat.

INDICATE gailuak gaur egungo gizartearen erronka nagusienetako batean inpaktua izatea bilatzen du, biztanleriaren osasunean eta ongizatean eragin eta bi hauek hobetze aldera. Hori lortzeko Horizon 2020 (H2020) Europar Batasuneko Ikerketa eta Berrikuntza programak definitu duten bezala, ezinbestekoa da ekonomikoki jasangarria izango den kalitatezko osasun eta arreta sistema bat ezartzea.

Europar Batasuneko, bai eta Euskal Herriko gizarteari dagokionez, bizi esperantza gero eta handiagoa da eta, ondorioz, biztanleria gero eta zaharragoa. Zahartzearekin zuzenean lotutako gaixotasunen artean, aipatzekoa da minbiziaren hedatzea nabarmena izan dela azken hamarkadan. Honekin batera, gaixotasuna garaiz antzematea ezinbestekoa dela ikusi da, pazientea gaixotasunaren hasierako etapetan tratatu ahal izateko eta etapa horietara hobekien egokitutako terapiak aplikatuz gaixotasunaren garapena gelditu ahal izateko.

Beraz, ildo horretan, ezinbestekoa da sintomak erakusten dituen pazienteei medikuaren kontsultan bertan, in situ, analisi bat egin eta berandu baino lehenago minbizia ote duen aztertu ahal izatea. Horregatik, lan honetan bildu diren emaitzek bide itxaropentsu bat zabaldu dela erakusten dute, izaera ez-inbaditzaile eta eramangarria duen prototipo honen proposamen hau, laborategitik urrun eta makina espezializatu garestirik erabili gabe analisia gauzatu ahal izateko gai izango delako. Gainera, proposatu den diseinuari esker, gailuak hainbat minbizi ezberdinen mutazioak aztertzeko malgutasuna ematen du, modulu bat aldatuz gailua mutazio bat edo beste detektatzeko erabili ahal izango delako. Era berean, odoleko DNA zirkulatzailean diagnostikatu ahal diren beste gaixotasun ugari detektatzeko baliogarria izango dela uste da

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ale berezia. 2018
• Artikuluaren izena: Diagnosi azkarrera bideratutako gailu mikro-fluidikoen garapen eta azterketa.
• Laburpena: Lan honetan minbiziaren diagnosi goiztiarrerako eta tratamenduen egokitzapenerako kontzeptu berri bat aurkezten da, non gailu hibrido miniaturizatu batekin odoleko DNA zirkulatzailea analizatuz, kasuan kasuko mutazioaren presentziarik ote dagoen ezagutu nahi den. Egitura hibridodun gailua paperezko zein material polimerikozko mikro-egituraz osatuta egongo da, eta laginaren prestakuntzarako, seinalearen anplifikaziorako eta detekziorako modulu ezberdinak izango ditu. Halaber, analisiakin situ egin eta emaitzak denbora gutxian eskuratzeko aukera emango digu, kostu gutxiko analisiekin pazientearen jarraipen egokituago bat egin ahal izateko.
• Egileak: Jaione Etxebarria-Elezgarai, Susana Carregal-Romero, Charles Lawrie, Fernando Benito-Lopez, Lourdes Basabe-Desmonts.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 115-126
• DOI: 10.1387/ekaia.17997

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Egileez: Jaione Etxebarria-Elezgarai eta Irene Urcelay-Olabarria UPV/EHUko Zoologia eta Animalia Zelulen Biologia Saileko BIOMICS-microfluidics Research group, Microfluidics Cluster UPV/EHU ikerketa taldeko ikertzaileak dira; Susana Carregal-Romero CIC biomaGUNEko Bionanoplasmonics Laboratory guneko ikertzailea da; Charles Lawrie Ikerbasque ikertzailea da Biodonostia Osasun Ikerketa Institutuko Onkologia Sailean dabil, Fernando Benito-Lopez UPV/EHUko Kimika Analitiko Saileko AMMa LOAC Research Group, Microfluidics Cluster UPV/EHU ikerketa taldean dabil eta Lourdes Basabe-Desmonts Ikerbasque ikertzailea da UPV/EHUko Zoologia eta Animalia Zelulen Biologia Saileko BIOMICS-microfluidics Research group, Microfluidics Cluster UPV/EHU ikerketa taldean.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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El tema de Corelli, de las variaciones de Rachmaninov, el tema que inspiró a Vangelis y esta misma serie de posts se llama La Folía y en mi cabeza tiene forma de catedral. No es más que una metáfora, evidentemente, pero seguidme a través de la imagen que evoca, merecerá la pena. Vamos a empezar desde abajo, por la base: analizando simplemente, su melodía.

Si hubiese que escoger una palabra, sería sencillez: se caracteriza, precisamente, por una nota repetida que forma lo que en música llamaríamos un motivo. Ese motivo se escucha hasta 4 veces en una frase musical y esa frase, a su vez, se repite casi sin ninguna alteración (sólo cambia el cierre o cadencia) hasta completar 16 compases.

Hasta aquí ya tenemos los tres primeros pisos de la catedral sonora: una nota repetida (x2) que forma un motivo. Un motivo repetido (x4) que forma una frase. Una frase repetida (x2) que forma un tema. Existen más simetrías y patrones dentro del tema pero por el momento… vamos a intentar que no nos explote la cabeza.

Desde el punto de vista de la armonía, el tema comienza oscuro (en re menor), coquetea fugazmente con la luz (compás 5, acorde de fa, relativo mayor) y vuelve enseguida a las tinieblas iniciales, doblemente vencido. Puedes escucharlo, en el segundo 50 de este vídeo: notarás que la melodía asciende y, de repente, suena más optimista, como si sonriese. Sin embargo, 10 segundos más tarde, el desenlace vuelve a ser oscuro. Esto es, en parte, gracias a la armonía (acordes mayores, de luz y menores, de sombra).

Retomando ahora las variaciones de Rachmaninov, veremos que tienen, a su vez, una peculiaridad. De las 20 variaciones, las 13 primeras conforman una primera parte de la obra más bien oscura, (en tono menor). Sin embargo, hacia la mitad de la obra (11’30’’), se hace la luz. Es un momento absolutamente mágico: de repente, la variación 14 modula a una tonalidad mayor y el cambio es… dulcísimo, lo llena a uno de optimismo. Sin embargo, es una cambio fugaz: la variación 16 (14’30”) regresa la tonalidad inicial (re menor) y con ella la oscuridad, esta vez sin solución posible.

Sombra, luz efímera, sombra: de alguna manera, las variaciones repiten, a mayor escala, la estructura internet del mismo tema. Con esta nueva simetría, ascendemos hasta el cuarto piso de la catedral.

Pero el quinto piso… el quinto piso es, sin duda, mi preferido. Porque sólo se ve a vista de pájaro, cuando uno levanta los ojillos por encima de la historia, es entonces cuando aparece.

Hace dos semanas decíamos que este tema no lo compuso Vangelis, ni Rachmaninov, ni siquiera Corelli… porque Corelli lo utilizó, efectivamente, en una Sonata para violín y continuo que compuso en 1700. Pero claro… el tema de Corelli no era, precisamente, original. De hecho, ya lo había utilizado Gaspar Sanz, en España, en una obra para guitarra de 1675. Pero claro… el tema de de Sanz no era, precisamente, original. Lo había usado antes Lully, en Francia, en 1672 y también Marin Marais.

A su vez, en tiempos de Corelli, encontramos variaciones sobre el mismo tema de Vivaldi (1705) en una sonata para dos violines y bajo continuo, y de Scarlatti (1710) en una obra para clave. Incluso Johann Sebastian Bach lo utiliza en una cantata de 1742. Y la lista continúa: Purcell, Boccherini, Salieri, Paganini, Grieg, Liszt, Berlioz, Joaquín Rodrigo… básicamente, todo el mundo y su gato compone algo basado en este tema (literalmente, cientos de compositores, yo he incluido sólo algunos en esta lista de Spotify). Y quien no escribe variaciones sobre La Folía de forma literal, se inspira en ella, consciente o inconscientemente. Como Beethoven, que la cita en su quinta sinfonía:

O, probablemente, el caso más conocido: el de la Sarabanda de Haendel. Si bien esta obra no tiene exactamente la misma estructura de la Folía, el parecido es evidente. Además, es una obra especialmente conocida por repetirse hasta la saciedad en la banda sonora de Barry Lyndon, así que no podía faltar en esta serie.

Y bien, si ninguno de estos compositores es el autor original del tema, ¿de dónde salen estas notas?, ¿a quién pertenece su melodía? Pues bien: La Folía es una melodía que no es de nadie y que, probablemente por ese mismo motivo, pudo ser utilizada durante siglos por todos estos compositores, convirtiéndose, quizás, en el mayor meme de la historia de la música.

Es un tema popular cuyos orígenes se remontan a mediados del s.XV. Por su forma y por su nombre, se piensa que podría haber surgido cerca de Portugal o bien en el antiguo Reino de León, en una zona de influencia gallega. Este es el motivo por el que Vangelis se basa en ella para componer la banda sonora de la película de Ridley Scott: “1492: Conquest of Paradise” relata el descubrimiento de América por Colón y está ambientada en la España de aquella época. Aunque, de hecho, es probable que la folía del siglo XV no fuese exactamente igual a como la conocemos ahora. Desde su aparición y durante al menos dos siglos evolucionó y se extendió también por Italia y Francia conocida como “folía española”. No es hasta mediados del del s. XVII cuando cobra su forma definitiva y se vuelve realmente popular gracias a Jean-Baptiste Lully.

Durante todo este tiempo, lo más probable es que fuese una danza festiva y, hasta cierto punto, “loca” (esto es lo que significa “folía”; locura). Un texto de 1611, la describe como una danza rápida y confusa, en la que los bailarines debían llevar sobre sus hombros a hombres vestidos de mujer. Debía de ser todo un espectáculo…

Curiosamente, cuando lo oímos hoy, no parece un tema demasiado loco. Más bien lo contrario, a mí en concreto me inspira solemnidad. Pero quizás suceda con La Folía como con el Quijote de Menard, que cambia de significado según la época en que se escribe. O quizás, la locura radica, precisamente, en su repetición. Es ese carácter cíclico que permite repetir el mismo tema una y otra vez, como una melodía pegadiza interminable, variando y adquiriendo nuevas caras, acelerándose y deformándose, hasta la obsesión, hasta la locura…

Yo, personalmente, prefiero pensar en ella como una catedral. Me parece tan bonito… pensar en esa nota repetida, en un motivo repetido, en un tema repetido dentro de miles de variaciones escritas por cientos de compositores diferentes. Es tan bonito visualizar esa especie de obra colectiva y fractal, construida a lo largo de los siglos… e imaginar que la historia misma de la música está escrita sobre sus paredes, cantando siempre el mismo tema, de un origen tan humilde. Pero lo más bonito es saber que, aún hoy, esa catedral sigue creciendo. Aún hoy, la Folía sigue transformándose, adquiriendo nuevos significados cada vez que se repite.

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo El meme más antiguo de la historia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Tema y variaciones
3. El teorema de los cuatro colores (1): una historia que comienza en 1852

César Tomé López Energiaren kontserbazioa Bohr-en eredu atomikoaren (1913) oinarrizko elementu bat izan zen. Hala ere, bere proposameneko atomo kuantizatuek gero eta arazo gehiago planteatzen zizkioten, eta, ondorioz, 1924an konponbide bat bilatu zuen: energiaren kontserbazioa mugatzea atomoak eremu elektromagnetikoarekin zituen interakzio guztien batezbestekora, horrela interakzio indibidualek ez baitzuten edukiko termodinamikaren lehen legeari jarraitzeko beharra.

1. irudia: Simetria ez-desiratua «apurtzeko», eredu estandarraren teoriak «zapore» kontzeptua sartu zuen quarketan.

Bohren gizateriaren aurkako delitu horrek, dena den, eragina izan zuen Werner Heisenberg-en mekanika kuantikoaren garapenean (1925), fisikan kontserbazio-legeak nola ulertu behar ziren aldatu baitzuen. Hain zuzen ere, kontserbazio-legeen jatorrian zerbait berria zegoen: matematika-simetria jakin batzuk, zeinak matrize batzuen adierazpenei zaizkien berezkoak, alegia, sistema fisiko bat egoera batetik bestera daramatzaten eragiketak irudikatzen zituzten adierazpenei.

Kasu horretan simetriak eskatzen zuen forma matematikoa berdina izaten jarraitzea geometria- edo denbora-aldaketa bat gertatu ostean. Hala, aldaketa bakoitzak kontserbazio bana zekarren berekin: espazioan geratutako biraketa batek momentu angeluarraren kontserbazioa, denboraren inbertsioak energiaren kontserbazioa, eta, azkenik, transformazio lineal batek momentuarena.

Halaber, simetria ez-klasiko berri bat agertu zen, zeina pausagunean dagoen partikularen momentu angeluar intrintsekoarekin (spinarekin) erlazionatzen zen. 1930eko hamarkadan horrekin loturiko kontzeptu berri bat azaldu zen, isospin delakoa: partikula nuklearren sailkapen-modu gisa garatu zen. Isospinak antipartikula berriak aurreikusteko gaitasuna agertu zuen, eta kontserbazio-lege berri bat sortu, nukleoiena.

Nukleoa aztertzeko, fisikoek behartuta ikusi zuten euren burua argia atomoaren eta nukleoaren beraren teorietan uztartzeko. Arazorik sinpleenak ere (elektroiaren eta eremu elektromagnetikoaren arteko interakzioak) zekarren mekanika kuantikoaren zein erlatibitate bereziaren teorien sintesi bat egin beharra. Bi teoria horien arteko bat egitea (argotean, birnormalizazioa) lortzeko garatu zituzten teknikek sarri asko derrigortzen zituzten aldaketak nukleoan edo bere osagaietan. Adibidez, 1928an P.A.M. Dirac fisikariaren elektroi-uhinaren ekuazio-deribazioak berekin zekarren energia-egoera negatiboak existitzea, eta Diracek interpretatu zuen horiek elektroiaren masa berdineko baina karga positiboko «antipartikula» baten domeinua zirela. Bere teorian bi elektroi-motek aldi berean sortu eta elkar suntsitu zezaketen eta hori mekanika kuantikoaren arau inplizitu baten kontra zihoan: partikulen kontserbazioa. Diracen interpretazioa indartu egin zen 1932an Carl David Anderson fisikariak positroia aurkitu zuenean izpi kosmikoek laino-ganberan uzten zituzten lorratzetan.

Beta desintegrazioaren arazoak berriro ere ahitu zuen energiaren eta momentuaren kontserbazio-legeekiko konfiantza. Konponbide gisa, Wolfgang Pauli austriarrak iradoki zuen, haztamuka hasieran 1930eko gutun pribatu batean, oraindik inork hauteman ez zuen kargarik gabeko partikula bat faltan sumatzen ziren energia eta momentua eramatearen arduradun zela. Oso masa txikidun partikula bat zen, ondoren Enrico Fermi italiarrak neutrino izen emango ziona. Neutrinoaren existentzia lehen aldiz berretsi zen Frederick Reines eta Clyde L. Cowan-en esperimentuekin, 1956an.

Partikula-azeleragailuaren garapenak «oinarrizko» partikula gero eta gehiagoren aurkikuntza izan zuen ondorio, eta kontserbazio-legeentzako arazo gehiago eta gehiago. Berritasunen artean zeuden probabilitate oso gutxiko egoeratan elkartzen ziren partikula bikoteak, hainbesteraino ziren gertagaitzak, ezen fisikariek «arrarotasun» izeneko zenbaki kuantikoak eman baitzizkieten. Garai hartan, zientzialariek nukleoaren barnean zegoen indar berri bat existitzen zela proposatu zuten, zeinari «indar ahul» izen eman zioten. Neutrinoa, beraz, partikula «ezkerti» bihurtu zen, eta antineutrinoa, berriz, «eskumati».

Kontserbazio-legeak berriro berrikuspen baten beharrean zeuden. Hain zuzen, berrikusi beharrekoak ziren, esaterako, interakzio elektroahuletan paritatea kontserbatu egiten zela ziurtzat jotzen zutenak. P-k beharrezkoa du bai gailu batek bai bere isipulu-irudiak modu bertsuan funtzionatzea material bertsuekin eginak badaude, hau da, jokaera berdina izatea espazio-koordenatuak alderantzikatuta ere (denbora alderantzikatuta, ordea, ez). Hala, P ez kontserbatzeak simetria-erlazio eta kontserbazio-lege desberdinak planteatzera behartu zituen ikertzaileak, adibidez, C simetria (C, ekuazio batean parte hartzen duten kargak kontrakoak bihurtzen dira) edota denbora-inbertsioarena (T, t aldagaia -t bilakatzen da). Lorturiko emaitzarik mardulena CPT-ren kontserbazioa izan zen. «CPT aldaezintasun» deiturikoan, hiru transformazioak aldi berean gertatzen badira eta T kontserbatzen bada, orduan CP ere kontserbatuko da.

Pren ez-kontserbazioa frogatzeko egin ziren esperimentuek erakutsi zuten partikula batzuk berez direla ezkerti eta beste batzuk berez eskumati. 70eko hamarkadan eredu orokor bat azaldu zen, aski onartua, partikulak eta euren jokaera azaltzen zuena: eredu estandarra. Bere oinarrizko osagaiek, quarkek, elektroien zatikiak ziren kargak zeuzkaten (2/3, -1/3). Nolanahi ere, eredu horretan hadroi guztiek (protoiek, neutroiek, etab.) masa berdina izan beharko lukete simetriagatik, eta hori ez da betetzen. Simetria ez-desiratu hori «apurtzeko», teoria horrek «zapore» kontzeptua sartu zuen quarketan.

2. irudia: Eredu estandarraren oinarrizko osagaiak quarkak dira.

Quarkak indar nuklear bortitzak lotuta egoteko baldintzak simetria eta kontserbazio-lege berriak agertzea eragin zuen. Matematika-azalpenei ulergaitzak izatea leporatzen zieten askok, baina 60ko eta 70eko hamarkadetan quarkak aurkitzean, eta 2012an Higgs bosoia, akusazio horiek ezerezean geratu ziren eta eredu estandarra sendotu egin zen.

Kontserbazio-legeek, hasieran fisikako joera erregularrak eta azkenean matematika-simetria multzoak, ia esoterikoak eta soilik gaian sartuta daudenentzako ezagungarriak, azken 250 urteetako fisikaren bilakaera gidatu dute.

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Egileaz: Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.

Itzulpena: Lamia Filali-Mouncef Lazkano

Hizkuntza-begiralea: Gidor Bilbao

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Jean Buridan (hacia 1292-hacia 1363) fue un filósofo escolástico francés, instigador del escepticismo religioso en Europa.

Historieta satírica estadounidense (hacia 1900) sobre la indecisión del Congreso entre la elección de la ruta del canal de Panamá o del canal de Nicaragua y aludiendo a la paradoja de Buridán. Imagen: Wikimedia Commons.

Una leyenda –propagada por la Balada de las damas de antaño del poeta François Villon (1431-1463¿?) y popularizada por el cantautor Georges Brassens– asociaba a Buridan –equivocadamente– con el escándalo de la torre de Nesle:

Y ¿dónde está, si no, la reina
que a Buridán hizo meter
en un saco y lo tiró al Sena?
¿Dónde están las nieves de ayer?
¿En un saco y lo tiró al Sena?
¿Dónde están las nieves de ayer?

Fragmento extraído de ‘Brassens en castellano’ (traducido por Ramón García Toga)

Su nombre se asocia también a un experimento mental conocido como ‘la paradoja del asno de Buridán’, a pesar de que no se recoge en ninguna de las obras conocidas de este filósofo. Sin embargo, un problema similar aparece en el tratado Sobre el cielo de Aristóteles (384 a. C.-322 a. C.)​​​, en un momento en el que su autor se preguntaba sobre cómo un hombre sediento y hambriento, situado a la misma distancia de una mesa llena de alimentos y otra llena de bebidas, se las arreglaría para escoger entre ambas ofertas… Y concluía que necesariamente, ¡se mantendría inmóvil!

En su comentario sobre el anterior tratado del polímata griego, Buridan cambiaba a la persona por un perro confrontado a este cruel dilema. Aludía a esta posibilidad como a la de una alternativa sin sentido comparable ‘a la que debería sopesar los méritos de la gravedad terrestre y del objeto pesado que se somete a ella.’

Buridan no discutió este problema en particular, pero aludía en su obra a la existencia de un determinismo moral en el que un ser humano que se enfrenta a posibles decisiones, siempre debe elegir el mayor bien, aunque la voluntad puede demorar la elección.

L’âne de Buridan entre deux opinions (1859) por A-C-H de Noé. Imagen: Wikimedia Commons.

Posteriormente se satirizó esta visión por medio de la historia de un asno sediento y hambriento, situado a la misma distancia entre un cubo de agua y otro de avena… y que acababa muriendo, incapaz de elegir el cubo por el que le convenía.

Más que una paradoja, esta historia podría catalogarse como un dilema llevado al absurdo, ambos rasgos caracterizando el fenómeno del doble vínculo.

Parece que Baruch Spinoza (1632-1677) fue el primero en hablar de la Buridani asina –la asna de Buridán… en efecto, no el asno– en su Ethica (traducción de Vidal Peña):

[…] Puede objetarse que si el hombre no obra en virtud de la libertad de su voluntad, ¿qué sucederá si está en equilibrio, como el asna de Buridán? ¿Perecerá de hambre y sed? Si lo admito, parecería que pienso en un asno, o en una estatua de hombre, y no en un hombre, pero si lo niego, entonces el hombre se determinará a sí mismo y, por consiguiente, tendrá la facultad de dirigirse a donde quiera y hacer lo que quiera. […] Concedo por completo que un hombre, puesto en tal equilibrio (a saber, sin otras percepciones que las de la sed y el hambre, y las de tal y cual comida y bebida que están a igual distancia de él), perecerá de hambre y sed. Si me preguntan: ¿acaso tal hombre no debe ser estimado más bien como un asno que como un hombre?, respondo que no lo sé, como tampoco sé cómo ha de ser estimado el que se ahorca, o cómo han de ser estimados los niños, los necios, los locos, etc.

Buridan y Spinoza difieren en sus conclusiones. Para el primero, el asno moriría, pero un ser humano enfrentado a la misma situación sería capaz de elegir arbitrariamente… para el segundo el hombre actuaría de la misma manera que el animal… ¿Qué opináis?

Referencias:

Jean Buridan, Wikipédia (consultado el 19 de noviembre de 2018)

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.

El artículo La paradoja del asno de Buridán se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. La paradoja de Bertrand
2. Una paradoja del infinito: la oferta del diablo
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Juanma Gallego Neutrino atmosferikoek Lurra zeharkatzean egiten duten ibilbidea jarraituta, orain arte teknika geofisiko tradizionalekin baino neurtu ezin ziren hainbat parametro neurtzeko gai izan dira zientzialariak; tartean, planetaren dentsitatearen banaketa.

Neutrinoak erabilita, planetaren dentsitatearen banaketa eta beste hainbat faktore kalkulatzen dituen ikerketa argitaratu du zientzialari talde batek Nature Physics aldizkarian. IFIC Valentziako Unibertsitateko Fisika Korpuskularreko Institutuko ikertzaileek neutrino atmosferikoak baliatu dituzte neurketa horiek egiteko.

1. irudia: 2011n hasi zen lanean IceCube neutrino behatokia, eta bertan eskuratutako datuei esker zientzia emaitza oso txukunak lortzen ari dira. (Argazkia: Martin Wolf / IceCube / NSF)

Izpi-kosmikoek atmosferako nukleo atomikoekin talka egiten dutenean sortzen dira neutrino atmosferikoak. Partikula horiek IceCube behatokiari esker atzeman ahal izan dituzte. Antartikan kokatuta dagoen behatoki horrek, besteak beste, planetaren bestaldetik Lurra zeharkatuz datozen neutrinoak atzematen ditu. Horretarako, behatokiak kilometro kubo bat izotz erabiltzen du, zeharkako metodoekin partikula horien presentzia, energia eta norabidea kalkulatzeko. Neutrino horien jatorria urruneko fenomeno masiboetan egon daiteke (supernobetan edo zulo beltzetan, esaterako), eguzkian edota izpi-kosmikoek atmosferako partikulekin talka egitean sortutako elkarrekintzan.

Espero bezala, behatokiari horri esker puntako zientzia ari da burutzen. Joan den uztailean, esaterako, 3.700 argi urtera dagoen galaxia batean abiatutako neutrino bat atzemateko gai izan ziren astrofisikariak. Oraingoan, neutrinoak erabili dituzte aspalditik paperean zegoen ideia bat errealitatera eramateko.

Antzeko teknika bat erabili izan da duela gutxi Egiptoko Piramide Handiaren barnealdea ikertzeko. Kasu horretan, muoiak erabili zituzten “erradiografia” erraldoia burutzeko. Teknika horri esker, ikertzaileek ondorioztatu zuten piramidearen barruan hutsune handia dagoela, eta horrek esan nahi duela seguruenera orain arte ezagutzen ez den ganbara erraldoi bat aurkitzeko dagoela.

Gaur egungo ezagutzaren arabera, neutrinoak dira Lurra zeharkatzeko gai diren partikula bakarrak. Izan ere, neutrinoek ia-ia ez dute elkarrekintzarik ohiko materiarekin (materia barionikoarekin, hain zuzen; gizakiok “nabaritzen” dugun unibertsoaren zatia, baina unibertsoaren %4 besterik ez dena). Baina azken hamarkadetan gizakia gai izan da partikula horiek detektatzeko. Norabide horretan, aurrerapauso itzela izan zen IceCube neutrino behatokiaren martxan jartzea.

Andrea Donini, Sergio Palomares eta Jordi Salvado ikertzaileek 2011n IceCubek atzemandako 20.000 neutrino inguru hartu dituzte abiapuntutzat. Atmosferan sortutako neutrinoak izanda, fisikariek aukera izan dute norabide guztietatik datozen neutrinoak eskura izateko.

Erabilitako teknika ulertzeko, kontuan hartu behar da neutrino guztiek ez dutela Lurra zeharkatzen, gaitasun hori euren energiaren araberakoa baita. 1.5 TeV baino gehiagoko energia duten neutrinoak bidean geratzen dira, Lurraren baitan harrapatuta. Aurretik egindako balioespenei esker, zientzialariek badakite bidean geratzen diren neutrinoen proportzioa zein den. Modu horretan, eta partikula horien bidea aztertuta, Lurraren baitako dentsitatea eta beste hainbat faktore kalkulatu ahal izan dituzte: Lurraren masa, inertzia-momentua, nukleoaren masa eta nukleoaren eta mantuaren masaren arteko zatidura.

2. irudia: Neutrinoak atzemateko izotzean sartutako 5.400 bat sentsore erabiltzen ditu IceCubek. Zeharkako metodoa da, neutrinoek atomo batekin talka egitean Txerenkoven erradiazio deritzona sortzen dutelako. (Irudia: Jamie Yang / IceCube)

Gutxi gorabehera, ondorioztatu dituzten zenbakiak bat datoz ohiko teknika geofisikoekin egindako kalkuluekin, baina ez dute horien zehaztasuna berdindu. Alabaina, hori, momentuz, berdin dio. Ohi ez bezala, kasu honetan protagonista ez da izan ondorioa, erabilitako tresna baizik. Irekitzeko zegoen bidea ireki du ikerketak.

Etorkizunean teknika doituz doan heinean, planteamendu berria bereziki interesgarria izan daiteke planetaren nukleoa ikertzeko. Orain, Lurraren barnekoa ikertzeko lurrikarek sorraraziko uhinak erabiltzen dira bereziki. Datu andana sortzen dute lurrikarek: neurketetan erabilgarri izan daitezkeen 100.000 bat lurrikara sortzen dira urtero, baina lurrikara hauen uhinak ez dira gai barne nukleoa zeharkatzeko.

Ikertzaileek espero dute 2011z geroztik IceCubek eskuratutako datuak erabili ahal izatea. Modu horretan orain esku artean darabilten teknika hau doitu ahal izango dute. Baina are garrantzitsuagoak izango diren datu berriak eskuratzea ere espero dute. Izan ere, Mediterraneo itsasoan KM3NeT neutrino behatoki berria martxan jartzen denean (denera, itsaspeko bost eremu izango dira, Frantzian, Italian eta Grezian), planetaren bi hemisferioetan kokatutako behatokiak egongo dira, eta horrek, seguruenera, aukerak biderkatuko ditu.

Erreferentzia bibliografikoa:

Donini, A.; Palomares, S. and Salvadó, J. (2018). Neutrino tomography of Earth. Nature Physics. Published: 05 November 2018. DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-018-0319-1

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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En determinados estamentos se da mucha importancia al concepto de fase. Como en este caso muestran los cadetes de la Escuela de Suboficiales del Sargento 2° Daniel Rebolledo Sepúlveda (Chile).

El concepto de fase no es en sí mismo complicado. La palabra fase suele emplearse habitualmente para indicar cada uno de los distintos estados sucesivos de un fenómeno natural (o histórico). Decimos habitualmente, pero hemos de ser conscientes de que no siempre para evitar errores. Así, por ejemplo, también se llama fase a una parte homogénea con límites bien definidos de un sistema heterogéneo, un concepto que, si bien tiene su origen en el uso habitual (el agua solida al calentarse pasa sucesivamente a una fase líquida y después a una fase vapor, por ejemplo), es un concepto actualmente independiente de la idea de estado sucesivo.

El concepto de fase es fundamental para entender el funcionamiento de una onda periódica. El siguiente diagrama representa una onda periódica que pasa a través de un medio. En él aparecen marcados conjuntos de puntos que se mueven “a la vez y de la misma forma” a medida que pasa la onda periódica. Los puntos cresta C y C’ han alcanzado posiciones máximas hacia arriba. Los puntos valle D y D’ han alcanzado posiciones máximas hacia abajo. Los puntos C y C’ tienen desplazamientos y velocidades idénticos en cualquier instante de tiempo. Sus vibraciones son idénticas y van al unísono. Lo mismo ocurre con los puntos D y D’. De hecho hay infinitos pares de puntos a lo largo del medio que vibran de manera idéntica cuando pasa esta onda. Démonos cuenta de que C y C’ están separados una distancia igual a una longitud de onda, λ, al igual que D y D’.

Los puntos que se mueven al unísono, como C y C’, se dice que están en fase entre sí. Los puntos D y D’ también se mueven en fase. De hecho, los puntos separados entre sí por distancias de λ, 2λ, 3λ,. . . o, en general, nλ (siendo n cualquier número entero) están todos en fase entre sí. Estos puntos pueden estar en cualquier lugar (fase) a lo largo de la longitud de la onda. No necesitan corresponderse solo con los puntos más altos o más bajos. Así, puntos como P, P’, P”, están todos en fase entre sí. Cada uno de estos puntos está separado por una distancia λ del siguiente que está en fase con él.

Por otro lado, también podemos ver que algunos pares de puntos están fuera de sincronía. Por ejemplo, el punto C alcanza su máximo desplazamiento hacia arriba al mismo tiempo que D alcanza su máximo desplazamiento hacia abajo. En el instante en que C comienza a bajar, D comienza a subir (y viceversa). Puntos como estos están medio período fuera de fase entre sí. C y D’ también están medio período fuera de fase. Cualquiera dos puntos separados entre sí por distancias de 1⁄2λ , 3/2λ , 5⁄2 λ, etc., están medio período fuera de fase.

En esta serie hacemos hincapié en las ideas, pero entendemos que las matemáticas son la mejor forma de expresarlas de forma eficaz y eficiente, auqnue no nos metamos a fondo con ellas. Si pretendemos representar una onda periódica y sus características en un plano XY, entonces la posición (x,y) de un punto cualquiera en función del tiempo, t, viene dada por la siguiente ecuación de onda:

y(x, t) = A sen (ωt + kx + δ),

donde A es la amplitud, ω es la velocidad angular dada por ω = 2π/T (donde T es el periodo), k es el número de onda dado por k = 2π/λ y δ el desfase. La fórmula parece que es ciencia infusa, pero con los conceptos que hemos visto y este fantástico vídeo de José Luis Crespo, la entenderás perfectamente (incluso sin tener ni idea de trigonometría):

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Fase y ecuación de onda se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Características de una onda periódica
2. Propagación de una onda
3. Incompletitud y medida en física cuántica (VI): la onda piloto

Juan Ignacio Pérez Iglesias Uste dute 550 Gt C dela Lurreko biomasa, hau da, 555.000 miloi tona karbono. Horietatik %80a (450 Gt), landareetan daude, eta horien artean enbriofitak dira nagusi. Bakterioak %15 dira (70 Gt). Gainerako guztia honela bananduta dago: %10etik gertu, onddoak (12Gt), arkheak (%12, 7Gt), protistoak (4 Gt), animaliak (2 GT), eta birusak (0.2 Gt). Hala ere, honelako estimazioak badaezpadakoak dira, nekez iritsi daitezkeelako hainbat esparrutara, eta bertan bakterioak eta birusak oso ugariak izan litezke.

1. irudia: Biomasa deritzogu inguru zehatz batean dauden izaki bizidun guztien materiari. Biomasa hainbat modutan neur daiteke, esaterako, bolumena, azalera edo karbono unitateen bidez. (Argazkia: Pixabay – Creative Commons lizentziapean)

%60a (320 Gt), agerian dago itsasoan edo lehorrean. Beste guztia, urpean edo lur azpian dago. 130 Gt daude landareen sustraietan eta 100 Gt bakterioetan, dela lurrean daudenetan, dela itsasoko hondoaren pean. Landare-biomasaren %70a zurezkoa da eta jarduera biologiko ñimiñokoa. Horrelako jarduera dute akuiferoetan edo itsasoaren hondoaren pean dauden bakterioek. Horrek esan nahi du berriztatze-denborak oso luzeak dituztela: hilabete batzuetatik milaka urtera. Bizitza “geldo” horiek alde batera utzita, landare eta bakterioen biomasa handia da beti ere: 150 Gt landareen sustrai eta hostoetan, eta 9 Gt itsasoko eta lurreko bakterioetan. Onddoak hurbil dabiltza (12 Gt).

Arthropoda phylumeko klasea osatzen duten intsektuak dira espezie kopuru handia dutenak (milioi bat espezie), baina animali biomasaren zati txiki bat dira. Itsas artropodoak dira ugarienak: 1 Gt. Haien artean, espezie bakar batek 0.05 Gt ditu, gizakiaren parean (0.06 Gt). Espezie hori Euphasia superba da (balea urdinek jaten duten krilla). Antzerako biomasa dute behi-abereek eta termitek. Ugaztun eta hegazti basatiek askoz ere biomasa gutxiago dute: 0.07 eta 0.02 Gt hurrenez hurren. Itsas artropodoen atzetik, arrainak dira biomasa gehien dutenak (0.7 Gt), eta geroago datoz lurreko artropodoak, anelidoak (ar segmentatuak) eta moluskuak, haietatik bakoitzak 0.2 Gt dutelarik. Abereek 0.1 Gt dute, knidarioen antzera (hau da medusa, anemona eta antzekoen kantitatearen antzera).

2. irudia: Taxon bakoitzari dagokion biomasaren banaketa globalaren irudikapen grafikoa. (Iturria: Yinon M. Bar-On, Rob Phillips, and Ron Milo (2018). The biomass distribution on Earth | PNAS)

Aurreko zenbaki guztiak giza jardueren ondorio dira neurri handi batean. Izan ere, uste dute Kuaternarioaren bukaeran baino zazpi aldiz txikiagoa dela egungo lurreko ugaztunen biomasa. Bestetik, baleen eta bestelako itsas ugaztunen arrantzak bost aldiz txikiagoa izatera eraman du animalia horiei dagokien biomasa. Guztira, ugaztun basatien biomasa sei aldiz txikiagoa izatera iritsi da, gizakiek Lurrean zeharreko hedapenak eraginda. Gizakien abereak direla eta, ugaztunen osoko kopurua laukoiztu egin da (0.04 tik 0.17ra). Landareen biomasa erdira jaitsi da azken 10.000 urteetan, eta horrek esan nahi du osoko biomasari ere antzerakoa gertatu zaiola.

Gure espeziea ez da Lurrean dagoen espezierik ugariena, ezta biomasaren ikuspegitik ere, baina zalantzarik gabe, bera da gure planetako ekosistemei larrien eragin dien espeziea.

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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola

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Boca de una lamprea marina (Petromyzon marinus)

La boca es la entrada al sistema digestivo y puesto que hay una gran diversidad de modalidades de alimentación, existen también muy diferentes tipos de bocas. Los animales que se alimentan de fluidos biológicos tienen una anatomía bucal apta para succionar los líquidos (como algunos insectos fitófagos), aunque pueden necesitar también dispositivos adicionales para perforar tejidos e incluso para anestesiar a su huésped en el caso de los ectoparásitos de animales. Los micrófagos, como bivalvos, suelen tener aparatos filtradores para retener las minúsculas partículas en que consiste su alimento o, si comen sedimentos, dispositivos para seleccionar las de alto valor nutricional de las partículas de escaso o nulo valor. Hay animales macrófagos que engullen animales enteros, sin desmenuzarlos, como algunas serpientes, pero la mayoría han de fragmentar los pedazos de alimento y su boca suele estar dotada de dientes, con los que lo cortan en trozos pequeños. Las aves, sin embargo, han prescindido de los dientes y se han dotado de pico, una estructura dura con una diversidad anatómica y funcional enorme en las diferentes especies.

En los mamíferos la apertura bucal está bordeada por los labios, que aparte de para cerrar la boca o mantener sellado su contorno sobre la superficie mamaria en la lactación, también sirve a algunas especies como herramienta prensil. La bóveda de la cavidad bucal es el paladar, que la separa de las vías respiratorias nasales. La mayor parte de los anfibios, reptiles (aves incluidas) y mamíferos tienen lengua, que es una estructura muscular que cumple variadas funciones. En ciertas especies es el órgano que atrapa el alimento, como en algunas ranas y camaleones; en otras, como los rumiantes, sirve para coger el alimento; perros y gatos la utilizan para beber. Y a muchas especies, como la nuestra, les sirve para conducir el alimento y moverlo durante la masticación. En la lengua hay, además, un gran número de papilas gustativas, aunque también las hay en el paladar, y en la garganta.

El primer tratamiento que recibe la comida en la mayoría de macrófagos (no en las especies que engullen sus presas enteras) es la masticación. Masticando el alimento, se fragmenta en trozos muy pequeños, lo que además de aumentar la superficie expuesta a la acción digestiva1, facilita su posterior ingestión. Además, ayuda a mezclar la comida con la saliva. Y también estimula los receptores de las papilas gustativas, lo que desencadena reflejos de secreción de saliva en la cavidad bucal y de jugos gástricos, pancreáticos y biliares en órganos inferiores del sistema.

Los dientes de peces, anfibios y reptiles están especializados para sujetar y desgarrar los pedazos de alimento. Muchas especies renuevan sus piezas dentales a lo largo de la vida, como hacen tiburones, dinosaurios (estos hacían, claro) y reptiles no aviares (las aves carecen de dientes, como se ha dicho antes), aunque hay grandes diferencias de frecuencia de cambio entre unas especies y otras2. En las serpientes venenosas los colmillos contienen sendos depósitos de veneno. Y hay vertebrados (los misticetos) cuyos dientes vestigiales son reabsorbidos y sustituidos por las ballenas3, que utilizan como filtro para retener los crustáceos eufasiáceos (krill) que les sirve de alimento.

La saliva de la boca de las sanguijuelas contiene apirasa, que impide la coagulación de la sangre en la herida.

La saliva es producida por las glándulas salivares. Entre sus funciones se encuentran las siguientes:

(1) Humectación, para lubricar el alimento y facilitar su ingestión.

(2) Digestión, dado que en la mayor parte de animales la saliva contiene amilasa, la enzima que degrada el polisacárido almidón al disacárido maltosa.

(3) En algunas especies la saliva ejerce funciones de defensa, pues (a) contiene lisozima, una enzima que ataca las paredes bacterianas; (b) contiene aglutinina, una glucoproteína que forma complejos con anticuerpos IgA para unirse después a las bacterias; (c) lactoferrina, que se une al hierro que necesitan las bacterias para duplicarse; y (d) arrastrando material que podría ser fuente de alimento para las bacterias.

(4) La saliva es un disolvente para muchas moléculas que estimulan los receptores de las papilas gustativas. Si no están en disolución no surten efectos gustativos.

(5) Suele ser rica en tampón bicarbonato, por lo que neutraliza muchos ácidos de los alimentos, así como los que producen las bacterias.

(6) Puede cumplir también funciones de termorregulación en los animales que no recurren a la sudoración para disipar calor por evaporación en caso de necesidad. Hay animales que incluso impregnan de saliva su superficie corporal con ese propósito.

(7) La saliva de los ectoparásitos como vampiros, insectos y sanguijuelas contiene apirasa, que previene la agregación de plaquetas al degradar ADP; ejerce por lo tanto función anticoagulante.

(8) Las glándulas salivares de muchos insectos y algunos vertebrados liberan feromonas.

A diferencia del resto de secreciones digestivas, que están controladas por el sistema nervioso y el endocrino, la secreción de saliva en vertebrados4 está sometida a control nervioso únicamente. En los mamíferos, la estimulación permanente y de baja intensidad de las terminaciones nerviosas del subsistema parasimpático5 que inervan las glándulas salivares provoca la producción constante de saliva. Gracias a esa secreción la boca y la garganta se mantienen húmedas de forma permanente. La tasa basal de secreción de saliva en humanos es de 0,5 ml min-1, aunque puede elevarse rápidamente hasta los 5 ml min-1 bajo ciertos estímulos. Esas cifras, no obstante, empalidecen al lado de las de los rumiantes: una vaca produce 140 l de saliva diarios y la mitad del agua corporal pasa cada día de las glándulas salivares al rumen.

Además de la producción continua de un volumen limitado de saliva, hay dos reflejos que pueden provocar una elevación en su secreción. Uno es el reflejo simple o no-condicionado, que es el que se produce cuando los quimiorreceptores y barorreceptores de la cavidad bucal responden a la presencia de alimento. Esos receptores envían señales al centro salivar de la médula6 y esta, a su vez, responde enviando a las glándulas salivares las correspondientes señales para elevar la producción de saliva. El otro es el reflejo salivar condicionado, que ocurre sin que haya estimulación oral; es un reflejo aprendido que consiste en la insalivación en respuesta a un estímulo que indica que en breve habrá alimento disponible para comer.

Un rasgo que diferencia a las glándulas salivares del resto de órganos regulados por el sistema autónomo es que es el único caso en que los subsistemas simpático y parasimpático no tienen efectos antagonistas. Ambas divisiones estimulan la producción de saliva. La división parasimpática, que es dominante, provoca un aumento del flujo de sangre a las glándulas y, por consiguiente, da lugar a una abundante producción de saliva serosa. La simpática, sin embargo, reduce el flujo sanguíneo y, aunque mantiene un cierto nivel de producción salivar, esta es de menor volumen y de consistencia más mucosa. Bajo esa circunstancia suele experimentarse la sensación de boca seca característica de condiciones de estrés.

Fuente:

Lauralee Sherwood, Hillar Klandorf & Paul H. Yancey (2005): Animal Physiology: from genes to organisms. Brooks/Cole, Belmont.

Notas:

1 La superficie acumulada total de una misma masa o volumen de cualquier material es mayor cuando se encuentra fragmentada en muchos trozos de pequeño tamaño que en pocos de gran tamaño.

2 En la mayor parte de los tiburones se renuevan cada dos semanas, y en los cocodrilos cada dos años.

3 Las conocidas coloquialmente como barbas, que son largos filamentos de queratina dispuestos en paralelo.

4 Y con la excepción de los rumiantes, en los que la saliva es secretada de forma permanente por la glándula parótida sin que responda a estímulos nerviosos.

5 En la anotación dedicada al sistema nervioso periférico tratamos del subsistema parasimpático.

6 En El tronco encefálico y el cerebelo, hicimos referencia a la médula como parte del tronco encefálico.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo La boca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Modalidades de alimentación
2. El balance energético animal
3. Túbulos de Malpigio y recto, el sistema excretor de los insectos

Titanio eta aluminio aleazio berriek hegazkinen motorren pisua %25 murriztu dezakete UPV/EHUn gauzatutako ikerketa baten arabera.

Irudia: Hegazkinen motorren pisua %20 eta %30 bitartean arindu dezakeen materiala ikertu dute.

Titanio-aluminio (TiAl) aleazio berriek industria aeronautikoan erabiltzen diren materialak ordezka ditzakete, horien errendimendua hobetuz gainera, Leire Usategui Frías fisikariak egindako “TiAl intermetallics for aerospace applications: atomic relaxation processes, microstructure and mechanical properties at high temperature” doktorego-tesiko ikerketaren arabera.

TiAl aleazioen deformazio-prozesuak kontrolatzen dituzten mugimendu atomikoak arrakastaz ikertu eta sektore aeronautikorako eta aeroespazialerako egokiak diren mugimendu atomikoak identifikatu dira.

Industria aeronautikoak eta aeroespazialak motor eraginkorrak ez ezik, CO2 emisioak eta erregaiaren kontsumoa gutxitzea du helburu eta hori hegazkinen motorren pisua gutxituz lor daiteke. Hegazkin arinagoak egiteko ezinbestekoa da tenperatura altuetan erresistenteak diren material arin berritzaileak garatzea. Titanio-aluminio aleazioek potentzial handia dute eskari horiek guztiak betetzeko.

Orain arte, nikela oinarri duten superaleazioak nagusitu dira hegazkinetako turbinen besoen ekoizpenean: karga mekaniko eta termiko altuei eusteko gai dira, baita zerbitzu-egoeretan ere. Superaleazio horiek dentsitate handia dute, TiAl aleazioen dentsitatea, aldiz, horien erdia da. Beraz, arinagoak izateaz gain, TiAl aleazioek oxidaziorako erresistentzia, motorraren gainberotzea eta, batez ere, isurpen (materialek tenperatura altuetan tentsiopean lan egiten dutenean azaldu ohi den deformazioa; nahitaez saihestu behar dena) ona erakutsi dute.

TiAl aleazioak dira hegazkinetako turbinetan orain arte erabiltzen diren materialak ordezkatzeko aukerarik aproposena, motorren pisua %20 eta %30 bitartean arinduko baitute. Modu horretan motorraren errendimendua nabarmen areagotuko litzake eta erregai-kontsumoa gutxitu.

Osagai aeronautikoen zerbitzu-tenperatura areagotzeko helburuarekin, TiAl aleazioei elementu kimiko ezberdinak gehitzean zein eragin duten aztertu da hobetutako material lehiakorragoak lortzeko. Orain dela gutxiko aleazio aipagarrienetako batek titanio eta aluminio elementu nagusiez gain, niobio eta molibdeno kantitate orekatuak eta silizio eta karbono kantitate txikiak ditu.

Aleazio berri horiek egitura egonkorra eta isurpen-erresistentzia aproposa izatea ezinbestekoa da ingeniaritza aeronautikoaren eskakizunak betetzeko. Ezaugarri horiek guztiak difusio- eta deformazio-prozesuek kontrolatzen dituzte. Horregatik, garrantzitsua da prozesu horiek kontrolatzen dituzten mekanismo atomikoak identifikatzea.

Karbonoak difusio-prozesuak atzeratzen ditu. Maila atomikoan gertatzen diren mugimenduak dira eta ez dira errazak detektatzeko ezta aztertzeko ere. Arrakastaz ikertzea lortu da, espektroskopia mekanikoa izeneko teknika esperimental konplexuari esker.

Tenperatura ezberdinetan materialak zein portaera duen egiaztatu da, hegazkineko motorra berotu ahala zer gertatzen den ikusteko. Informazio hori guztia behar-beharrezkoa da material horrekin ekoiztuko diren besoen fidagarritasuna eta eraginkortasuna bermatzeko, hegaldi- zein atseden-egoeran.

TiAl aleazioei molibdenoa, niobioa, karbonoa eta silizioa gehitzean zer gertatzen den behatu eta elementu kimiko horien difusio-prozesua noiz eta nola aktibatzen den ezagutu da ikerketari esker. Informazio hori ezagutzea ezinbestekoa da difusio-prozesuak atzeratzeko eta, ondorioz, deformazio-prozesuak atzeratzeko; baita aleazio horiek lan egin dezaketen tenperatura tartea areagotzeko ere.

Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa: Titanio eta aluminio aleazio berriek hegazkinen motorren pisua % 25 murrizten dute.

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