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César Tomé López

Klonak sortzea, organismo bizien kopia genetikoki berdin-berdinak, nekazaritza bezain zaharra den prozesu bioteknologikoa da.

Irudia: “Klon” hitza grezierazko “adaxka” hitzaren baliokidean du oinarria.

Lehen klonak sortu ziren nekazariek zurtoin bat edo adar bat (aldaxkak) hartu eta lurrean landatzen zutenean, landare batzuk ugaltzeko. Prozesua gaur egungo aroa baino milaka urte lehenago hasi zen erabiltzen eta gaur egun lorezain eta baratzezainek erabili ohi dute, fruitu-arbolen, aihen-belarren eta arrosen ugalketa lortzeko, besteak beste. Izan ere, J.B.S. Haldane biologoak 1963an “klon” hitza sortu zuenean, oinarri hartu zuen grezierazko “adaxka” hitzaren baliokidea.

Klon hitza, geneen erreplikazioaz aritzeko, 70eko urteen hasieran erabiltzen hasi zen. Izan ere, DNA birkonbinatzailearen teknika berriek orduan ahalbidetu zuten zientzialariek organismo baten genomaren bakarkako geneak ebaki eta bakterioen genoman txertatzea, non haiekin batera ugalduko ziren.

Polimerasaren kate-erreakzioa (PCR, ingelesezko siglen arabera) Kjell Kleppe eta H. Gobind Khoranak deskribatu zuten. Hala ere, Kary B. Mullis kimikariak 1983an teknika garatzeak ahalbidetu zien zientzialariei gene baten milaka milioi klon sortzea saio-hodi batean. Teknika horren garrantziak ekarri zuen zenbaitek biologia bi arotan banatuta zegoela baieztatzea: PCRaren aurrekoa eta PCRaren ondokoa. Egileak Nobel saria jaso zuen 1993an.

Animalia-organismo osoen klonatzeak historia zaharragoxea du. XX. mendeko 20ko urteen amaieran, Hans Spemann enbriologoak animaliak klonatzeko hurbilketa bat lortu zuen: Arrabio baten enbrioi-zelula baten nukleoa txertatu zuen bere nukleoa aldez aurretik ateratako obulu batean eta azken hau geroago arrabio independente gisa garatu zen. 1938an, jada Nobel sariduna zelarik, Spemannek proposatu zuen posible litzatekeela animalia heldu bat antzeko moduan klonatzea, baina “ametsa” bailitzan deskribatu zuen saiakuntza hori; alde batetik, berak ez zekielako nola egin eta, bestetik, ez zekielako animalia heldu baten zelula guztiz diferentziatu baten nukleoa gai izango ote zen organismo baten garapen osoa zuzentzeko obulu batetik abiatuta.

Ildo berean, 1951n Robert Briggsek eta Thomas J. Kingek ―Estatu Batuetako Osasuneko Nazio-Laborategietakoak― igelen enbrioi-zelulak klonatzea lortu zuten, baina ez zuten arrakastarik izan zelula bereiziagoak lortzeko egindako hainbat saiotan. Beren emaitzek, bai eta arlo horretan ziharduten beste laborategi batzuetakoek ere, hau erakusten zuten: Nukleoaz gabetutako zelulak zenbat eta “zaharragoak” izan (bereiziak, hau da, enbrioiaren garapenaren ondoko faseetan hartutako zelulak), hainbat eta gertagaitzagoa zen klonaren garapena lortzea.

1962an, John Gurdon Oxfordeko Unibertsitatean lan egiten zuen garapenaren biologoak esan zuen gai izan zela igel erabat garatuak sortzeko, zapaburuen hesteen estaldurako zelula ustez bereiziak klonatuta. Gurdonek argudiatzen zuen bere saiakuntzak ―nahiz eta saioen %2an besterik ez zuen arrakasta izan― frogatzen zuela zelula bereiziek eusten ziotela garapena zuzentzeko ahalmen genetikoari. Beste biologo batzuk ez ziren gai izan Gurdonen emaitzak errepikatzeko. Baserriko abereekin lan egiten zuten zientzialariek lortu zuten zaldiak, zerriak, untxiak eta ahuntzak klonatzea, lehen enbrioi-faseetako zeluletatik abiatuta, baina gehienek ezinezkotzat jotzen zuten zelula helduetatik abiatuta klonatzea.

Hala ere, 90eko urteen erdialdean, Ian Wilmutek, Roslin ikerketa institutukoak, erabaki zuen “nekazaritza molekularra” esaten zaionaren eraginkortasuna hobetzen saiatzea; hau da, animalien aldaketa genetikoa egitea giza proteina garrantzitsu eta baliotsuak ekoitz ditzaten, koagulazio-faktoreak esaterako. Helburu horrekin, animaliak aldatu egin ziren, proteinarako genea obulu ernaldu berrietan injektatuta; obuluok ordezko ama baten uteroan inplantatzen ziren eta honek azkeneraino burutzen zuen prozesua. Prozedurak ondoriozko animalien % 5etan baino ez zuen arrakastarik izan; baina, animalia horiek klonatzerik balego, porrotaren %95 arrakastaren %100 bihurtuko litzateke. Aukera horrek Wilmut bultzatu zuen bioteknologiako enpresa baten lankidetza bilatzera, PPL Therapeutics enpresarena hain zuzen.

Wilmutek pentsatu zuen zelula helduak klonagarriak izan litezkeela, baldin eta nukleoa egoera egokian zeuden zeluletatik hartzen bazen. Keith Campbellek, saiakuntza horretan laguntzen zion enbriologo batek, iradoki zuen G0 faseko zelulak (elikagairik ez dutenean zelulak sartzen diren gelditasun-egoera) balekoak izan litezkeela. 1996ko martxoan baieztatu zuten aukera hori, bi arkume jaio zirenean, enbrioi-zelula bereizietatik abiatuta klonatutakoak. Hurrengo urratsa ardi bat klonatzea izan zen, errapearen zelula helduetatik abiatuta. Beren ikerlanen ondorioz, 277 porrot izan zituzten, eta arrakasta bat: ardi bat, uztailean jaio zena, eta Dolly izenaz bataiatu zutena (Dolly Partonen gorazarretan).

Dollyren jaiotza hurrengo otsailean iragarri zen jendaurrean (PPL Therapeutics enpresak denbora izan zezan protokolo eta teknologiaren patentea erregistratzeko). Horrek berehala piztu zuen eztabaida, klonatzea gizakietan aplikatzearen inguruan (ikusi dugunez, azken batean, aurreko hirurogeita hamar urteetako edozein unetan pitz zitekeen eztabaida hori). Eztabaidak bizirik dirau.

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

Itzulpena: Leire Martinez de Marigorta

Hizkuntza-begiralea: Gidor Bilbao

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El estudio de la historia de la humanidad se divide en dos grandes períodos, que son la prehistoria, que abarca desde la aparición de la especie humana, desde sus primeros ancestros, hasta la aparición de la escritura, y la historia, que abarca desde el final de la prehistoria hasta la actualidad.

Se considera que el punto de inflexión en el estudio de la historia de la humanidad fue el origen de la escritura. La invención de la escritura supuso un avance intelectual muy importante para el ser humano, puesto que requería que la mente humana desarrollase una capacidad de abstracción significativa, y cambió completamente su existencia. La escritura permite plasmar los pensamientos “en papel”, recoger con precisión el lenguaje hablado y es un medio de expresión y de comunicación que posibilita guardar los registros de forma duradera. Y para la historia, en cuanto disciplina, significó poder disponer de fuentes escritas perdurables para estudiar los hechos históricos.

Simplificando la cuestión, puesto que los diferentes pueblos de la antigüedad fueron desarrollando de forma independiente sus propias formas de comunicación oral y escrita, puede decirse que la escritura fue inventada a finales del milenio IV a.c. en Sumeria, la zona sur de la antigua Mesopotamia, comprendida entre el Tigris y el Éufrates.

Carta de la Gran Sacerdotisa Lu’enna al rey de Lagash (quizás Urakagina), informándole de la muerte de su hijo en combate. Tablilla de barro, con escritura cuneiforme antigua, de aprox. 2400 a.n.e., encontrada en Telloh (antigua Girsu), Irak. Departamento de Antigüedades Orientales del Museo del Louvre (París). Fuente: Wikimedia Commons

Sin embargo, la invención de los números cambió también la existencia de los seres humanos. Los números no son tan solo una parte de nuestro lenguaje, oral o escrito, sino que son una herramienta fundamental en nuestra sociedad, que permiten, por ejemplo, medir, establecer una ubicación física o temporal, contar, ordenar y clasificar, comprar y vender, de hecho, desarrollar toda la economía, o codificar, por no hablar de su papel en la presente era digital. Su creación necesitó también de un significativo proceso de abstracción, que le llevaría varios milenios a la humanidad.

Por último, la invención de la escritura de los números se produce justo antes de la aparición de la escritura, en el sentido usual, pero no como algo casual, sino que el número escrito acompañaría a la palabra escrita en su nacimiento. Como escribe Antonio Durán en Vida de los números, “los números ejercieron de matrona de la escritura”.

El origen de los números, así como su grafía, es un proceso sumamente complejo, que tuvo muchos protagonistas en diferentes partes del planeta y se desarrolló a lo largo de varios milenios.

La primera etapa en la existencia del ser humano hacia la creación de los números fue tomar conciencia de que podía conocerse si dos conjuntos tenían la misma cantidad de objetos, sin que existiera la idea de número. Dos conjuntos poseen la misma cantidad de objetos, independientemente de cuál sea esa cantidad, si podemos establecer una relación “uno a uno” entre los elementos de ambos. Hace milenios los pastores podían comprobar, sin conocer los números, si todas las ovejas que habían sacado a pastar por la mañana regresaban a la tarde. Para ello, los pastores debían de colocar una piedra, u otro pequeño objeto, en algún recipiente, por cada oveja que salía a pastar al campo, y cuando regresaban, iban sacando una piedra por cada animal que llegaba. Sabían que habían regresado todas si al final no quedaba ningún guijarro en el recipiente, y que se había perdido alguna oveja, o habían sido atacadas por los lobos, si aún quedaban piedras.

Pero, además, se produjo un avance significativo hacia el concepto de número porque el ser humano introdujo una familia de objetos de referencia, ya fuesen estos los dedos de las manos, piedras, nudos en una cuerda, muescas en el suelo, en un palo o en un hueso, para poder asociar cualquier cantidad de animales, plantas u objetos con el mismo número del conjunto de referencia. Así, dos ovejas se correspondían con dos dedos, dos muescas o dos piedras, cinco personas con cinco muescas. Este fue el origen del primer concepto de número desarrollado por la humanidad, así como el proceso de contar asociado, operación que consiste en añadir un objeto de referencia más por cada nuevo sujeto a contar. Esos elementos de referencia “inventados” se podían utilizar para “contar” cualquier conjunto de objetos y eran manejados por todas las personas de una misma zona.

El anterior fue un proceso de abstracción que duró varios milenios. Las primeras evidencias de registros numéricos, tengamos en cuenta que si se utilizaban partes del cuerpo humano o materiales degradables el registro desaparecía, son de hace más de 30.000 años, un hueso (peroné) de babuino con 29 muescas y un hueso (tibia) de lobo con 57 muescas, agrupadas de 5 en 5.

El Hueso de Ishango, es un hueso, el peroné de un babuino, del paleolítico superior, aprox. del 20.000 a.n.e., que contiene tres grupos de muescas, quizás como parte de un proceso de contar animales u objetos, o tal vez relacionado con el calendario. Perteneciente al Institut Royal des Sciences naturelles de Belgique, Bruxelles. Fuente: Wikimedia Commons

El siguiente avance lo constituyó la invención de la base de la numeración. Representar números cada vez mayores utilizando los dedos de la mano o por acumulación de muescas, nudos o guijarros se hizo inviable, además de la dificultad para distinguir, sin saber contar, entre un grupo alto de marcas, nudos u otros objetos de referencia, por ejemplo, entre IIIIIII y IIIIIIII. Se empezaron a agrupar formando grupos de 5 o 10, o incluso otras cantidades. Es decir, cada 5 o 10 muescas, piedras o nudos, se marcaba una muesca, piedra o nudo distinto, que tenía el valor de 5 o 10 de los normales, creando una jerarquía de símbolos.

Georges Ifrah, en Historia universal de las cifras, narra la historia de un pueblo de Madagascar que, para contar el número de soldados de su ejército, estos pasaban en fila y cada uno depositaba un guijarro en una pequeña zanja en el suelo, cuando llegaba el décimo, este extraía las 10 piedras de la misma y en su lugar colocaba una en una segunda hendidura, reservada para las decenas. Y se continuaba colocando guijarros en el primer hoyo hasta que este se llenaba de nuevo con 10 piedras, con el soldado 20, momento en el que se vaciaba esa primera cavidad y se colocaba un segundo guijarro en la segunda. Cuando la segunda zanja llegaba a tener diez piedras, se extraían y se colocaba una de ellas en una tercera hendidura, la de las centenas, y así sucesivamente. De manera que, si al terminar de pasar los guerreros había 3 guijarros en la primera zanja, 7 en la segunda y 4 en la tercera, el número de guerreros era 473.

Muchos pueblos han utilizado el 10 como base, debido a que nuestras manos fueron el primer sistema de referencia y la primera calculadora que tuvo el ser humano. Además, esa misma idea en la que se basan los malgaches, es la que se utiliza en el ábaco.

De forma paralela al desarrollo del concepto de número, se fueron desarrollando las operaciones aritméticas. En Kenia cuando iba a salir una expedición militar, cada guerrero masai depositaba un guijarro en un montón, y a la vuelta cada superviviente cogía uno del mismo. De esta forma, se tenía conocimiento de las pérdidas sufridas, ya fueran muertos o prisioneros. La cantidad de piedras que quedaba era el resultado de los guerreros iniciales menos los que habían vuelto.

Quipu inca del Museo Larco, de Lima (Perú), sobre el 1400 d.C. Como se explica en Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (I), los incas utilizaban un sistema decimal de registro de números, mediante nudos sobre cuerdas. Fotografía: Claus Ableiter / Wikimedia Commons

Un tema de estudio muy interesante son los diferentes sistemas de numeración que se fueron generando en la antigüedad por los diferentes pueblos, así como los algoritmos para el cálculo de las operaciones aritméticas que se desarrollaron. El libro Historia universal de las cifras de Georges Ifrah es la referencia obligada sobre esta cuestión, aunque en la bibliografía se citan algunas entradas del Cuaderno de Cultura Científica en las cuales se muestran algunos ejemplos.

Pero regresemos al tema central de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica, cómo, y porqué, se desarrolló la escritura de los números y qué relación tuvo con la invención de la escritura.

Hacia el final de la prehistoria de la humanidad, el ser humano empezó a asentarse, abandonando su vida nómada, y con los asentamientos inició el desarrollo de la agricultura y la ganadería, y fruto de todo ello, se originó el comercio, primero el intercambio de productos y, posteriormente, la compra-venta. Después empezó a vivir en grandes asentamientos, en ciudades, lo que llevó a la organización y gobierno de las mismas, y de otras estructuras socio-económicas más amplias, a la creación de servicios y a un mayor comercio. Los números y la aritmética se hicieron fundamentales en estas sociedades, fue el origen de la contabilidad. Incluso existieron profesionales dedicados a las labores aritméticas y de registro de la contabilidad.

Una de las zonas de la Tierra en las que se produjo esta transformación fue Mesopotamia, Elam y alrededores, que es el lugar en el que se originó la escritura, también la escritura de los números.

Composición de dos mapas del Atlas de The Times (1922) de John Bartholomew, que incluye toda la zona de Mesopotamia, zona entre los ríos Tigris y Eufrates, Elam, que era la parte de Irán que está junto al Golfo Pérsico, y alrededores

Los primeros números que utilizaron los sumerios o los elemitas fueron “cálculos”, objetos de barro de diferentes formas y tamaños, que utilizaron tanto para representar los números, como para realizar con ellos las operaciones aritméticas. Su antigüedad se remonta, al menos, al milenio IV a.n.e.

Los números sumerios consistían en un sistema de numeración aditivo (es decir, al igual que los números romanos, cada número se obtiene por acumulación de las cifras básicas), de base mixta 10 y 60, cuyas cifras básicas eran un cono pequeño 1, una bola pequeña 10, un cono grande 60, un cono grande perforado 600 (= 60  10), una esfera 3.600 (= 602) y una esfera perforada 36.000 (= 602 10), y se desconoce cuál era la forma de la figura de barro, si existía, para la siguiente cantidad, 216.000 (603).

Cifras básicas sumerias, que consisten en una serie de “cálculos” de arcilla con diferentes formas. Imagen extraída del libro Historia universal de las cifras, de Georges Ifrah

Como el sistema de numeración sumerio era aditivo, para representar el número 164.571, se utilizaban 4 esferas perforadas, 5 esferas, 4 conos grandes perforados, 2 conos grandes, 5 esferas pequeñas y 1 cono pequeño, ya que 164.571 = 4  36.000 + 5  3.600 + 4  600 + 2  60 + 5  10 + 1  1.

Representación del número 164.571 utilizando los cálculos sumerios, es decir, 4 esferas perforadas, 5 esferas, 4 conos grandes perforados, 2 conos grandes, 5 esferas pequeñas y 1 cono pequeño

Y con estos guijarros de arcilla, los sumerios realizaban además las operaciones aritméticas que necesitaban para la contabilidad que necesitaban. Eran métodos muy sencillos, que no abordaremos aquí, por falta de espacio, pero que cualquiera puede imaginar, si se pone a ello.

En otras zonas, como la vecina Elam, los cálculos (de arcilla) eran un poco diferentes, así como sus valores, un bastoncillo 1, una bola 10, un disco 100, un cono pequeño 300 y un cono grande perforado 3.000. Aunque esencialmente era un sistema de numeración similar, con idénticos métodos de cálculo de las operaciones aritméticas.

Así, alrededor del año 3.500 a.c. en Sumeria (y también, en Elam) empiezan a sentir la necesidad de guardar constancia de las informaciones numéricas asociadas a las transacciones económicas o de los muy diversos datos estadísticos relacionados con la vida y el gobierno de Sumeria, por ejemplo, las cantidades de cereales y animales implicados en una compra-venta entre un agricultor y un ganadero, el registro del número de ovejas de un pastor o la población de las diferentes ciudades de Sumeria. Para ello se representaba la cantidad en cuestión con los guijarros de arcilla de su sistema de numeración y se introducían estos en el interior de una bola de arcilla fresca, se cerraba y en el exterior de la misma se imprimían uno o dos sellos cilíndricos para garantizar su origen e integridad (por supuesto, los gobernantes o familias poderosas eran quienes tenían sellos cilíndricos). Al secarse la arcilla se conservaba dentro la información numérica deseada. Pasado un cierto tiempo, si era el momento de comprobar la información, por ejemplo, para realizar el pago de la compra-venta, se rompía la bola de arcilla y se podía acceder a la información numérica guardada. Podríamos decir que fue el primer recibo de la historia.

Bolsa de arcilla, con sello cilíndrico impreso en el exterior, junto con algunos “cálculos” de arcilla. Encontrada en la Acrópolis de Susa, que llegaría a ser la capital de Elam, fechada en el período Uruk de Mesopotamia (entre 4.000 y 3.100 a.n.e.). Departamento de Antigüedades Orientales del Museo del Louvre (París). Fotografía: Marie-Lan Nguyen

Planteemos una situación hipotética en las que pudo utilizarse este sistema de registro numérico. Imaginemos un ganadero y un agricultor sumerios que pretenden intercambiar bueyes por trigo, y llegan a un acuerdo de compra-venta de 14 bueyes a cambio de 686 cestos de trigo, a entregar al finalizar la época de siega del cereal. Deberán recoger la información de la transacción, para cuando se produzca esta no haya ninguna duda. Para ello el ganadero introduce una bola y dos conos pequeños, para registrar la cantidad de 12 bueyes, en una bolsa de arcilla fresca, después la cierra e imprime su sello cilíndrico en el exterior. Por su parte, el agricultor introduce un cono grande perforado, un cono grande, dos bolas y seis conos pequeños, para indicar los 686 cestos de trigo, en otra bolsa de arcilla fresca, que después cerrará e imprimirá con su sello cilíndrico personal. Una vez secas, intercambiarán las bolsas de arcilla, con las cantidades registradas, que guardarán hasta el momento de realizar el intercambio de los productos. Otra posibilidad es que exista un funcionario del gobierno que certifique la transacción imprimiendo su sello a la bolsa de arcilla.

Imagen mediante rayos X de una bolsa de arcilla intacta, en la que se puede apreciar en su interior algunos “cálculos” de arcilla, con forma de conos y ovoides. La bolsa de arcilla fue encontrada en Dhahran, Arabia Saudí. Imagen del artículo The Earliest Precursor of Writing de Denise Schmandt-Besserat

Con el fin de no tener que romper la bolsa de arcilla cada vez que se quería comprobar la cantidad registrada, lo que implicada además tener que volver a preparar otra bolsa de arcilla nueva, se empezaron a marcar los “cálculos” que luego iban a introducirse en la bolsa de arcilla, sobre el exterior de la misma. De esta forma observando el exterior de la bolsa de arcilla ya se conocía la cantidad representada en el interior.

Bolsa de arcilla cerrada con cálculos marcados, 3300 a.c., Susa, Irán. Musée du Louvre, Département des Antiquités Orientales, París; y Denise Schmandt-Besserat. Imagen: Wikimedia Commons

El siguiente paso en el camino hacia el inicio de la escritura numérica, fue que los sumerios se percataron de que realmente no necesitaban los “cálculos” que estaban dentro de la bolsa de arcilla, bastaba con observar las impresiones en el exterior para conocer el número que se representaba en la misma. Por este motivo, se empezaron a utilizar simplemente tablillas frescas de arcilla sobre las que se presionaban los “cálculos” y quedaba registrado el número contable, manteniendo la idea del sello cilíndrico por encima de las cantidades, como certificación de autenticidad.

Tablilla de arcilla con números impresos en la misma y un sello, tanto delante, como detrás, de la tablilla. Localizada en Jebel Aruda (Siria), del período Uruk V (aprox. 3500-3350 a.n.e.). Imagen: CDLI-Cuneiform Digital Library Initiative. CDLI n. P235757

En las primeras tablillas de arcilla, atendiendo a las tablillas sumerias arcaicas conservadas, se consignaban solamente las cantidades, sin especificar a qué se referían estas, y una tablilla para cada cantidad. Se utilizaba simplemente una tablilla con el número 137 impreso si por ejemplo se pretendía hacer un registro de 137 sacos de trigo, y si se quería hacer otro registro, por ejemplo, de 63 ovejas, se tomaba otra tablilla de arcilla fresca y se representaba el número 63. Tampoco quedaba registrada la propia naturaleza de la operación contable, una compra-venta, un reparto, un inventario de bienes, etc.

Tablilla de arcilla con marcas impresas representando el número 63 (números elamitas, 6 marcas redondas, correspondientes a bolas, 6  10 = 60, y 3 marcas alargadas de bastoncillos, 3  1 = 3). Puede observarse el sello cilíndrico también. Localizada en Susa (actual Irán), fechada aprox. 3.200 a.n.e. Imagen Musée du Louvre, Département des Antiquités Orientales, París. Fotografía: Denise Schmandt-Besserat

Como lo importante eran las marcas que quedaban impresas en la arcilla, y no los propios “cálculos”, se empezaron a realizar esas marcas con un sencillo buril (en el caso de los números sumerios, muesca fina 1, impresión circular pequeña 10, muesca grande 60, muesca con impresión circular pequeña 600, impresión circular grande 3.600, impresión circular grande con impresión circular pequeña 36.000), que irían derivando hacia una grafía cuneiforme.

Tabla en la que se recogen los valores de las cifras básicas sumerias y las diferentes formas de representarlas, primero como “cálculos” de arcilla, después las cifras arcaicas, realizadas con un buril y que intentan imitar la forma de los cálculos al ser impresos en la arcilla húmeda, y las cifras cuneiformes, realizadas con un también buril pero que ya no se asemejan a los guijarros originales. Imagen: Historia universal de las cifras, de Georges Ifrah Tablilla contable sumeria del periodo Uruk, de la Acrópolis de Susa, aprox. 3200-2700 a.n.e. Musée du Louvre, Département des Antiquités Orientales, París. Fotografía de Marie-Lan Nguyen / Wikimedia Commons

Las transacciones económicas se fueron multiplicando, así como los registros contables de las mismas, por lo que hacia el año 3.100 a.n.e. se empezaron a incluir diferentes registros en una misma tablilla (como en la imagen de arriba) y a utilizarse pictogramas, que son los primeros signos de la escritura, para indicar los objetos a los que se refería cada cantidad de la tablilla (cereales, ovejas, caballos, jabalíes, pan, ropa, etc). Estos pictogramas que al principio solo registraban objetos, poco a poco fueron incorporando otros significados, por ejemplo, acciones. Así mismo, se empezaron a combinar varios pictogramas para obtener nuevos significados. Fue el nacimiento de la escritura.

Tablilla económica sumeria, con números y pictogramas. En la imagen podemos ver que en la primera columna, fila 1, se cuenta 1 oveja, en la fila 2, 80 carneros y en la fila 6, 166 cabras. Encontrada en Tello (antiguamente Girsu). Del periodo de gobierno de Urakagina, en la ciudad-estado sumeria de Lagash, aprox. 2350 a.n.e. Musée du Louvre, Département des Antiquités Orientales, París. Fotografía: Pierre et Maurice Chuzeville Tablilla sumeria, con números y pictogramas, que describe la compra-venta de 12 personas como esclavos. Aprox. 3100 a.n.e. Una descripción completa se puede encontrar en Visible Language

En la siguiente imagen vemos algunos pictogramas sumerios arcaicos.

Pictogramas de la escritura sumeria arcaica, del libro Historia universal de las cifras, de Georges Ifrah

Y vemos la evolución de algunos de los pictogramas hacia su forma cuneiforme.

Evolución de algunos pictogramas de la escritura sumeria arcaica a sus representaciones en la escritura cuneiforme. Imagen del libro Historia de la escritura, de Louis-Jean Calvet

Más aún, a lo largo de los siguientes siglos, esos pictogramas acabarían derivando en un lenguaje escrito en el que las imágenes, los signos, representaban sonidos del lenguaje oral (hacia el 2.800-2.700 a.c.). Como explica Ifrah, la imagen de un horno deja de emplearse en las tablillas para significar el objeto, sino que pasa a expresar el sonido “ne”, que era la palabra sumeria para horno. O la representación gráfica de una flecha, cuyo vocablo en sumerio es “ti”, se utiliza para representar este sonido. Como vida se decía también “ti” en sumerio, el signo escrito de la flecha sirvió también para designar a la vida. La flecha pasó a representar, no un objeto, sino un fonema. La palabra sumeria para herrero era “ti-bi-ra”, y se representaba por tanto con tres signos, el primero de los cuales es una flecha. El carácter deja de ser un pictograma, para convertirse en un fonograma.

Terminamos con una imagen de uno de esos sellos cilíndricos de los que hemos hablado en la entrada.

Sellos cilíndricos e impresiones de los mismos. Encontrado en Khafajah (actual Iraq). Del último período Uruk, aprox. 3350-3100 a.n.e. Imagen de la publicación Visible Language

Biblioteca

1.- Antonio J. Durán (idea), Vida de los números, textos de Antonio J. Durán, Georges Ifrah, Alberto Manguel, T ediciones, 2006.

2.- Georges Ifrah, Historia universal de las cifras, Espasa, 1997 (quinta edición, 2002).

3.- Museo del Louvre

4.- Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique, Bruxelles

5.- Raúl Ibáñez, Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (I), Cuaderno de Cultura Científica, 2018.

6.- Raúl Ibáñez, Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (II), Cuaderno de Cultura Científica, 2018.

7.- Raúl Ibáñez, ¿Sueñan los babilonios con multiplicaciones eléctricas?, Cuaderno de Cultura Científica, 2016.

8.- Raúl Ibáñez, Multiplicar no es difícil: de los egipcios a los campesinos rusos, Cuaderno de Cultura Científica, 2016.

9.- Raúl Ibáñez, Los huesos de Napier, la multiplicación árabe y tú, Cuaderno de Cultura Científica, 2016.

10.- Raúl Ibáñez, Los números deben de estar locos, Cuaderno de Cultura Científica, 2014.

11.- Raúl Ibáñez, El gran cuatro, o los números siguen estando locos, Cuaderno de Cultura Científica, 2017.

12.- Raúl Ibáñez, La insoportable levedad del tres, o la existencia de sistemas numéricos en base tres, Cuaderno de Cultura Científica, 2017.

13.- Raúl Ibáñez, Uno, dos, muchos, Cuaderno de Cultura Científica, 2017.

14.- Denise Schmandt-Besserat, The Earliest Precursor of Writing, Scientific American, Vol. 238, No. 6, p. 50-58, 1977.

15.- CDLI-Cuneiform Digital Library Initiative

16.- Christopher Woods (editor), Visible Language: Inventions of Writing in the Ancient Middle East and Beyond, Oriental Institute Museum Publications, n. 32, The Oriental Institute, 2015.

17.- Louis-Jean Calvet, Historia de la escritura, Paidos, 2001.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo El origen de la escritura de los números se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego Kebara 2 izeneko neandertalaren toraxa berreraiki dute, hiru dimentsiotan; horri esker ondorioztatu dute neandertalen arnasketa bereziki lotuta dagoela diafragmari, eta ez horrenbeste kaxa torazikoari.

1. irudia: Neandertalek zuten itxura eta ohiturei buruz gero eta adostasun gehiago badago ere, oraindik eztabaida handia dago haien desagerketaren arrazoiei buruz. ( Argazkia: Wikipedia / UNiesert / Frank Vincentz / Abuk SABUK)

Gaur egungo gizakiekin alderatuta, neandertalek birika-edukiera handiagoa eta bizkarrezur egonkorragoa zutelako teoria babestu du Nature Communications aldizkarian argitaratutako ikerketa batek.

Ondorio horretara iristeko, Asier Gómez-Olivencia eta Ella Been ikertzaileek gidatutako zientzialari talde batek duela 60.000 urteko neandertal baten toraxaren berreraiketa egin du. Ikertzaileek Kebara leizeko (Israel) fosilak izan dituzte abiapuntu, zehazki, Kebara 2 izenarekin ezagutzen den norbanakoarenak.

Horietan abiatuta, toraxaren eredu birtuala osatu dute. Horretarako, egun Tel Aviveko unibertsitatean gordeta dauden fosilak baliatu dituzte, eta erabili dituzte ere Ordenagailu Bidezko Tomografia bitartez ornoei, saihetsei eta hezur pelbikoei egindako eskanerrak. Zeregin honetarako beren-beregi prestatutako softwarea erabili dute.

2. irudia: Kebara 2 izeneko fosila baliatu dute berreraiketa egiteko (Argazkia: © Javier Trueba / Madrid Scientific Films)

Orduan ikusi ahal izan dute beheko saihetsen orientazioa gaur egungo gizakiena baina horizontalagoa zela, eta, horretan abiatuta, ikertzaileek ondorioztatu dute neandertalen arnasketa bereziki diafragmari lotuta zegoela. Gizaki modernoetan, aldiz, arnasketa bai diafragmari zein kaxa torazikori lotuta dago.

Prozesu luzea eta konplikatua izan arren, behin puzzlearen piezak eskura izanda aukera ugari izan dituztela azaldu du EHUko Ikerbasque ikertzaile Asier Gómez-Olivenciak. “Ordenagailu bidezko tomografiaren bidez eredu birtual bat lor dezakezu, nahi duzuna errepikatzeko edo mozteko, eta ispilu-irudi bat lortzea ere baduzu. Adibidez, saihets bat apurtuta egonez gero, beste aldeko saihetsa onik bada, horren ispilua egin dezakezu. Edo lekuz kanpo dagoen pieza bat dagokion kokapen anatomiko egokian jartzeko modua duzu”. Prozesuan, egon daitezkeen deformazioak zuzentzeko aukera ere aipatu du adituak.

Aurretik orno eta saihetsak banan-banan eta modu tradizionalean ikertuak zituztela argitu du paleoantropologoak. Oraingoan, Haifako (Israel) ospitale batean egin dute fosilaren tomografia, eta ornoak berreraikitzea izan zen lehen egitekoa. “Aldez aurretik ikusi genuen ornoek kurbadura txikiagoa zutela, batez ere eremu lunbarrean. Joan den urtean argitaratu genituen horri buruzko emaitzak. Baina ereduan saihetsak sartzea falta zitzaigun. Bidean ere ikusi genuen berreraikitzean akats batzuk bazirela, eta horiek ere zuzendu genituen”

Behin puzzlea osatuta, interpretazioaren ordua iritsi da. “Gure lehenengo ezustekoa izan da uste genuela toraxa tamaina handiagokoa izango zela, baina ez da horrela izan”. Ikusi dute ornoen arteko tartea txikiagoa dela, baina toraxaren beheko aldea askoz zabalagoa dela. “Ezaguna da neandertalek pelbis zabalagoa zutela, eta pelbis horri egokitzen zaio toraxa, hain zuzen”.

3. irudia: Berreraikitako toraxaren ikuspegia. Beheko aldean agertzen den barraren eskalak 5 zentimetroko luzera du. (Irudia: A. Gómez-Olivencia, A. Barash eta E. Been)

Aurrean aipatu bezala, atentzioa eman dieten hurrengo berezitasuna izan da saihetsen horizontaltasuna. “Berez horrek ez lioke mugikortasun handirik emango neandertalari arnas egoteko orduan. Aldiz, toraxaren beheko partean, diafragma dagoen lekuan, azalera handiagoa du toraxak”. Egoera horrek zer pentsa eman die. “Nahiz eta orokorrean hezurduraren tamaina antzekoa izan, toraxaren beheko partea handiago izateak eragin handiagoa du biriken bolumen osoan”, azaldu du Gómez-Olivenciak.

Behin baino gehiagotan aipatu izan da neandertalek arnasten zuten airea berotzeko ahalmen gehiago izan zezaketela. Azken aurkikuntza honek sustatu lezake ideia hori? Berezitasun horiek nolabaiteko eragina izan al zezaketen neandertalek egokitzeko zuten gaitasunean? Zuhur azaldu da aditua halako hipotesi baten aurrean, kontua guztiz argi ez dagoelako. “Tira, garaiera berdina izanda, normalean gorputza zabalagoa zuten neandertalek, eta pisu handiagoa izango zuten. Muskulu-masa gehiago izatean, kaloria kopuru gehiago beharko zuten bizitzeko, eta kaloria horiek erretzeko oxigeno gehiago beharko zuten ere. Dena dela, askotan desberdintasun anatomiko guztiak modu funtzionalean ikusi nahi ditugu, baina batzuetan ez da horrela. Dibertsitate genetiko txikiagoko espeziea izanda, gizaki modernoek ere fenotipo-plastikotasun handia dugu”.

Horregatik, neandertalen kasua ez dela desberdina izan behar babestu du adituak. “Neandertalak ekosistema eta tenperatura desberdinetan aritu ziren, eta, beraz, ehiza desberdina izango zuten eskura. Gizaki horiek oso klima hotzetan irudikatzeko joera dago, baina gaur egungo egoera klimatikoarekin antza handia zuten eremuetan ere bizi izan ziren, eta milaka urtez ederki moldatu ziren, gainera”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Gómez-Olivencia, A., Barash, A., García-Martínez, D., Arlegi, M.,Kramer, P., Bastir, M., Been, E., (2018). 3D virtual reconstruction of the Kebara 2 Neandertal thorax. Nature Communications, 9 Article number: 4387. DOI: 10.1038/s41467-018-06803-z

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

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Un muelle helicoidal muy popular como juguete (un Slinky) es un recurso fácil para visualizar los tres tipos diferentes de movimiento en el medio a través del que pasa una onda [1]. Primero movemos el extremo del muelle de lado a lado, o hacia arriba y hacia abajo como en la ilustración (a) de la figura de abajo. Observaremos que una onda de desplazamiento de lado a lado (o de arriba a abajo) viaja a lo largo del muelle. Ahora empujamos el extremo del muelle hacia adelante y hacia atrás, a lo largo de la dirección del propio muelle, como en la ilustración (b). Vemos ahora que una onda de desplazamiento de ida y vuelta viaja a lo largo del muelle. Finalmente, giramos el extremo del muelle rápidamente hacia la derecha y hacia la izquierda, como en la ilustración (c). En este caso una onda de desplazamiento angular se mueve a lo largo del muelle.

Las ondas como las de (a), en las que los desplazamientos son perpendiculares a la dirección en que viaja la onda, se denominan ondas transversales. Las ondas como las de (b), en las que los desplazamientos son en la dirección en la que se desplaza la onda, se denominan ondas longitudinales. A las ondas como las de (c), en las que los desplazamientos giran en un plano perpendicular a la dirección de la onda las llamaremos ondas torsionales.

Los tres tipos de movimiento ondulatorio solo se encuentran a efectos prácticos en sólidos. Sin embargo, en los fluidos las ondas transversales y torsionales se extinguen muy rápidamente y, por lo general, no se pueden producir en absoluto salvo en la superficie. De aquí se deduce, por ejemplo, que las ondas sonoras en el aire y en el agua son longitudinales. Las moléculas del medio se desplazan hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la dirección en la que viaja la energía del sonido [2].

Es habitual y muy útil hacer una gráfica para representar los patrones de una onda en un medio. Por supuesto, esto es muy fácil de hacer para las ondas transversales, pero no tanto para las ondas longitudinales o torsionales. Pero hay formas de conseguirlo. Por ejemplo, el gráfico siguiente representa el patrón de compresiones en un momento dado a medida que una onda de sonido (longitudinal) pasa por el aire. La línea del gráfico sube y baja porque el gráfico representa una instantánea del aumento y la disminución de la densidad del aire y de la presión asociada a lo largo de la trayectoria de la onda. No representa, y esto hay que recalcarlo, un movimiento hacia arriba y hacia abajo de las propias moléculas del aire.

Para describir completamente las ondas transversales, como las de las cuerdas, se debe especificar la dirección del desplazamiento. Cuando el patrón de desplazamiento de una onda transversal está a lo largo de una línea en un plano perpendicular a la dirección del movimiento de la onda, se dice que la onda está polarizada. La polarización se suele asociar popularmente a las ondas electromagnéticas pero es un fenómeno que afecta, de hecho a todas las ondas transversales. En el gráfico siguiente se ve cómo se consigue la polarización cuando solo se permite una dirección del movimiento.

Estos tres tipos de ondas (longitudinal, transversal y torsional) tienen una característica importante en común. Las perturbaciones se alejan de sus fuentes a través del medio y continúan por sí mismas (aunque su amplitud puede disminuir debido a la pérdida de energía debido a la fricción y otras causas). Hacemos hincapié en esta característica concreta usando un verbo específico. Así, decimos que las ondas se propagan. Esto significa algo más que decir simplemente que “viajan” o “se mueven”.

Campo de trigo con acianos (1890) de Vincent van Gogh. Óleo sobre lienzo. 60.0 x 81.0 cm. Fondation Beyeler (Suiza)

Un ejemplo aclarará la diferencia entre las ondas que se propagan y las que no lo hacen. Es posible que hayas visto un campo de trigo o una pradera de hierba alta. Cuando el viento sopla se producen ondulaciones. El medio para estas “ondas” es el trigo o la hierba, y la perturbación es el movimiento oscilatorio de cada planta. Esta perturbación de hecho viaja, pero no se propaga; es decir, la perturbación no se origina en una fuente y luego continúa por sí misma. A diferencia de las ondas que estamos considerando, en los campos de trigo o en las praderas la ondulación tiene que alimentarse continuamente por la energía del viento. Cuando el viento cesa, la perturbación no continúa desplazándose, sino que también se detiene. Las ondulaciones viajeras del trigo oscilante no son en absoluto lo mismo que las ondas en una cuerda o en el agua. Las ondas son perturbaciones que se propagan en un medio [1].

Nota:

[1] En la primera parte de esta serie nos centramos en ondas mecánicas y todo lo que decimos, por defecto, se refiere exclusivamente a ondas mecánicas.

[2] Recordemos que las ondas son modos de transferencia de energía sin transferencia de materia.

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

El artículo Tipos de ondas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Las ondas están por todas partes
2. Ondas gravitacionales en la materia oscura
3. La velocidad de las ondas electromagnéticas y la naturaleza de la luz

Josu Lopez-Gazpio Gorriak badu bere xarma. Ez al dira erakargarriagoak haragi, fruta eta barazki gorriak? Elikagai horietatik eratorritako produktuek ere kolore gorria izan ohi dute. Ez da kasualitatea kolore gorria eta horia izatea koloratzaile arruntenak eta gehien ekoizten direnak. Era berean, xerra egin aurretik kolore gorri bizikoa da, freskotasunaren seinale. Baliteke noizbait pentsatu izana kolore gorria odolarena dena, baina, oraingoan ere kimikak erakusten digu zenbaitetan oker gaudela. Haragiaren kolorea faktore askoren mende dago. Hala ere, nagusiena, giharretan dagoen mioglobina izeneko proteina da, eta ez odola.

1. irudia: Haragi gordinak kolore gorri bizia du giharrean dagoen mioglobina proteinaren ondorioz. (Argazkia: moreharmony – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Animaliek odol gutxi dute masarekiko ehuneko bezala adierazita -%3-10 artean-, gainera, haragiak prozesatzean odol gehiena kentzen zaie. Hortaz, odol gutxi du harategira edo supermerkatura iristen den haragiak. Mioglobina izeneko proteina da kolore gorriko pigmentua duena eta mioglobina ez dago odolean. Mioglobinak muskuluetara garraiatzen du oxigenoa eta bertan egoten da kontzentraziorik handienean. Mioglobinak hemoglobinak odolean duen funtzio bera betetzen du muskuluetan, alegia, oxigenoa garraiatzea. Mioglobinaren egitura hemoglobinarenaren antzekoa da: proteina txikia da, hemo taldea duena. Hemo taldeak burdina(II) katioia du eta hori da, hain zuzen ere, oxigenoarekin lotzen dena. Modu horretan mioglobinak oxigenoa garraiatzen eta metatzen du giharrek behar dutenerako. Bai hemoglobinak eta bai mioglobinak kolore purpura-gorria dute hemo taldean dagoen burdinaren ondorioz. Mioglobinarekin alderatuz, hemoglobina proteina handiagoa da eta lau hemo talde ditu, hau da, lau burdina atomo ditu bere egituran.

2. irudia: Hemo taldearen egitura kimikoa. Erdian burdina(II) katioia ageri da, oxigenoarekin lotzen den atomoa. (Argazkia: Yikrazuul – domeinu publikoko irudia. Iturria: wikipedia.org)

Ez, ez da odola

Mioglobinak purpura kolorea du eta oxigenoarekin erreakzionatzen duenean hartzen du kolore gorri bizia -oximioglobina sortzen da-. Beste hainbat faktorek ere eragiten dute haragiaren kolorean: haragia gordeta egon den denbora, modua, animaliaren adina eta hark egin duen ariketa fisikoa, esate baterako. Alabaina, kolore gorriaren erantzule nagusia mioglobina da. Haragia denbora luzez paketatuta egon bada kolore ilunagoa izango du, oxigeno faltaren ondorioz. Era berean, haragia aireko oxigenoarekin kontaktuan dagoenean -adibidez, haragiak duen bilgarria ireki dugulako-, kolore gorri biziagoa hartuko du mioglobina oximioglobina bihurtzen den neurrian.

Bizirik dauden animaliek duten burdinaren %10 inguru mioglobinan dago eta mioglobina hori da kolore gorriaren erantzule nagusia -eta ez odoleko hemoglobina-. Kasu nabarienetakoa izoztutako haragia desizoztean ikusten da. Haragia plater baten gainean uzten bada, likido gorria askatzen da, antza, odola dirudiena. Alabaina, hori ez da odola; izan ere, haragiari odola kendu egiten zaio prozesaketaren lehen pausoetan. Haragiaren zatirik handiena ura da eta ur hori haragitik askatzen den mioglobinarekin nahasten denean agertzen da likido gorrixka hori.

Haragi gorria eta zuria

Haragi gorriak gihar gehiago du uzkurdura moteleko zuntzak dituelako. Zuntz horiei esker, animaliak denbora tarte luzeak egin ditzake ibiltzen, esaterako. Gihar horiek mioglobina ekarpen handia behar dute -oxigeno asko behar dute denbora luzez mugitzeko- eta, hortaz, kolore gorria izango dute. Alabaina, mugimendu azkarrak egin behar dituzten giharrek uzkurdura azkarreko zuntzak dituzte, arrisku egoeren aurrean ihes egiteko. Horiek ez dute hainbeste mioglobina behar eta, beraz, kolore argiagoa dute haragi horiek. Oilaskoen kasuan, esaterako, argi ikusten da desberdintasun hori. Hankak eta hegalak ilunagoak dira -arriskuetatik ihes egiteko mugimendu azkarrak egin behar dituzten atalak-, baina, beste ataletako haragia zuriagoa da, adibidez, bularkien kasua.

3. irudia: Oilaskoaren haragia zuriagoa da, bereziki uzkurdura moteleko zuntzak dituzten atalak. Bertan mioglobina kontzentrazioa baxuagoa da eta, hortaz, kolore gorria ez da hain nabaria. (Argazkia: kakyusei – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Mioglobinaren koloreak

Azaldu den bezala, haragiaren kolorea mioglobinaren kimikarekin lotuta dago, eta bereziki, haren burdina atomoarekin. Mioglobina hiru modutan ager daiteke: deoximioglobina, oximioglobina eta metamioglobina. Deoximioglobina mioglobinaren egoera erreduzitua da, alegia, oxigenoaren presentziarik ez dagoenean. Animalia hil berri denean agertzen da eta kolore gorri-purpura du. Animalia hil ostean, mioglobina hori oxidatzen doa aireko oxigenoaren ondorioz eta oximioglobina eratzen da. Guk atsegin dugun haragiaren kolore gorriaren erantzulea da eta, oraindik ere, mioglobinaren hemo taldean dagoen burdina burdina(II) izaten jarraitzen du -deoximioglobinan bezala-. Alabaina, haragiak denbora luzez jarraitzen badu oxigenoarekin kontaktuan gehiegizko oxidazioa gertatzen da eta metamioglobina eratzen da. Metamioglobinan burdina(III) dago -eta ez burdina(II)-, eta kolore arrea hartzen hasten da haragia. Metamioglobina duen haragia jangarria da, baina, pixkanaka usteltze prozesuak hasiko dira haragia guztiz alferrik galtzen den arte. Oxihemoglobina 50 aldiz azkarrago degradatzen da giro tenperaturan 0 ºC-an baino eta horixe da, hain zuzen ere, haragia hozkailuan mantentzeko arrazoietako bat.

4. irudia: Haragia paketatzeko hutsunepeko baldintzak erabil daitezke oxigeno edukia murrizteko edo atmosfera bereziak erabil daitezke. (Argazkia: moreharmony – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Haragi gordina baldintza onetan mantentzeko irtenbide bat karbono dioxidoa erabiltzea da. Karbono dioxido gasak bakterioen hazkuntza saihesten du -normalean %60 karbono dioxido eta %40 nitrogeno duten nahasteak erabiltzen dira-, eta modu horretan ez dago oxigenorik bilgarriaren barruko atmosferan. Haragiak kolore gorria denbora luzeagoz mantenduko du. Beste aukera bat karbono monoxidoa erabiltzea da. Gas toxikoa den arren, %0,4 kontzentrazioan erabiltzen bada nitrogenoarekin eta karbono dioxidoarekin batera, ez du osasunarentzat arriskurik eragiten -esposizio altuagoak jasaten ditugu trafikoaren eraginez, esaterako-. Karbono monoxidoaren presentzian, karboximioglobina sortzen da, deskonposaketarekiko erresistentzia altua duena. Hainbat herrialdetan gas horren erabilera onartzen da, baina, beste zenbaitetan ez -Europar Batasunean, kasu-. Karboximioglobina sortzen denean, haragiak kolore gorri freskoa mantentzen du, kontsumitzailearentzat oso erakargarria dena, baina, haragia usteltzen hasia egon daiteke kolore gorri bizia izan arren. Horiexek dira kimikaren sekretuak…

Informazio osagarria:

• Sobre el color de la carne (I), Miguel Ángel Lurueña, gominolasdepetroleo.com, 2011.
• Kovács, L., Csupor, D., Lente, G., Gunda, T., 100 chemical myths, misconceptions, misunderstandings, explanations. Springer, 2014.

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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En las entregas anteriores vimos cómo se definía el trabajo mecánico en física y cómo podía usarse la conservación de la energía para deducir la “ley de la palanca”.

En esta última entrega seguiremos el mismo procedimiento que en la anterior para derivar las “leyes” de otros mecanismos para mostrar cómo no son “leyes extra” de la física, sino el producto de la aplicación de la conservación de la energía.

Recordamos la técnica que usamos para la palanca:

• Asumimos que no hay pérdidas de energía (rozamiento u otras)

• Con argumentos geométricos vemos la diferencia de movimiento a la entrada y a la salida

• Aplicando que el trabajo (la energía) debe ser igual en ambos extremos, obtenemos la variación en las fuerzas

Plano inclinado

Aunque no os parezca un mecanismo, es un dispositivo que me permite variar fuerza y distancia para ejercer un trabajo mecánico, así que, ahí va.

El objetivo es subir un objeto una determinada altura, bien puede ser el coche del dibujo, una caja que arrastremos, el carro de la compra. Aquello va a subir una altura Δh y podría hacerlo por dos caminos: directamente en vertical, desde la esquina inferior derecha hasta el punto B, o por la rampa, desde A hasta B.

Vayamos con nuestra técnica.

1. No tenemos en cuenta el rozamiento

2. Por geometría miremos la diferencia de camino recorrido

3. Por conservación de la energía estimamos la relación entre las fuerzas.

Llamemos 1 al trayecto por la rampa y 2 al trayecto vertical. En cualquier caso W1 = W2.

En el trayecto vertical la fuerza mínima que deberemos ejercer para elevar el objeto será el peso y la distancia Δh, la fuerza para movernos por la rampa no la sabemos, pero la distancia será L.

Recordamos una vez más que W = Fuerza·desplazamiento (si ambos alineadas)

F1 · despl1 = F2 · despl2

F1 · L = Peso · Δh

F1 = Peso · (Δh/L)

Resuelto. La fuerza que tengo que hacer es el peso multiplicado por un número que es menor que uno (fíjate que en un triángulo rectángulo así dispuesto, la altura siempre será menor que la rampa), por lo que la fuerza a hacer será una fracción del peso.

Cuanto menor sea la inclinación de la rampa o, si queréis verlo en función de d, cuanto mayor sea el desplazamiento horizontal de la rampa, menos fuerza tendré que hacer, pero más recorrido tendré que efectuar.

Para aquellos de vosotros que sepáis trigonometría, será claro que el factor reductor de la fuerza es el seno del ángulo alfa.

Vemos una vez más, que siempre tengo que “pagar” la misma energía. Estos sistemas nos permiten hacerlo a “plazos”, hago menos fuerza, pero tengo que ejercerla a lo largo de más distancia.

Tornillo

Este muchachito está muy infravalorado. Cuando decimos “tornillo” pensamos inmediatamente en esa pequeña punta con rosca que usamos para unir piezas, pero no es sólo eso, es el alma del tornillo de banco, los gatos de los carpinteros, algunos cascanueces (en realidad muchas herramientas de apriete), los sacacorchos y el gato con el que subimos el coche (¡de más de mil kilos!) usando una sola mano… deberíais gritar de asombro sólo con oír la palabra “¡Tornillo!”.

Un tornillo avanza linealmente cuando se le hace girar. Pueden ser a “derechas o izquierdas” según el sentido de giro para que avance, pero en ambos casos (y os lo pongo grande para que os lo imaginéis mejor) ¿no se trata realmente de un plano inclinado “enroscado” en un cilindro? Imaginaos subiendo por ahí.

Eugene Wycliffe Kerr / Wikimedia Commons

Los tornillos a veces tienen más de un filete (la rampa), decimos que tienen varias entradas, lo veréis mejor en la siguiente imagen.

Lambiam / Wikimedia Commons

Miremos el primer caso (una entrada), hay sólo una escalera, perdón, un filete, y cada vuelta que damos subimos una altura que coincide con la distancia entre roscas, que llamamos paso (pitch).

En el segundo caso (dos entradas), hay dos rampas que no se “mezclan”. Piensa en que son dos escaleras, la gris empieza en el primer piso y al cabo de una vuelta te deja acceder al tercer (!) piso, mientras que la roja va pasando por los pisos pares.

Ya sabes que a los que nos gustan las funciones de estado, como las energías, nos importan poco los caminos (bromas de físico, no se enfanden). Lo que me preocupa a mí es cuánto avanzo en cada vuelta que haga dar al tornillo con mi destornillador o manivela.

Pongamos un ejemplo viejuno

Beat Rütti, Susanne Schenker (Museum Augusta Raurica) / Wikimedia Commons

Imaginemos que la varilla está roscada y llamemos D a la distancia desde el eje al mango.

Vayamos a nuestra técnica

W1 = W2

F1 · despl1 = F2 · despl2

El desplazamiento de la manivela para una vuelta será la longitud de la circunferencia 2

Orban Gorri Handiaren barruko fenomeno atmosferikoak askotarikoak direla agerian utzi du ikerketak. Kanpoaldean 450 km/h inguruko abiaduran dabiltzan haize bortitzek eragiten dituzte fenomeno horiek.

1. irudia: Duela 150 urte aurkitu zen Jupiterreko Orban Gorri Handia.

Orban Gorri Handia duela 150 urte inguru aurkitu zen. Teleskopiotik begiratuta, kolore gorrizta nabarmentzen da planetako gainerako hodei zuri, horizta eta okreen aldean. Fenomeno horri buruz ikerketa asko egin badira ere, oraindik erronka handia da meteorologo planetarioentzat.

20.000 km-ko zurrunbilo obalatu itzela da Jupiterreko Orban Gorri Handia eta eguzki sistemako fenomeno atmosferikorik ezagunena izango da seguruenik. Azterlanaren arabera, amoniako lurrunaren kondentsazioak eragindako ekaitz kumuluak ditu mordokatuta, hau da, Lurrean haizeak mendien gailurrean jotzen duenean sortzen direnen antzeko grabitate uhin estuak. Erdialdean, ordea, baretasuna da nagusi eta hodeiak kontrako noranzkoan mugitzen dira, orduko 25 km-ko abiaduran gehienez.

2. irudia: 20.000 km-ko zurrunbilo obalatu itzela da Jupiterreko Orban Gorri Handia.

Fenomeno horiek Orbaneko hodei sabaia osatzen duen 50 km inguruko lodierako geruza mehe batean baino ez dira gertatzen eta Orbana berak seguruenik ehunka kilometroan jarraitzen du sakoneran, JunoCam kamerak Orban Gorri Handiaren ingurutik igarotzean hartutako irudietan oinarrituta.

Beste lan batean, mundu osoko astronomo afizionatuek azken urteetan Jupiterreko atmosferan detektatutako bolidoen inpaktuei buruzko azterketa bat aurkeztu da. 2010etik 2017ra, 5-20 m-ko tamainako gorputzek eragindako segundo bateko 5 argi flash hartu ziren. Kalkuluen arabera, tamaina horretako 10-65 inpaktu inguru gertatzen dira urtean Jupiterren, oso laburrak direnez gero detektatzea oso zaila bada ere.

3. irudia: Jupiterreko atmosferan detektatutako bolidoen inpaktuei buruzko azterketa bat ere aurkeztu da.

Fenomeno horren inguruko alderdi horiek eta beste batzuk izango dira Juno misioak datozen urteetan egingo dituen ikerketen jomugak. NASA erakundeak Jupiterreko atmosfera sakona, barnealdea eta eremu magnetiko konplexua aztertzeko asmoz bidali duen Juno misio espaziala 2016an sartu zen orbitan. Barruan daramatzan tresna zientifikoen artean, JunoCam izeneko kamera dago eta planetako irudiak hartzea du helburu, zabalkunde lanetarako eta herritarrek zientzian parte har dezaten sustatzeko. Jupiterren ingurutik bidalitako lehen irudiek atmosferaren 7 km inguruko xehetasunak erakutsi ditu.

Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa: Jupiterko Orban Gorri Handiko fenomeno meteorologikoen barietate aberatsa eman dute jakitera

Erreferentzia bibliografikoa:

Hueso, Ricardo, et al., (2018) The rich dynamics of Jupiter’s Great Red Spot from JunoCam: Juno images. Astronomical Journal, 156, 162 (9pp). DOI: 10.3847/1538-3881/aada81

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La exposición prenatal al alcohol tiene efectos negativos en el desarrollo del feto y, dependiendo de la dosis, puede dar lugar a alteraciones neurofisiológicas serias. Los efectos más severos de la exposición crónica a altas dosis provocan el llamado síndrome alcohólico fetal (SAF). El síndrome incluye déficits de crecimiento, rasgos faciales característicos y daños en el sistema nervioso central que conducen, inevitablemente, a dificultades de aprendizaje y problemas de comportamiento.

Aunque los efectos de la exposición a altas dosis de alcohol están bien establecidos, no se conocen igual de bien los de la exposición a niveles que no dan lugar al desarrollo de un SAF característico. Además, este ha sido un campo de estudio difícil porque casi toda la información se ha obtenido preguntando a las madres sobre su propio consumo durante el embarazo. Y por razones obvias, incluso cuando ha sido moderado, tienden a decir haber ingerido menos del que realmente han tomado. Por esa razón, unos investigadores alemanes ha recurrido al uso de etil glucurónido (EtG) como indicador. La degradación del alcohol en el hígado da lugar a la producción de EtG, que puede pasar a la sangre del feto de una mujer embarazada y, a través de la sangre, también a su intestino. Tiende por ello a acumularse junto con otros productos de desecho que han de ser expulsados al evacuarse el meconio, que es el primer excremento de los recién nacidos. La concentración de EtG puede medirse en volúmenes de meconio muy pequeños, aunque de su concentración no pueden deducirse niveles precisos de exposición prenatal al alcohol.

Los investigadores alemanes han observado que niños de entre 6 y 9 años de edad que habían dado positivo en EtG (de acuerdo con un umbral fiable para evitar falsos positivos) presentaban, en promedio, un cociente de inteligencia (IQ) 6 puntos inferior a los niños con niveles de EtG inferiores al valor umbral preestablecido (EtG negativo). También han encontrado una correlación positiva entre síntomas de trastorno por déficit de atención con hiperactividad (TDAH) -principalmente déficit de atención- y la concentración de EtG en meconio.

Como tenían la sospecha de que los efectos del alcohol se producen a través de lo que se conoce como mecanismos epigenéticos, analizaron también la metilación de ADN en muestras celulares de niños EtG positivos y EtG negativos. La metilación de ADN es un proceso por el que se añaden grupos metilo a la molécula de ADN y puede ocurrir por efecto de factores ambientales diversos. Como consecuencia, puede modificarse la actividad del segmento de ADN afectado y tener, por ello, consecuencias duraderas en los rasgos que dependen de esas zonas del genoma. Por esa razón, los investigadores estudiaron también la posible relación entre el déficit de atención de los niños EtG positivos y los genes que habían sido afectados por la metilación. Lo que observaron fue que los niños con muestras claras de haber sufrido exposición prenatal al alcohol presentaban 193 genes –agrupados en 19 asociaciones funcionales- cuya actividad había sido potencialmente modificada. Algunos de esos lotes de genes cumplen un papel crucial en la diferenciación, crecimiento y función neuronal. Todos los efectos se establecieron descontando el efecto del estatus socioeconómico de las madres.

Estas investigaciones no solo han establecido una relación entre la exposición prenatal al alcohol y el desarrollo de problemas cognitivos persistentes en los niñas y niños afectados, sino que han encontrado una asociación con efectos epigenéticos del alcohol. Dadas las consecuencias de tales efectos, toda insistencia en la importancia de evitar el consumo de alcohol por parte de las mujeres gestantes es poca.

Fuente:

Stefan Frey, Anna Eichler, Valeska Stonawski, Jennifer Kriebel, Simone Wahl, Sabina Gallati, Tamme W. Goecke, Peter A. Fasching, Matthias W. Beckmann, Oliver Kratz, Gunther H. Moll, Hartmut Heinrich, Johannes Kornhuber and Yulia Golub (2018): Prenatal Alcohol Exposure Is Associated With Adverse Cognitive Effects and Distinct Whole-Genome DNA Methylation Patterns in Primary School Children. Frontiers in Behavioral Neuroscience 12 (art. 125).

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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 12 de agosto de 2018.

El artículo Si estás embarazada, mejor no consumas alcohol se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Beber alcohol produce cáncer
2. El alcohol de fin de semana y el ADN
3. Alcohol, aqua vitae

Uxue Razkin

Osasuna

Europako Batzordearen eskaeraren aurrean, ordua egoki hautatzearen garrantziaz ohartarazi dute adituek, egunsentiko argiak organismoan duen pisua dela eta. Ildo horri jarraiki Trinitat Cambras Riuk, Farmazian doktore eta Bartzelonako Unibertsitate Autonomoko Fisiologia irakasleak dio ordutegiaren hautaketak garrantzia duela batez ere neguko hilabeteetan. Erritmo zirkadianoa egunero ondo doitzearen garrantzia nabarmendu: “Goizean behar beste argi ez jasotzeak egun amaieran eragiten du, loaldia atzeratu egiten delako”. Horretaz gain, adingabeak eta adinekoak dira erritmoen arteko desoreka gehien nabaritzen dutenak.

Ordu aldaketak sortu duen eztabaida honen inguruan aritu da Antoni Diaz Noguera Fisiologian katedraduna. Nabarmendu du ordutegi aldaketa ez dela osasungarria fisiologiaren ikuspuntutik eta barruko erlojua orduan jarri behar dugula; izan ere, “barruko erlojua aske utziz gero, 25 ordu inguruko zikloen arabera funtzionatuko luke. Beraz, 24 orduko egunetara egokitzeko orduan jarri behar du, egunero-egunero”. Horretarako, gure organismoak goizeko argia bilatzen du. Txandaka lan egiten dutenek, esaterako, pairatzen dute desoreka handiena: “Egun bateko aldaketa gertatzen bada ez da ezer gertatzen. Urteetan mantentzen denean, egoera horretan daudenek patologia larri gehiago izaten dituzte”.

Ekologia

Ziur egunotan Gipuzkoako kostaldeko flyscha plastikoz gainezka ikusi duzuela birala egin den bideo batean. Surfalari batek egindako bideo honek agerian utzi du plastiko kutsadura “arazo globala” dela. Bere ustez, “baloiak kanpora botatzen” ari da administrazioa: “Ez da egia ezohiko fenomenoa dela, surflariok askotan ikusten baitugu”.

Medikuntza

Minbizi mota berbera gaixoaren arabera ezberdina izan daiteke eta desberdin jokatzen ahal du. Honi tumore barneko heterogeneotasuna (TBH) deritzo. Terapia pertsonalizatuek tratamendua paziente bakoitzaren TBHra egokitzea dute helburu. Oraindik ez dira oso ondo ezagutzen TBHaren oinarrian dauden mekanismoak. Azken finean, tumorearen atal batzuetako zelula talde batzuek ondo erantzuten diote tratamenduari, baina beste batzuk erresistente egin daitezke profil genetiko ezberdina daukatelako eta mutazio ezberdin horiek eraginda erresistentzia gaitasun hori eskuratu dutelako. Eta minbizi-zelula talde erresistente hauek dira minbiziaren aurrera egitearen eragileak.

Hainbat ikerketek frogatu dute badagoela erlazioa herpes birusaren eta alzheimerraren artean. Oxford unibertsitateko Ruth Itzhaki ikertzaileak aditzera eman du artikulu batean HSV1 birusa alzheimerraren arrisku-faktore nagusietako bat dela, eta gene batekin lotuta dagoela azaltzen du: apolipoproteina E-aren genea (APOE-Ɛ4). Hori guztia ikusita, antibiralak alzheimerra tratatzeko eraginkorrak izan daitezkeela proposatu du ikertzaileak.

Genetika

Botika pertsonalizatuen inguruan aritu da Koldo Garcia. Horiek egin ahal izango dira? Lehenengo aukera bat ematen du egileak: gaixotasun askok oinarri genetikoa dute beraz, gure geneak konponduta, gaixotasun horri aurre egiten ahal diogu. Horren harira, Garciak dio terapia genetikoek huts egin zutela baina badirudi edizio genomikoaren belaunaldi berriak lortuko duela. Artikuluaren egileari, ordea, oso zaila egiten zaio hori sinestea. Bigarren aukera bat ere ematen du: botikei erantzuteko gaitasunaren zati bat gure geneek azal dezakete. Gene batzuen aldaerek botika batzuk hobeto prozesatzen lagundu dezakete; eta beste batzuk botika baten lana zaildu. Hortaz, norberaren geneen arabera tratamendu baten arrakasta aurreikus daiteke eta, hortaz, tratamendurik egokiena hasieratik ezarri. Hirugarren aukera bat planteatzen da artikuluan, lehenengo bien nahasketa dena. Irakur ezazue osorik!

Teknologia

Robotak prest dira gizakiekin batera lan egiteko. Hasieran beldur ginen baina adi! gero eta ohikoagoak izango dira lantegietan, erietxeetan, bulegoetan, eta, adituen aburuz, baita aisialdian ere. Alor honetan murgilduta gaudela, ondo bereizi behar dira robotak eta kobotak. Egun lantegietan dabiltzan robotek hesi baten atzean dihardute, kaioletan, gizakiengandik ondo bereizita, istripuak saihesteko. Kobota, ordea, gizakien ondoan lan egiteko diseinatuta dago. Azken hauek sentikorrak dira: lankidea ukitzen dutenean gelditu egiten dira. Horretaz gain, kobotak laguntza ematen ahal dio adinean aurrera doan langileari, Loreto Susperregia IK4ko-Teknikerreko Robotika koordinatzailearen ustez.

Nanoteknologia

Nanopartikula sintetiko bigunen tamainaren eta elastikotasunaren arteko erlazioa definitzen duen lege baten eredua egin eta formulatu dute ikerketa batean. Sendagaien dosifikazioa izan daiteke nanopartikula horien aplikazioetako bat: kateak tolestean sortzen diren hutsuneetan garraiatuko lirateke sendagaiak eta tratatu beharreko eremura iristean nanopartikula askatuko litzateke. Lan honetan ikusi dute nanopartikula handi samar batzuk gai direla poro txikietatik pasatzeko, oso elastikoak direlako, eta txikiago baina zurrunagoak direnek, berriz, ezin dituztela zeharkatu. Ikerketan behatutakoari, oinarri teorikoa jarri diote.

Antropologia

Gatza maien ekonomiaren funtsezko osagarria izan zela berretsi dute, Belizen aurkitutako harri tresnen analisian abiatuta. Elikagaiak kontserbatzeko eta merkataritza-trukaketetan erabiltzen zuten gatza. Azken ideia honi jarraiki, artikuluan honakoa idatzi dute ikertzaileek: “Gatz opilak eta arrain gazitua kontserbatu zitezkeen ondasunak ziren, eta bazegoen aukera horiek gordetzeko eta merkatuan trukatzeko”, idatzi dute zientzia artikuluan.

Agrobiologia

Oilategi konpostagailua aukertzen da lan honetan, hau da, biohondakinak lekuan bertan aprobetxatzea ahalbidetzen duen konpostatze-sistema berritzaile bat. Oilategi baten egitura du, eta konpostagailu bat edo gehiago eduki ditzake barnean, parte-hartzaileek etxean sortzen duten bio-hondakina konpostatzeko. Esperientzia arrakastatsua izan da: garraioaren eta tratamenduaren kostu ekonomiko eta energetikoak murrizteaz gain, inbertsio ekonomiko garrantzitsurik gabe biohondakin-kantitate nabarmenak kudeatzea lortu da.

Fisika

Sistema fisiko eta kimiko isolatuek aldatzen ez diren zenbait propietate dituzte, esate baterako, masa, energia, eta baita tenperatura ere oreka termikoan baldin badaude. Sistema horiek elkarri eragiten diotenean, propietate horietako batzuk kontserbatu egiten dira. Kontserbazio legeek horiei egiten die erreferentzia. Filosofo naturalek XVIII. mendean eman zuten aditzera lege horiek lehen aldiz. Horren ondotik, fisika alorreko teoriaren bilakaera gidatu dute kontserbazio-legeek. Horren historia ezagutzeko, jo ezazu artikulura!

Emakumeak zientzian

Uxua Lopez ikertzaile nafarrak (Tafalla, 1983), egun Acciona-n telekomunikazioetako ingeniaria denak, klima-aldaketaren inpaktuak emakumeengan duen efektu negatiboei buruz hitz egin du elkarrizketa honetan, Donostian emango duen hitzaldi baten harira. Oro har, nafarrak dio berotze globalak emakumeengan dituen efektu negatiboak gizonezkoengan dituenak baino handiagoak dira; beste arrazoi batzuen artean baliabide ekonomiko gutxiago dauzkatelako, heziketarako eta justiziarako sarbide txikiagoa dutelako eta higikortasun eta erabaki-hartzean aukera gutxiago dauzkatelako.

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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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Actualmente, una de cada diez personas mayores de 65 años sufre alzhéimer, el tipo de demencia más común en ancianos. Se trata de una patología neurológica que conlleva un coste medio anual por paciente de aproximadamente 24.000 euros durante de 8 a 10 años. Es innegable que estamos ante un desafío sanitario, social y económico de primera magnitud.

En este contexto, el diagnóstico lo más temprano posible, el uso de las terapias y los tratamientos disponibles y la investigación en medidas de prevención primaria y secundaria son estrategias fundamentales para dar atención a las personas con demencia, optimizar su calidad de vida y la de sus familiares cuidadores e incluso reducir el número de enfermos a la mitad en una o dos décadas.

El neurólogo Pablo Martínez-Lange, director científico de la Fundación CITA Alzheimer, expuso los aspectos más relevantes asociados a esta patología en la conferencia titulada “Prevenir y tratar la enfermedad de Alzheimer: Una visión moderna”, que se celebró el pasado día 5 de marzo en la Biblioteca Bidebarrieta.

Entre otros aspectos, Martínez-Lange aborda en esta ponencia los mecanismos de esta enfermedad, los factores de riesgo y los tratamientos empleados en la actualidad para controlar o retrasar los síntomas de la misma. Así mismo analiza el papel que juegan hoy en día el diagnóstico precoz, los ensayos clínicos y la importancia de la prevención. la charla va seguida de un turno de preguntas.

Esta charla se enmarca dentro del 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.

Edición realizada por César Tomé López.

El artículo Prevenir y tratar la enfermedad de Alzheimer: Una visión moderna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El papel de la insulina en la enfermedad de Alzheimer
2. #Naukas15 Alzhéimer
3. Háblame y te digo si tienes alzhéimer

Finantza-matematiketan oinarrizko operazioa da etorkizuneko sarreren eguneko balioaren kalkulua. Etorkizuneko interes-tasa ezagutzen bada, noski, epe luzera kontu arina ez dena. Eta ezinbestekoa da hau politika ekonomikoan erabakiak hartzean. José Luis Ferreirren How to choose a discount rate for long term public policies

Kristautasunaren garaipena teknika terroristak erabilita lortu zen? Jesús Zamoraren artikuluan hausnarketa: From Constantine to Justinian: the triumph of Christian ‘terrorism’

Energia kontsumo oso baxua suposatzen duen eta etorkizuneko dispositibo mugikorren iraultza ekar dezakeen argi-materia eszitazio hibrido bideragarriaren detekzio esperimentalean hartu du parte DIPCk A route to the directional control of light–matter interactions at the nanoscale

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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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En la industria aeronáutica y aeroespacial se persigue no solo una mayor eficiencia de los motores como tales, sino también reducir las emisiones de CO2 y el consumo de combustible en términos absolutos. A esto último contribuye de manera significativa la disminución del peso de los motores de aviación. “Las aleaciones de titanio-aluminio (TiAl) muestran un gran potencial para satisfacer dichas demandas”, señala Leire Usategui Frias investigadora de la UPV/EHU.

Hasta ahora, las superaleaciones de base níquel han sido el material predominante en la fabricación de los álabes de las turbinas de los aviones, debido a su capacidad para soportar las elevadas cargas mecánicas y térmicas a las que se les somete en condiciones de servicio. Una desventaja de dichas superaleaciones es su alta densidad, y por tanto su peso, que en los TiAl queda reducida a casi la mitad.

“Además de ser más ligeras, las principales ventajas que presentan las aleaciones TiAl son una buena resistencia a la oxidación, al sobrecalentamiento y sobre todo a la fluencia (una deformación que tiene lugar cuando los materiales trabajan bajo tensión a alta temperatura y que es necesario evitar a toda costa)”, explica la doctora Usategui. Por ello, “las aleaciones TiAl se han convertido en la mejor alternativa para reemplazar las empleadas hasta ahora en las turbinas de aviación, ya que reducirían el peso de los motores entre un 20 y 30 % consiguiendo así un aumento significativo en el rendimiento del propio motor y una mayor eficiencia del combustible”, apunta la investigadora de la UPV/EHU.

Con el propósito de aumentar la temperatura de servicio de los componentes aeronáuticos, Usategui ha estudiado los efectos de la incorporación de distintos elementos químicos en las aleaciones TiAl. “Una de las aleaciones más relevantes y recientes, aparte de los elementos químicos principales (titanio y aluminio), presenta un contenido equilibrado de niobio y molibdeno y pequeñas cantidades de silicio y carbono”, explica la autora.

Se requiere una alta estabilidad estructural y un buen comportamiento de resistencia a la fluencia para que estas nuevas aleaciones cumplan los requerimientos de la ingeniería aeronáutica. Esas propiedades vienen controladas por los procesos de difusión y de deformación, por ello resulta crucial identificar los mecanismos atómicos que controlan esos procesos. “Hemos determinado, por ejemplo, que la presencia del carbono retarda los procesos de difusión”, señala Usategui. “Estamos hablando —añade la investigadora— de movimientos a nivel atómico que no son fáciles de detectar ni de analizar, pero que en este trabajo hemos conseguido estudiar con éxito mediante una compleja técnica experimental denominada espectroscopia mecánica. También hemos comprobado cómo se comporta el material a diferentes temperaturas, es decir, lo que le ocurriría a medida que el motor del avión se va calentando. Esta información es absolutamente necesaria para asegurar la fiabilidad y la eficiencia de los álabes que vayan a ser producidos con ese material, tanto en condiciones de vuelo como en reposo”, indica la doctora.

Así, “los resultados obtenidos han permitido conocer los efectos de añadir molibdeno, niobio, carbono y silicio en las aleaciones de TiAl y detectar cuándo y cómo se activa la difusión de esos elementos químicos. Ese conocimiento es indispensable para poder retrasar los procesos de difusión, lo que aseguraría retardar la deformación, así como incrementar las temperaturas a las que esas aleaciones podrían llegar a trabajar”, explica la investigadora de la UPV/EHU. “Además –concluye- el comportamiento mecánico y térmico que se ha medido en una de las aleaciones estudiadas, una aleación con microestructura nanolaminar, nos ha llevado a identificarla como una firme candidata para ser empleada en las turbinas de los aviones en los próximos años”.

Referencias:

L. Usategui et al (2017) Internal friction and atomic relaxation processes in an intermetallic Mo-rich Ti-44Al-7Mo (γ+βo) model alloy Materials Science and Engineering: A doi: 10.1016/j.msea.2017.06.014

T. Klein, L. Usategui et al (2017) Mechanical behavior and related microstructural aspects of a nano-lamellar TiAl alloy at elevated temperatures Acta Materialia doi: 10.1016/j.actamat.2017.02.050

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

El artículo Cómo reducir el peso de un motor de aviación un 30 % se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Cómo incorporar nanotubos de carbono a un plástico de aviación
3. Una fibra óptica de plástico actúa como concentrador solar luminiscence

Meteorologia pil-pilean dagoen intereseko gaia bihurtu da. Egunero, eguraldiaren iragarpenak kontuan hartzen ditugu egin beharrekoak antolatzeko. Izan ere, albistegietan, mugikorrean edota kaleetan kokatutako informazio pantailak eskura ditugu momentu oro informazioa jasotzeko.

Iragarpen hauen atzean meteorologoak daude. Egunero, Eusko Jaurlaritzaren sare hidrometeorologikoa, satelite irudiak, Araban kokatutako Kapilduiko radarra edo tximista detektagailuak bezalako baliabideek eskaintzen dituzten datuak aztertu eta balioztatzen dituzte tokian tokiko iragarpen meteorologikoa egiteko.

Eguneroko iragarpena egiteko beharrezkoak diren prozeduren xehetasunak ezagutzeko Tecnaliako Energia eta Ingurumena dibisioan meteorologoa den Eguzkiñe Iturriozekin elkartu gara.

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

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Ania Ibarguren, Joseba Arizmendiarrieta, Francesco Storino, Monica Usanoz eta Inazio Irigoien Biohondakinak lekuan bertan aprobetxatzea ahalbidetzen duen konpostatze-sistema berritzaile bat aurkezten da hurrengo artikuluan: Oilategi konpostagailua.

Oilategi baten egitura du, eta konpostagailu bat edo gehiago eduki ditzake barnean, parte-hartzaileek etxean sortzen duten biohondakina konpostatzeko. Noaingo Zentzumenen Parkean, Noain (Nafarroan), aurkitzen den 3 konpostagailu edo modulu dituen oilategi konpostagailuaren 30 hilabetetako jarraipen-emaitzak aurkezten dira dokumentu honetan. Bertan bizi diren oiloak materia organiko honetatik elikatu ahal izan dira eta haien moko eta atzaparren akzioa dela eta, konposta irauli edo aireztatu eta biohondakina txikitzen dutenez konpostatze prozesua azkartzen lagundu dute.

30 familia boluntarioek haien soberakinak eraman dituzte eta hilean behin horietako familia batek bizilagun guztiek egun horretan utzitako biohondakin-poltsen ekarpena gauzatu eta datuak jaso ditu. Trukean, arrautzak eta egun batez oiloen zaintzaile izatearen esperientzia jaso du. Ikerkuntza parte-hartzaile honetan datu gehienak familiek beraiek neurtu eta bildu dituzte.

Soberakin organikoen ekarpena 1. konpostagailuan egiten da (irekita aurkitzen den bakarra) eta dagokion egituratzaile kantitatearekin nahasten da prozesua baldintza oxidatiboetan eman dadin. Prozesuaren antolamenduari dagokionez, loteka antolatu da eta 1. moduluaren edukiera betetzean, dagokion lekualdaketak egin dira prozesua berriz hasteko lote berri batekin. Konpostagailura bota diren bio-hondakinen izaerari dagokionez oso desberdina izan da, etxean sor daitezkeen hondakin organiko oroz osatua izan delarik: fruitu eta barazki gordinak edota prestatutakoak, haragi eta arrain hondarrak, arrautza azalak, sukaldeko papera, hezurrak, etab.

Egituratzaile motari dagokionez, material ezberdinak erabili izan dira (txirbila, ezpal txikitua eta birzirkulatutako ezpal txikitua). Materia organikoa ez diren gaien edota inpropioen presentzia oso baxua izan da. Beraz, partaideek beren etxeetan biohondakina beste frakzioetatik modu egokian bereizi dutela ondorioztatzen da.

Agerikoa da esperientzia arrakastatsua izan dela. Eskala txikiko instalazio deszentralizatua denez, garraioaren eta tratamenduaren kostu ekonomiko eta energetikoak murrizteaz gain, inbertsio ekonomiko garrantzitsurik gabe biohondakin-kantitate nabarmenak kudeatzea lortu da (100 bat pertsona) eta erabiltzaileen inplikazioa sustatzeko pizgarri eraginkorra izan da. Konpostatze prozesuan eman diren tenperaturek nahasketa higienizatu dute eta prozesu amaieran lortzen den konposta higienizatua, egonkorra eta heldua izateaz gain, elikagaietan aberatsa da eta metal astunen kontzentrazio oso baxuak ditu. Marroi ilun kolorekoa da, lur-usain atseginekoa eta gai ezegokien presentziarik gabekoa, biltegiratu edota baratzeetan, zein lorategietan erabiltzeko egokia.

Orokorrean, konposizio kimiko aberatsa izateaz gain, eroankortasun elektriko altua ere baduenez, ez da lur edo substratu bezala bera bakarrik erabiltzeko aproposa, baina lurra ongarritzeko edota substratu-osagai bezala erabiltzeko (turba edo hondarrarekin nahastuta) oso gomendagarria da. Konpostaz gain, parte-hartzaileen artean banatu diren arrautza errun berriak ere lortzea ahalbidetu du. Gainera, nahiz eta oiloak partzialki biohondakin hauetaz elikatu eta oso pentsu gutxi kontsumitu, ez dute nutrizio-eskasiaren sintomarik erakutsi. Gainera, partaideen iritzia jaso asmoz egindako bi inkestetan balorazio oso positiboak bildu dira eta bertaratutako bisitari gehienek ez zekiten oilategian bertan 100 biztanleren biohondakinak konpostatzen ari zirenik. Esperientzia arrakastatsu hau beste lekuetan edota beste tamainatara guztiz moldagarria da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ale berezia. 2018
• Artikuluaren izena: Noaingo oilategi konpostagailua: etxeko soberakin organikoak aprobetxatzeko ikerkuntza parte-hartzailea.
• Laburpena: Bio-hondakinak lekuan bertan tratatzea ahalbidetzen duen konpostatze sistema berritzaile bat aurkezten da: Oilategi-Konpostagailua. Oilategi baten egitura du, eta konpostagailu bat edo gehiago eduki ditzake barnean, parte-hartzaileek etxean sortzen duten bio-hondakina konpostatzeko. Oiloek, moko eta atzaparren akzioa dela eta, konpostatze prozesua azkartzen dute. Noaingo Zentzumenen Parkean Noain (Nafarroan) aurkitzen den oilategi-konpostagailuaren 30 hilabetetako jarraipen emaitzak aurkezten dira. 30 familiak haien soberakinak eraman dituzte, datuak jaso dituzte eta trukean arrautzak, konposta eta egun batez oiloen zaintzaile izatearen esperientzia jaso dute. Ikerkuntza parte-hartzaile honetan datu gehienak familiek beraiek neurtu dituzte.
• Egilea: Ania Ibarguren, Joseba Arizmendiarrieta, Francesco Storino, Monica Usanoz eta Inazio Irigoien
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 163-172
• DOI: 10.1387/ekaia.17996

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Egileaz:

Ania Ibarguren, Joseba Arizmendiarrieta, Francesco Storino eta Inazio Irigoien Nafarroako Unibertsitate Publikoan dabiltza. Monica Usanoz, bere aldetik, Noaingo udaleko Agenda 21en.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Martillos. Foto: Almudena M. Castro.

“ Es una revelación cotejar el don Quijote de Menard con el de Cervantes. Éste, por ejemplo, escribió (Don Quijote, primera parte, noveno capítulo) :

… “la verdad, cuya madre es la historia, émula del tiempo, depósito de las acciones, testigo de lo pasado, ejemplo y aviso de lo presente, advertencia de lo por venir.”

Redactada en el siglo diecisiete, redactada por el “ingenio lego” Cervantes, esa enumeración es un mero elogio retórico de la historia. Menard, en cambio, escribe:

… la verdad, cuya madre es la historia, émula del tiempo, depósito de las acciones, testigo de lo pasado, ejemplo y aviso de lo presente, advertencia de lo por venir.

La historia, madre de la verdad; la idea es asombrosa. Menard, contemporáneo de William James, no define la historia como una indagación de la realidad sino como su origen. La verdad histórica, para él, no es lo que sucedió; es lo que juzgamos que sucedió. […] También es vívido el contraste de los estilos. El estilo arcaizante de Menard -extranjero al fin- adolece de alguna afectación. No así el del precursor, que maneja con desenfado el español corriente de su época.”

Jorge Luis Borges. Menard, autor del Quijote.

Jorge Luis Borges escribió la historia de Menard en 1962. Se trata de un relato ficticio camuflado en el comentario de un libro, también ficticio: El Quijote de Pierre Menard, escrito en el siglo XX. Borges cuenta cómo, siglos después de la publicación de la novela más célebre de la historia, un segundo autor llega a ella sin incurrir por ello en la copia o el plagio: Menard vuelve a escribir El Quijote, palabra por palabra, desde su propio tiempo y su propia inventiva. Como ello, argumenta Borges, “el texto de Cervantes y el de Menard son verbalmente idénticos, pero el segundo es casi infinitamente más rico”.

Algunas páginas más allá, otra de sus Ficciones nos lleva a La Biblioteca de Babel. También allí reside El Quijote. Pero en esta ocasión, la intención, el autor y el contexto de la novela quedan completamente borrados: en esta biblioteca, El Quijote es resultado de una permutación aleatoria (de entre las infinitas posibles) de todos los símbolos de nuestro abecedario.

Estos relatos, que parecen inverosímiles en el caso de la literatura, describen conflictos por copyright de lo más común en el mundo de la música. Por un lado, muchos compositores, por homenaje o por criptomnesia, terminan basándose en los mismos motivos musicales de los que los precedieron. Por otro, siendo la música un sistema de escritura basado en un número acotado de símbolos (12 notas en nuestra cultura, muchas menos que los signos ortográficos de la Biblioteca de Babel), es posible que las semejanzas a veces se presenten por pura casualidad.

Pero… no se trata sólo eso. Después de todo, la originalidad es una quimera en cualquier ámbito creativo. La imaginación -también lo decía Borges- “está hecha de convenciones de la memoria” y por eso crear consiste principalmente en copiar, repetir, recombinar… en apropiarse de todo un bagaje cultural previo y, sólo a veces, lograr hacer brillar algo que no estaba allí ya.

Sin embargo, la repetición en música no es sólo un recurso. Es aquello que la define.

Existe una ilusión auditiva, descrita por la profesora Diana Deutsch1, especialmente reveladora en este sentido. La ilusión del discurso convertido en canción (o Speech-to-Song illusion) consiste en un fragmento de audio hablado, relativamente breve, que se repite en bucle sin ninguna alteración. Sin embargo, al cabo de unas pocas repeticiones, los oyentes empiezan a percibirlo como música. De repente, la atención salta del significado de las palabras a las propiedades acústicas del habla como sonido y, entonces, se hacen evidentes ciertos patrones: el ritmo de las sílabas, las notas que marcan la entonación…

Esta frontera difusa entre lenguaje y canto está presente también en el mundo de la música. El rap es un buen ejemplo, quizás el primero que nos viene a la cabeza, seguido de cerca por la poesía, con sus rimas consonantes y sus rítmicas métricas. Pero podría especularse también que algunas formas de canto litúrgico nacieron de una oración repetida mil veces, y que fue esta repetición la que, poco a poco, dio lugar a un ritmo y una melodía procedentes del lenguaje mismo. Si te sabes alguna oración, pongamos, el Padre Nuestro, te reto a recitarla en voz alta y a observar tu propia entonación… y ahora, pregúntate qué haces tarareando una canción para saltar a la comba.

Otro claro ejemplo lo encontramos en la ópera. Por un lado, tenemos los recitativos, pasajes musicales que a veces son pura declamación, con un acompañamiento instrumental de lo más sencillo, un ritmo flexible, sin repeticiones y sin motivos musicales claramente reconocibles. Los recitativos son fundamentales para que la acción de la ópera avance, para poder seguir contando la historia de manera más o menos lineal. Por otra parte, están las arias, y las arias no sólo tienen más motivos musicales reconocibles y más melodías repetidas, sino que además solían interpretarse varias veces seguidas para mayor lucimiento del cantante o la cantante.

La repetición forma parte del ADN de la música porque es el ingrediente que nos permite encontrar los patrones presentes en el sonido y generar expectativas sobre lo que vendrá a continuación. Mientras escuchamos música, estamos constantemente intentando adivinar lo que viene a continuación y, en parte, es el hecho de acertar, el hecho de “sabernos” la canción y poder oírlo todo por anticipado en nuestra cabeza, lo que nos hace disfrutarla todavía más2. Por eso, sólo en música pasamos tanto tiempo escuchando canciones que ya habíamos oído previamente, y, por eso, algunas de esas canciones se quedan atrapadas en nuestra cabeza en forma de melodías pegadizas.

En el extremo opuesto, encontramos estilos musicales que deliberadamente huyen de patrones y repeticiones reconocibles para el oyente. Sucede con algunas de las vanguardias del s.XX: queriendo esquivar el lenguaje convencional de la música occidental, muchas dieron lugar a formas musicales donde las expectativas rehuyen al oyente. El resultado suele ser desconcertante, inesperado, confuso y, por ello, a menudo se ha utilizado en el cine acompañando situaciones de tensión psicológica o, directamente, en películas de terror. Pero basta añadir cierto grado de repetición para que también estos estilos se vuelvan más accesibles3. Esto fue lo que puso a prueba la investigadora Elizabeth Margullis. Ella tomó una pieza del compositor contemporáneo Luciano Berio (la Sequenza IX para clarinete) y, por métodos computacionales, añadió repeticiones de manera aleatoria. Cuando Margullis presentó la pieza original de Berio y la pieza generada por ordenador, los oyentes no sólo valoraron más la pieza con más repeticiones, sino que además creyeron que era la que había sido compuesta más probablemente por un ser humano.

Más allá de estos experimentos, casi cualquier forma musical implica algún tipo de repetición. Desde la fuga con sus sujetos y contrasujetos, a la sonata con sus temas alternantes y su reexposición, los leitmotivs wagnerianos o los estribillos del pop. No hay composición musical que no implique algún juego de espejos. Pero sí hay una forma que se basa, como ninguna otra, en este tipo de autorreferencia: es el tema con variaciones.

Referencias:

1 D. Deutsch, T. Henthorn and R. Lapidis. Illusory transformation from speech to song. Journal of the Acoustical Society of America, 2011.

2 David Huron. Sweet anticipation. 2006.

3 E. H. Margulis. Aesthetic Responses to Repetition in Unfamiliar Music. Empirical Studies of the Arts, 2013

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

El artículo El arte de la repetición se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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César Tomé López Sistema fisiko eta kimiko isolatuek aldatzen ez diren zenbait propietate dituzte, esate baterako, masa, energia, eta baita tenperatura ere oreka termikoan baldin badaude. Sistema horiek elkarri eragiten diotenean, propietate horietako batzuk kontserbatu egiten dira: propietate azpi-multzo horretaz ari gara kontserbazio-legeez hitz egitean. Hala, «masaren kontserbazioa» diogu, edo «energiaren kontserbazioa».

Irudia: Kontserbazio-lege batekin zerikusia izan zuen lehen eztabaida XVIII. mende hasieran agertu zen.

Filosofo naturalek XVIII. mendean egin zituzten lege horiek esplizitu lehen aldiz. Harrez geroztik, kontserbazio-legeek fisika alorreko teoriaren bilakaera gidatu dute eta bidean sorturiko hainbat auzi argigarriak gertatu izan dira kontserbazio-baldintzak nahiz kontserbatzen diren propietateen izaera bera ulertzeko.

Lege horiexek aurkitzeko eta aplikatzen hasteko prozesua hiru alditan bana daiteke; hala izendatuko ditugu: aurkikuntza (XVIII. mendea), lehen emaitzak (XIX. mendea) eta simetriak (XX. eta XXI. mendeak).

Aurkikuntza

Kontserbazio-lege batekin zerikusia izan zuen lehen eztabaida XVIII. mende hasieran agertu zen. Partikula edo partikula-sistema baten «indarra» izan zuen ardatz; «indar» hitzak esan nahi zuelarik partikula baten masa m bider bere abiadura v (momentum), mv2 edo mv2/2 (vis viva). Hain zuzen, Colin McLaurin, Gottfried Leibniz eta Johann Bernoulli matematikariek «indarraren» kontserbazioari buruzko ikuspegiak proposatu zituzten logikaren bitartez garatutako (eta ondoren matematikaren bidez adierazitako) printzipio metafisikoetan oinarriturik. Datu esperimentalak gehitu zituzten gogoeta metafisiko horietako baten batean. Parisko Zientzien Akademiak 1724an antolatutako lehiaketaren testuinguruan, asaldura-egoera nagusitu zen; izan ere, McLaurini garaipena emateaz gain, Bernoulli kanporatu zuten.

Ia aldi berean, momentu angeluarraren kontserbazioari buruzko eztabaida azaldu zen. 1749an izan zuen goren unea, une hartan D’Alembert entzutetsua bihurtu baitzen auziaren protagonista bere Encyclopédie famatuko zientzia- eta matematika-editore gisa. Azkenean, liskarrak saihesteko asmoz, D’Alemberten jarraitzaileek mekanika arrazionala abiadura birtualaren kontzeptuan oinarritu zuten, kontserbazioan oinarritu ordez. XIX. mendera arte ez ziren argitu momentum hura, vis viva, energia, indarra eta horiek guztiak banandu zein erlazionatzen zituzten baldintza fisikoak.

Era berean, XVIII. mendeko beste halako propietate bat pisua izan zen. Aire-motak identifikatu eta aurkitu zirenean, erreferentzia garrantzitsu bihurtu zen kimikaren teorian. Pisuaren kontserbazioa Antoine-Laurent Lavoisier-en kimika birmoldatuaren oinarri izatera igaro zen.

XVIII. mendean garatzen hasitako hirugarren kontserbazio-legeak elektrizitate estatikoarekin izan zuen zerikusia. Benjamin Franklinek, bere elektrizitate positibo eta negatiboaren existentziaren teorian (1747), karga esplizituki kontserbatzen zuen eta, are gehiago, lege hori erabili zuen Leyden-en botilaren funtzionamendua azaltzeko. Franklinen osteko filosofo naturalek bi fluido erabiltzen zuten hark bakarra erabili zuenetan; elektrizitatea kontserbatzen zela onartzen zuten eurek ere, nahiz eta esplizituki ez idatzi.



Gainerako fluido neurtezinen inguruko teoria gehienek kontserbazioa onartzen zuten, esate baterako, kalorikoarena (garaiko teorien arabera, beroaren fenomenoetan elkartrukatzen ei zen pisurik gabeko materia).

Hala, bada, 1800erako kontserbazio-legeak irmo ezarriak ziren fisikan.

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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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Portadas de la primera edición (1966) y una reedición (2010)

La frase que da título a esta anotación está incluida en el ensayo Une histoire modèle –Una historia modelo– de Raymond Queneau. Esta consigna resume las reflexiones contenidas en el texto, que giran en torno a los infortunios de la vida.

En el prólogo de Une histoire modèle[1] Raymond Queneau explica que comenzó a escribir este ensayo en julio de 1942 y que lo quería titular, inspirándose en el matemático Girard Desargues (1591-1661)[2], Brouillon projet d’une atteinte à une science absolue de l’histoire[3] –Anteproyecto para un ensayo sobre una ciencia absoluta de la historia–. Aunque inacabado, abandonó este proyecto en octubre de ese mismo año, tras haber escrito los 96 primeros capítulos, algunos solo formados por unas pocas líneas. En 1966 decidió publicarlo tal y como lo había dejado en 1942, aunque cambiando su título.

Una historia modelo es una meditación de ‘aspecto’ matemático sobre la Historia, a la que el autor califica como: L’Histoire est la science du malheur des hommes –la Historia es la ciencia de la desgracia de los hombres–.

Comenta también Queneau en la introducción que sus fuentes son fácilmente identificables, entre ellas las Leçons sur la théorie mathématique de la lutte pour la vie (Gauthier-Villars, 1931) –Lecciones sobre la teoría matemática de la lucha por la vida–de Vito Volterra (1860-1940) y los escritos de otros autores que creyeron poder demostrar la existencia de ciclos a lo largo de la Historia.

Queneau opina que la Historia sólo existe porque existen guerras, revoluciones o diferentes catástrofes: de no producirse tales acontecimientos, tan sólo existirían, como mucho, Anales. Insiste además en que:

Como afirma la paremiología, los pueblos felices no tienen Historia. La Historia es la ciencia de la desgracia de los hombres.

Su objetivo con el libro es mostrar que la Historia es una ciencia, descubriendo la correlación entre fenómenos astronómicos, climáticos, etc. y los acontecimientos cíclicos.

Si no hubiera desgracias, no habría nada que contar. De otro modo, la felicidad es homogénea, la desgracia cambiante.

Habla, por ejemplo, de la Edad de Oro –los seres humanos obtienen alimentos sin trabajar y sin pensar que su comida puede llegar a faltar– y de las diferentes crisis que pueden llevar a que desaparezca. Incluso asigna a cada grupo humano un coeficiente que mide su capacidad para prevenir catástrofes: si su capacidad es nula, el grupo se llama ciego, y alude entonces al mito de Casandra. Entre las descripciones de la Edad de Oro que aparecen en el texto, una de ellas es la matemática (capítulo 21):

Sea N(t) el número de miembros del grupo en el tiempo t, Q(N) la cantidad de alimento consumida cada año por el grupo, Q la cantidad de comida absoluta obtenida sin trabajar en el territorio ocupado por el grupo, considerando que no posee vecinos y que no debe temer a otras especies animales. Hay crisis cuando Q(N)=Q, N(t) se supone creciente y por lo tanto Q(N). Sea T el tiempo de crisis, T’ el tiempo de Casandra (puramente hipotético durante esta primera época). Hay Edad de Oro mientras T’>T.

Otro ejemplo de modelización matemática se encuentra en el capítulo 30, en el que Queneau realiza un estudio matemático de dos especies, una voraz y la otra devorada: alude en este modelo de nuevo a los hombres y los vegetales.

La discusión continúa de este modo, realizando el autor un curioso análisis intentando encontrar patrones de los ciclos en la Historia de la humanidad y sus posibles causas…

Notas

[1] Este ensayo no está traducido al castellano.

[2] Queneau posee una especial predilección por las ‘traslaciones’ de textos matemáticos. Recordar, por ejemplo, Los fundamentos de la literatura según David Hilbert.

[3] Queneau alude al texto de Girard Desargues Brouillon project d’une atteinte aux événements des rencontres d’une cône avec un plan –Anteproyecto para un ensayo sobre los resultados obtenidos al realizar secciones planas sobre un cono– (1639) en el que su autor, considerado como el fundador de la geometría proyectiva, trata sobre secciones cónicas. Este texto, de difícil lectura, plantea los fundamentos de la geometría proyectiva, y por lo tanto la descriptiva.

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 Historia es la ciencia de la desgracia de los hombres’ se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego Belizen aurkitutako harri tresnen analisian abiatuta, arkeologoek ondorioztatu dute maiek gatza baliatzen zutela elikagaiak kontserbatzeko eta merkataritza-trukaketetan erabiltzeko.

Aspaldi ezagutzen da maien kulturak gatza erabiltzen zuela, batez ere Belizen dauden gatzagak direla eta. Baina pixkanaka, ikertzaileak datu berriak eskuratzen ari dira, eta, horietan oinarrituta, Erdialdeko Amerikako kultura horretan gatzaren garrantzia uste baino handiagoa zela ezagutu da orain.

1. irudia: Gatza kostaldean ekoizten bazuten ere, ondoren barnealdeko hirietara eramaten zuten, bertan trukean erabiltzeko. (Argazkia: Jimmy Baum / Unsplash)

PNAS aldizkarian eman dituzte gaiaren harira egindako azken aurkikuntzen berri. Heather McKillop Louisianako Estatuko Unibertsitateko (AEB) arkeologoa eta Kazuo Aoyama Ibarakiko Unibertsitateko (Japonia) antropologoa izan dira ikerketa burutu dutenak. Gatzaga horietan aditua da estatubatuarra, eta harrizko tresnetan agertzen diren markak dira japoniarraren jakintza eremua. Bada, ondorioztatu daiteke zertan oinarritu duten ikerketa: aztarnategietan aurkitutako tresnak aztertu dituzte duela 1000 urte baino gehiago bertan gertatu zenaz jabetzeko.

Aztergai duten eremuak gaur egun dituen baldintzak ez dira hoberenak arkeologia egiteko, ur azpian dagoelako. Paynes Creek natur parkean dauden aztarnategian egin dute ikerketa. Bertan, maiek gatza ekoizteko gune bat zeukaten, aintzira baten alboan. Guztira, zeregin horretara bideratutako 110 tokiren aztarnak daude, bost kilometro koadro inguruko eremu batean.

Aztarna horiei esker badakigu maien zibilizazioaren loraldiaren azken hiru mendeetan (600 eta 900 urteen bitartean), kostaldean zeuden maiek gesala irakitan jartzen zutela gatza lortzeko. Gatz hori opiletan biltzen zuten, eta ondoren opil horiek kanoen bitartez eramaten zituzten ondoko hirietara, bertan trukean erabiltzeko.

Orain, itsasoaren mailak gora egin du, eta garai batean gatzaga zena aintzira bat da egun, mangladiez inguratuta. Mangladietako zoruak zohikatzez osatuta daude, eta azidotasun handia duen material horrek hezurrak, oskolak eta bestelako aztarnak suntsitzen ditu. Horregatik, bertan ez dute animalien arrastorik aurkitu, baina animalia horien kontsumoaren zantzuak harrietan bertan eskuratu dituzte. Erdialdeko Amerikan gertatu ohi denaren kontra, aztarnategi honetan egurra ondo kontserbatu da, mangladietako zohikatzak ez baitio material horri erasotzen.

Bertan aurkitutako harrizko tresnak mikroskopio bidez aztertu dituzte. Zehazki ur azpitik ateratako chertezko (kuartzo mota bat) 20 tresna miatu dituzte, eta bertan marraztutako patroietan jarri dute arreta. Ikusi dute patroi edo aztarna horiek arrainak lantzean sortzen direnekin bat datozela, eta ez soilik, esperokoa zen moduan, egurra lantzean sortzen diren patroiekin.

2. irudia: Gatzagetan, haragia eta arraina prozesatzeko harrizko tresnetan ageri diren aztarnak aurkitu dituzte arkeologoek; horrela baieztatu dute gatza elikagaiak kontserbatzeko erabili zutela. (Argazkia: Louisianako Estatuko Unibertsitatea)

Ikusitakoaz ondorioztatu dute elikagaiak kontserbatzeko gatza erabiltzen zutela, eta maiek elikagai gazitu horiek zein opiletan bildutako gatza bera “merkaturatzen” zuteneko hipotesia azaldu dute. “Gatz opilak eta arrain gazitua kontserbatu zitezkeen ondasunak ziren, eta bazegoen aukera horiek gordetzeko eta merkatuan trukatzeko”, idatzi dute zientzia artikuluan.

Kostaldean ekoiztutako ondasun hauek txalupen bitartez barruko hirietara eramaten zituztela uste dute, 24 kilometro arteko bidaietan. Zentzu horretan, zientzia artikuluan gogorarazi dute aurreko ikerketa batean beste zientzialari batzuek azaldu dutela kostaldetik Tikal hirira gatzari lotutako jarduerei loturiko giza mugimenduen aztarna bazegoela, hezurretako estrontzioaren isotopoen analisian oinarrituta. Era berean, Asiako zenbait kulturatan eta Inperio Erromatarrean ere arrain gazituaren inguruko jarduera ekonomiko garrantzitsua bazegoela oroitarazi dute.

Tresnetako batzuk soilik haragia edo haragia mozteko erabiltzen ziren, eta beste batzuk egurra zeregin anitzetarako erabiliak izan ziren. Mahai gainean jarri dituzten datuen arabera, espezializazio handiko gunea zen. Adibidez, gatza ekoizteko 72. gunean haragia edo arrainak mozteko bost tresna aurkitu dituzten bitartean, 70. gunean egurra baino ez zuten mozten, ondoren gatza lortzeko suteetan erabiltzeko. Hau da, nolabaiteko lan banaketa zegoen berez espezializatua zen jarduera ekonomiko baten barruan.

Egin dituzten kalkuluen arabera, gatza ekoizteko gune bakoitza 3.444 lagunen gatz beharrak asetzeko ekoizpena egiteko moduan zegoen: 37,7 tona gatz asteko, edo 600 tona 4 hilabetean. Datu hori kalkulatzeko, gaur egun Guatemalako Sacapulas eskualdean dagoen antzeko gune tradizional batean egiten den ekoizpena izan dute kontuan.

Erreferentzia bibliografikoa:

McKillop, Heather and Aoyama, Kazuo., (2018). Salt and marine products in the Classic Maya economy from use-wear study of stone tools. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201803639. DOI: 10.1073/pnas.180363911

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

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El universo está continuamente atravesado por ondas de todo tipo. Existen ondas hasta en el propio espaciotiempo. Tanto es así que es prácticamente imposible intentar conocer algún aspecto relevante del universo desde una perspectiva moderna sin poseer unos conocimientos básicos de lo que son las ondas. Esto es lo que pretendemos proporcionar en esta serie que hoy comenzamos, como siempre centrándonos en las ideas y empleando solo las matemáticas estrictamente imprescindibles y que no superen a las que se enseñan en la enseñanza secundaria obligatoria.

Olas pasando la Isla de Ízaro, fotografiada desde Bermeo, y usarán los amantes del surf en Mundaka. Foto: Óscar Martínez

Antes de pensar en el universo en su conjunto quedémonos en una parte de él más familiar para las personas, la superficie del planeta Tierra. Estamos familiarizados con las ondas en el agua, ya sean las olas que llegan a Mundaka y que hacen las delicias de los surferos o las que forman las gotas de lluvia al caer sobre un charco. Pero no todas las ondas se producen en medios líquidos. También estamos familiarizados con el hecho de que los desplazamientos de la corteza de la Tierra causan temblores a miles de kilómetros de distancia producidos por ondas que se desplazan en un sólido. Y cuando un músico toca una guitarra, las ondas de sonido llegan a nuestros oídos tras desplazarse por el aire, un gas. También conocemos que las perturbaciones de las ondas pueden venir en forma de haces concentrados, como el frente de choque de un avión que vuela a velocidades supersónicas. O hacerlo en sucesión como el tren de ondas enviado desde una fuente en constante vibración, como una campana o una cuerda.

Todos los ejemplos anteriores son ondas mecánicas, en las que los cuerpos o las partículas se mueven físicamente de un lado a otro. Pero sabemos que existen ondas en campos eléctricos y magnéticos. Estas ondas son las responsables de lo que experimentamos como rayos X, la luz visible o las ondas de radio. Nos centraremos en la primera parte de la serie en las ondas mecánicas para tratar después las electromagnéticas.

Quizás contraintuitivamente, en todos los casos, los efectos de las ondas que observamos dependen del flujo de energía, no del de materia. Esto es importante: Las ondas son modos de transferencia de energía sin transferencia de materia.

Supongamos que dos personas sostienen los extremos opuestos de una cuerda tensa. De repente, una persona mueve la cuerda arriba y abajo rápidamente una vez. Eso “perturba” la cuerda y produce una “deformación” en ella que se desplaza a lo largo de la cuerda hacia la otra persona. La deformación viajera es un tipo de onda llamada pulso.

Originalmente, la cuerda estaba inmóvil. La altura sobre el suelo de cada punto de la cuerda dependía solo de su posición a lo largo de la cuerda y no cambiaba con el tiempo. Pero cuando la persona sacude la cuerda se crea un cambio rápido en la altura de un extremo. Luego, esta perturbación se aleja de su fuente y se desplaza por la cuerda hasta el otro extremo. La altura de cada punto en la cuerda ahora depende también del tiempo, ya que cada punto oscila hacia arriba y hacia abajo y vuelve a la posición inicial a medida que pasa el pulso. La perturbación es, por lo tanto, un patrón de desplazamiento que se mueve a lo largo de la cuerda. El movimiento del patrón de desplazamiento desde un extremo de la cuerda hacia el otro es un ejemplo de onda. La sacudida de un extremo es la fuente de la onda. La cuerda es el medio en el que se mueve la onda.

Consideremos otro ejemplo. Cuando una piedra cae en un estanque tranquilo, aparecen una serie de crestas circulares y valles que se extiende sobre la superficie. Este patrón de desplazamiento en la superficie del líquido es una onda. La piedra que cae es la fuente; el patrón en movimiento de crestas y valles es la onda; Y la superficie líquida es el medio. Las hojas u otros objetos que flotan en la superficie del líquido suben y bajan a medida que pasa cada onda. Pero en promedio no experimentan ningún desplazamiento neto. No se ha movido materia alguna desde la fuente de la onda junto con la onda, ya sea en la superficie o entre las partículas del líquido; solo se ha transmitido la energía y el momento contenidos en la perturbación. Lo mismo aplica a las ondas en una cuerda, a las ondas de sonido en el aire, o a las ondas sísmicas en un terremoto, etc.

Cuando cualquiera de estas ondas se mueve a través de un medio, la onda lo que produce es un desplazamiento que cambia en el tiempo de las partes sucesivas del medio. Por ello, podemos referirnos a estas ondas como ondas de desplazamiento. Si puedes ver el medio y reconocer los desplazamientos, entonces puedes ver las ondas. Pero también pueden existir ondas en medios que no puedes ver tan fácilmente, como el aire limpio; o pueden formarse como alteraciones de algo que no puedes detectar sin la ayuda de instrumentos específicos, como la presión o el campo eléctrico.

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

El artículo Las ondas están por todas partes se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Cuántica y relatividad por todas partes
2. La existencia de ondas electromagnéticas
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Gorka Larrinaga, Iker Badiola eta José Ignacio López Gaur egun minbiziaren tratamenduan etorkizun handiko bideak zabaltzen ari diren arren, aurkikuntza berriek agerian jarri dute minbiziaren konplexutasuna uste zena baino handiagoa dela. Mediku eta ikertzaileentzat aspalditik ezaguna da minbizi mota berbera gaixoaren arabera ezberdina dela eta ezberdin jokatzen duela. Honi tumore arteko heterogeneotasuna deritzogu. Baina gaixo berberean tumore bat bere inguru osoan aztertzen badugu, hor ere ezberdin jokatzen duten atalak topa ditzakegu. Tumore barneko heterogeneotasuna (TBH) deitzen den fenomeno hau berriki ari da ikertzen eta horren harira are konplexuagoa bilakatu da berez nahiko konplexua zen esparrua.

Sekuentziazio masiboko teknikak izandako garapen handiak agerian jarri du TBHak daukan benetako garrantzia klinikoa. Tresna sofistikatuak eta garestiak dira eta minbiziaren ezagutzarako pixkanaka inplementatzen ari dira. Hauei esker hurrengo pausua terapia berri eta pertsonalizatuak izango dira.

Minbizi gehienek TBHa garatzen dute euren bilakaeran zehar. Kasu batzuetan, TBHa urria da eta ez du askorik baldintzatzen tratamendua. Beste batzuetan ordea, gaixoen okerrerako, bera da tratamenduen porrotaren eragile nagusia. Terapia pertsonalizatuek tratamendua paziente bakoitzaren TBHra egokitzea dute helburu. Baina minbiziaren sendatze osoaren bidean aurrerapauso edo, batzuen iritziz, iraultza bat izan daitekeen hau, terapiak askoz garestiago bilakatuko ditu, osasun-sistemaren diru-kutxarentzako mehatxu bihur daitekeelarik.

TBHaren oinarrian dauden mekanismoak ez dira ondo ezagutzen. Minbizi-zelulen ezaugarri garrantzitsu bat ezegonkortasun genomikoa eta mutazioen agerpena da. Ezaugarri honek minbiziaren beste marka asko baldintzatzen ditu. Tumorearen bilakaeran zehar, atal ezberdinetako tumore-zelulen ezaugarri genetikoak ere ezberdin aldatzen dira, eta honela tumore-zelula talde ezberdinak sortzen dira tumorearen area osoan zehar.

1. irudia: Tumore barneko heterogeneotasuna (TBH): gibeleko tumore bat ikus dezakegu (metastasia kasu), non tumore-zelula talde ezberdinak agertzen diren. Jatorri komuna izan dezaketen arren, ezegonkortasun genomikoa eta mutazioak direla medio, ezberdinak bilakatu dira bai ikuspuntu genetikotik eta bai eskuratutako marken ikuspuntutik ere. (Egilea: Gorka Larrinaga)

Tumorearen eskualdekatze honen zergatiak argi ez dauden arren, fenomeno hau berezia, errepikaezina eta aurresan ezina da. Honek arazo handiak eragiten ditu minbiziaren tratamenduan. Azken finean, tumorearen atal batzuetako zelula talde batzuek ondo erantzuten diote tratamenduari, baina beste batzuk erresistente egin daitezke profil genetiko ezberdina daukatelako eta mutazio ezberdin horiek eraginda erresistentzia gaitasun hori eskuratu dutelako. Honela, paradoxikoa dirudien arren, minbizi aurkako tratamendu batek erresistenteak diren tumore zelulak aukeratzen laguntzen du. Minbizi-zelula talde erresistente hauek dira tratamenduaren porrotaren eta minbiziaren aurrera egitearen eragileak.

2. irudia: TBHren eragina minbizi-aurkako tratamenduekiko erantzunean. Aurreko irudiko tumore horretako zelula-talde guztiek ez diote berdin erantzuten tratamenduari. Batzuk kimioterapiarekiko sentikorrak diren bitartean besteek erresistentzia eskuratu dute. Zelula-talde edo klon erresistenteak gaixotasunaren berrerotzea edo tratamenduarekiko erantzun ezaren arduradunak dira. (Egilea: Gorka Larrinaga)

Tumore-zeluletan gertatutako modifikazio genetiko hauek berezkoak izan daitezke edota tratamendu ezberdinekiko moldatzearen ondorioa ere. Tumore-zelulak, bakteriak edota beste mikroorganismoak bezala, gai dira medikamentuen aurka babes-sistemak garatzeko, bere bilakaeran zehar eta tumore zelulen biziraupena bermatzeko benetako guda mikroskopikoa sortzen delarik tumorearen osotasunean.

Beraz, eboluzioak eta ekologiak, euren definizio klasikoan, zeresan handia dauka TBHren garapenean. Honetaz hurrengo kapituluetan arituko gara.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Alexandrov L.B. et al., (2013). Signatures of mutational processes in human cancer. Nature, 500, 415–421. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nature12477
• Gerlinger M. et al., (2012). Intratumor heterogeneity and branched evolution revealed by multiregion sequencing. New England Journal of Medicine, 366(10), 883–892. DOI: 10.1056/NEJMoa1113205
• Nowell P.C., (1976). The clonal evolution of tumor cell populations. Science, 194(4260), 23–28. DOI: 10.1126/science.959840

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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.

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