Biomimetika: natura gizakion inspirazio-iturri

Zientzia Kaiera - Tue, 2017/05/16 - 09:00
Nagore Elu eta Nerea Osinalde Egunero etengabe eta ia ohartu gabe erabiltzen ditugu asmakizun asko, orokorrean bizitza izugarri errazten digutenak. Horietako gehienek natura dute inspirazio-iturri. Batzuk ikerketa luzeen emaitzak dira, eta beste batzuk aldiz, zoriaren ondorio. Lehengo taldean sartuko lirateke, besteak beste, azken urteotan sortu diren zenbait produktu itsaskor. Jada aztekek erabiltzen zituzten animalien odolarekin eta buztinarekin egindako nahasdurak, oraindik tente dirauten eraikinetako harriak elkarren artean itsasteko. Ordutik, gizakiak hamaika produktu itsaskor lortu ditu zenbait konposatu erabiliz.Naturari jarraituz egin ditu berrienetariko batzuk.

1. irudia: Produktu itsaskor berriak ekoiztu dira muskuiluek ingurune urtsutan zenbait gainazal ezberdinei itsasteko duten ahalmen indartsuan oinarrituta.

Haitzetako ostra, muskuilu edo lapak dira naturari so eginez aurkitu ditzakegun organismo itsaskorren artean ezagunenak. Hauen propietate itsaskorrak aspalditik dira ezagunak, baina azken bi hamarkadetan ezagutu da bai substantzia itsaskortasun-eragilearen konposizio kimikoa, bai ekoizpen mekanismoa. 2006an MaxPlanck Institutuko zientzialariek aurkitu zuten muskuiluen barnealdea gehienbat kolageno zuntzez dagoela osatua, eta hain zuzen ere horrek ematen dio animaliari erresistentzia eta elastikotasuna. Kanpoaldea, aldiz, DOPA izeneko proteina batez eta burdin ioiz osatua dago. Azken bi hauen artean erreakzio kimiko bat gertatzen denean substantzia likatsu bat sortzen da, eta substantzia hori gradualki polimerizatzen doa, naturarekin kontaktuan jartzen denean. Horri esker, muskuilua bere bizileku izango den harri, zura edo metalari oso gogor itsasten zaio.

Itsasgarri sintetiko biodegradagarri ez-toxikoak ekoiztu dira, muskuiluek medio urtsuan itsasteko duten ahalmen berezi honetan oinarrituta. Etorkizun handia aurreikusten zaie itsasgarri hauei, erresistentzia handiko itsasgarri gisa ingeniaritzan, eta bai zauriak ixteko edota hausturak sendatzeko biomedikuntzan.

Horman gora edo buruz behera ibiltzen den geko muskerraren oinetan topatu zuen inspirazioa etorkizun oparoko beste itsasgarri batek. Gekoak ahalmen bikaina dauka markarik utzi gabe azalera ezberdinei itsasteko eta desitsasteko. Ahalmen berezi hori oin-hatzetan dauden ile mikroskopikoei esker gauzatzen da.

2. irudia: (A) Geko muskerraren oina eta (B) oin-hatzetako ile mikroskopikoak.

Aspalditik aztertu da gekoaren oina baina duela gutxi lortu da animaliaren antzeko eraginkortasuna duen itsasgarri bat. Massachusettseko unibertsitateko zientzialari talde batek “Geckskin” deritzon itsasgarria plazaratu zuen 2012an. Kuxin bigun bat egitura egonkor batean jarriz eta tendoi artifizial bat erabiliz mimetizatu zuten gekoaren oina. Geckskin itsasgarriak 300 kilotik gorako pisuari eusteko ahalmena du, eta beraz, itsasgarri gogor eta iraunkorrenen artean egongo da etorkizunean.

Arestian aipatutako itsasgarriak ez bezala, hain ezaguna den belkroa zoriz aurkitu zen. 1941ean George Mestral ingeniaria bere txakurra paseatzen zebilela konturatu zen oso zaila zitzaiola bere jantziei eta txakurraren ileei itsatsitako lapa-belarraren hazia askatzea. Hazi hauek mikroskopioarekin aztertuta konturatu zen makina bat puntaz osatuta zeudela eta punta bakoitzaren muturrak gantxo edo kako itxura zuela. Hain zuzen ere, egitura horretan oinarrituta sortu zuen guztiok ezagutzen dugun belkroa, mantalak, eskularruak edo zapatak lotzeko erabiltzen dena besteak beste.

3. irudia: Lapa-belarra eta bere puntetako muturretan dauden kakoak.

Hasiera batean sistema honek kotoiz osatutako bi zinta zituen, eta horietako batean kako txiki batzuk zeuden. Alabaina, kotoia nahiko erraz apurtzen zela eta, hurrengo saiakerak nylonarekin egin ziren. Azkenean, poliester zuntzekin eraikitako belkroa izan zen 1951n patentatu zena.

Itsasgarriez gain, beste kontu askok ere agerian uzten dute natura gizakion inspirazio-iturri garrantzitsua dela. Hauetako bat da berriki Alemaniako Ornilux enpresak kaleratutako kristal berezia. Estimatzen da urtero 250 milioi hegazti hiltzen direla Europan eraikinetako kristalen kontra danba egin ostean. Arazo honi aurre egiteko ohikoa da eraikin handien leihoetan, baita autobideko paneletan ere, txori itxurako pegatinak ikustea. Baina metodo hau ez da batere eraginkorra. Duela hamarkada eskas bat arestian aipatutako Ornilux enpresak “txorien lagun” bezala definitzen duten kristala merkaturatu zuen: kristalak kolpatzeagatik txorien hilkortasuna % 75ean murrizten du. Kristal hau berezia da, txorientzat ikusgarria den sare batez estalia dagoelako, gizakiontzat ikusiezina bada ere. Izan ere, sare horrek argi ultramorea islatzen du.

4. irudia: Armiarma-sareek argi ultramorea islatzen dute, eta horrenbestez txoriak uxatu egiten dituzte. Horretan oinarrituta egin dituzte kristal hauek, argi ultramoreari esker txoriak uxatzeko.

Sortzaileek aitortu bezala, kristal honen diseinua armiarma sareetan dago inspiratuta; izan ere, hauen zetek argi ultramorea islatzen dute harrapakinak erakartzeko nahiz txoriak uxatzeko. Hortaz, kasu honetan gizakiak natura kontserbatu nahi du, naturaren beraren trikimailuak antzeratuz.

Oso bestelakoa da tardigradoengandik, hots uretako hartz mikroskopikoengandik, gizakiak hartutako mailegua. Tardigrada filumeko bizidunak munduko animaliarik erresistenteenak direla onartu ohi da. Izan ere, ahalmena dute beste edozein izaki bizidunentzako jasangaitzak diren muturreko baldintzetan bizitzeko, baita espazioko baldintzetan ere. Esaterako, lehorte egoeran uretako hartzek anhidrobiosia deitzen den prozesua jasaten dute; guztiz deshidratatzen dira baina DNA, RNA eta proteinak kaltetu gabe, trehalosa deitzen den azukre batez babesten baitira.

5. irudia: Txertoak hotzik gabe kontserbatzeko metodoak garatu dira, uretako hartzek lehorte garaian bizirik irauteko garatutako mekanismoa antzeratuz.

120 urte ere egon daitezke uretako hartzak loaldi egoeran, urak berriz ere berpizten dituzten arte. Horretan oinarrituta, ikertzaileek frogatu dute txertoak azukrez estalita gorde daitezkeela eta hotzetan gordetzen direnak bezain ondo mantentzen direla. Horrek izugarrizko abantaila ekarri du, batez ere hotz-baldintza kontrolatuak ez dauden munduko guneetara ere txerto eraginkorrak onik helarazteko.

Gizakiak ez ote dauka ideia txundigarririk natura antzeratu gabe?

Naturan aurretiaz antzerako ezer behatu gabe, kristo aurretik III. mendean gizakiak gurpil itxurako horzdun engranaje mekanikoak asmatu zituen. Horien antzekoak erabiltzen dira egun, ibilgailu edota bizikletetan. Esan bezala, uste zuten naturan ez zegoela horrelako mekanismorik, baina beste behin ere usteak erdi ustel. 2013an Science aldizkari ospetsuak plazaratu zuen horzdun engranajeak dituztela matxinsaltoaren antzekoa den Issus coleoptratus intsektu gazteen atzeko hankek. Hauei esker intsektu mota honek oso azkar egiten du salto aurre-alderantz, erlojuetan orratzek aurrera egiten duten antzera.

6. irudia: (A) Issus coleoptratus intsektua eta (B) bere atzeko hanketan aurkitutako engranaje mekanikoaren mikroskopio irudia.

Beraz, aurkikuntza honek frogatzen du engranaje mekanikoak ez direla gizakiaren diseinua, milioika urteko eboluzioaren emaitza baizik. Ez dago zalantzarik natura oso argia dela; hortaz jarrai dezagun natura behatzen eta bere liluretatik ikasten.

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Egileez: Nagore Elu UPV/EHUko Biokimika eta Biologia Molekularra Sailean doktorego-ikasketak egiten ari den ikaslea da. Nerea Osinalde Biokimikan doktorea da eta UPV/EHUko Biokimika eta Biologia Molekularra Saileko irakaslea.

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El terrorismo como sacerdocio

Cuaderno de Cultura Científica - Mon, 2017/05/15 - 17:00

El sufrimiento por las creencias propias facilita que otros compartan las mismas creencias, religiosas y de otro tipo, porque les otorga credibilidad. Esta es la tesis que sostiene Joseph Henrich, de la Universidad de la Colombia Británica (Canada). El prestigio de una persona en el seno de su comunidad facilita considerablemente que las costumbres, ideas y creencias de esa persona sean adoptadas por el resto de sus miembros. Si además de eso, la persona en cuestión está dispuesta a realizar actos costosos o que acarrean sufrimiento en pro de esas costumbres, ideas o creencias, su credibilidad es aún mayor, porque otorgamos mucho valor a ese tipo de actos. Por eso, en las primeras fases de las religiones que tienen éxito suelen aparecer personas de prestigio que los realizan. La gente se fija, sobre todo, en modelos o referencias comunitarias y la credibilidad de su fe es mayor si están dispuestas a sufrir o pasarlo mal para demostrarlo.

Esa es la razón por la que el martirio se convierte en una poderosa herramienta para que las creencias del mártir sean aceptadas por otras personas y para que éstas se comprometan, a su vez, con la causa. Es también el mecanismo que subyace a los votos de castidad y pobreza, o al ayuno, de los líderes religiosos, porque la renuncia (real o aparente) a los correspondientes bienes, supone una muestra de lo genuino de las creencias y promueve su adopción por parte de otras personas.

El mismo argumento vale para los terroristas, sobre todo si son suicidas. Por esa razón, las medidas que puedan adoptar las autoridades para punir determinados comportamientos pueden, en la práctica, servir de estímulo para la aparición de nuevos seguidores de la causa. Los mártires del primer cristianismo son ejemplos claros de ese fenómeno. No es que los terroristas hagan votos de castidad o pobreza, o que ayunen de forma voluntaria, pero ante los potenciales adeptos a su causa aparecen como personas dispuestas a renunciar a bienes, como la libertad o el bienestar material, de los que muchos disfrutan y que tienen en alta estima. Desde ese punto de vista y en sus modalidades menos exageradas, la militancia terrorista bien podría asimilarse a una especie de sacerdocio. Y si los terroristas están dispuestos a arriesgar sus vidas o, incluso, se la quitan a sí mismos como consecuencia inevitable de sus actos, más que sacerdotes, alcanzan la condición de mártires.

Fuente:

Joseph Henrich (2015): The secret of our success. Princeton University Press.

El trabajo original fue publicado por el autor en Evolution and Human Behavior (2009) y se puede consultar aquí.

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

El artículo El terrorismo como sacerdocio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Un espectrómetro Raman portátil mide el punto óptimo de maduración del tomate

Cuaderno de Cultura Científica - Mon, 2017/05/15 - 11:59

Un espectrómetro Raman portátil

El espectrómetro Raman portátil, un equipo que se utiliza en campos tan diversos como la metalurgia, la arqueología o el arte, permite obtener datos sobre la variación de la composición del fruto del tomate en sus diferentes fases de maduración, según los resultados de un estudio realizado en el Departamento de Química Analítica de la UPV/EHU.

El espectrómetro Raman portátil es un instrumento muy utilizado en sectores muy diferentes, ya que es una técnica no invasiva que sirve, por ejemplo, para observar los pigmentos que contiene un cuadro o una escultura sin tener que extraer muestra alguna, preservando así la integridad de la obra en cuestión. En este caso, los investigadores han aplicado el espectrómetro Raman a la investigación culinaria. Según Josu Trebolazabala, autor del estudio, “se trata de un trasvase de esta tecnología, que tenía un uso concreto, a la cocina. Nuestra idea era crear una herramienta que pudiera ayudar al productor a saber cuál es el punto óptimo de maduración del tomate. Con esta técnica se consigue, además, hacerlo sin destruir el fruto”.

Josu Trebolazabala analiza en el laboratorio la composición de un tomate mediante el espectrómetro Raman. Foto: Txetxu Berruezo.

Los resultados ofrecidos por este instrumento portátil han sido comparados con los ofrecidos por un instrumento similar de laboratorio, y “aunque la calidad de los espectros Raman del instrumento de laboratorio ha resultado ser superior, la información obtenida con la instrumentación portátil puede considerarse de suficiente calidad para el objetivo propuesto, es decir, que el productor pueda ir a la huerta con este equipo y, posando la sonda Raman de contacto sobre el fruto del tomate, pueda saber si el tomate está en un punto de recogida óptimo o hay que dejarlo madurar más tiempo”, comenta Josu Trebolazabala.

La monitorización de la composición del fruto del tomate en sus fases de maduración ha permitido observar los cambios que se producen en la composición del tomate en su tránsito desde su estado inmaduro hacia el estado maduro. “Cuando el tomate está verde, los pigmentos mayoritarios son la clorofila (de ahí su color verde) y las ceras cuticulares, que se encuentran en el exterior”, explica Trebolazabala. Pero la presencia de dichos compuestos desciende a medida que el fruto alcanza su punto óptimo de maduración. “Una vez que el color pasa al anaranjado, se observan otro tipo de compuestos; se activan los compuestos carotenoides. El tomate va adquiriendo nutrientes hasta llegar al punto óptimo, es decir, cuando el licopeno (carotenoide de color rojo) está en su máximo. Después, el tomate empieza a perder contenido en carotenoides, como demuestran los análisis realizados en tomates excesivamente maduros”.

Esta innovadora técnica es extrapolable a cualquier otro alimento que cambie de coloración durante su etapa de maduración. “Se han realizado pruebas con el pimiento y con la calabaza, por ejemplo, y también es posible obtener datos sobre su composición”, aclara.

Referencia:

J. Trebolazabala, M. Maguregui, H. Morillas, A. de Diego, J.M. Madariaga.. Portable Raman spectroscopy for an in-situ monitoring the ripening of tomato (Solanum lycopersicum) fruits. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 180: 138-143. DOI: 10.1016/j.saa.2017.03.024.

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

El artículo Un espectrómetro Raman portátil mide el punto óptimo de maduración del tomate se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Laborategiko teknologia tomateen heltze puntua antzemateko

Zientzia Kaiera - Mon, 2017/05/15 - 09:00
Tomateen heltze puntu optimoa zein den jakiteko, pigmentuak neurtu dituzte espektrometria bidez. Raman espektroskopio eramangarria aplikazio honetarako baliagarria dela frogatu du Josu Trebolazabalaren ikerketak.

Tomatearen heltze prozesuak hainbat fase ditu eta, fasez fase, kolorea aldatuz joaten da. Heltze faseetan tomateak duen konposizioa monitorizatuta konposizioan gertatzen diren aldaketak ikus daitezke espektrometria bidez.

Tomatea berde dagoenean, adibidez, gehien agertzen diren pigmentuak klorofila eta argizari kutikularrak dira. Fruitua heldu ahala gutxitu egiten dira konposatu horiek eta laranja kolorea hartzean bestelako konposatuak ikusten dira: konposatu karotenoideak. Likopenoa (karotenoide gorria) gorenean dagoenean iristen da tomatea puntu optimora. Karotenoide edukia galtzen hasten da puntu horretatik aurrera, gehiegi heldutako tomateetan egindako azterketek erakusten duten bezala.

Irudia: Tomateak heltze une desberdinetan.

Metalurgian, arkeologian ala artelanen analisian erabiltzen den Raman espektrometroa tomateen heltze prozesua monitorizatzeko erabili da lehen aldiz. “Erabilera jakin bat zuen teknologia sukaldaritzara aplikatu da. Ekoizleari tomatearen heltze-puntu optimoa zein den jakiten lagunduko dion tresna sortzea zen ideia”, azaldu du Josu Trebolazabala ikertzaileak. Espektrometro mugikor honen bidez, ekoizleak in situ kontrola dezake tomatea eta, hala, heltze-puntu optimoa aurkitu.

Metodologia

Portable Raman spectroscopy for an in-situ monitoring the ripening of tomato (Solanum lycopersicum) fruits” ikerketak frogatu du tomatearen heltze faseetan dauden konposizio aldaketei buruzko datuak eskuratzeko balio duela Raman espektrometro mugikorrak. Oso erabilia da askotariko sektoreetan Raman espektrometroa, izan ere, teknika ez-inbaditzailea da eta inolako laginik atera gabe erabili daiteke. Baliagarria da, esate baterako, koadro baten edo eskultura baten pigmentuak ikusteko lanari/produktuari kalterik eragin gabe. Fruituaren konposizio molekularra aztertzen duen neurgailu honekin, beraz, fruitua hondatu gabe monitorizatu daiteke.

Laborategiko antzeko tresna baten emaitzekin alderatu dira tresna eramangarri honek emandakoak eta ikusi da laborategiko Raman espektroen kalitatea hobea izan arren, instrumentu eramangarriak emandako informazioak ere baduela nahikoa kalitate ezarritako helbururako. Ekoizlea ekipo mugikorrarekin baratzera joan eta kontakturako Raman zunda tomate-fruituaren gainean jarrita jakin dezake biltzeko punturik egokienean dagoen edo denbora gehiago utzi behar zaion.

Heltze prozesuan kolorea aldatzen zaion edozein elikagairi aplika dakioke teknika berritzaile hori. “Piperrarekin eta kuiarekin probak egin ditugu, besteak beste, eta haien konposizioari buruzko datuak ere eskuratu ditugu”, argitu du Josu Trebolazabalak.

Erreferentzia bibliografikoa:

J. Trebolazabala, M. Maguregui, H. Morillas, A. de Diego, J.M. Madariaga. Portable Raman spectroscopy for an in-situ monitoring the ripening of tomato (Solanum lycopersicum) fruits. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 180: 138-143. DOI: 10.1016/j.saa.2017.03.024.

Iturria: UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Neurgailu eramangarri bat, tomatearen heltze-puntu optimoa aurkitzeko.

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Sin atajos frente al cáncer

Cuaderno de Cultura Científica - Sun, 2017/05/14 - 11:59

El archiconocido empresario norteamericano Steve Jobs murió a consecuencia de un cáncer de páncreas que no fue operado a tiempo. Si hubiese sido intervenido cuando le fue diagnosticada la enfermedad, el desenlace podría haber sido otro. Sin embargo, Jobs optó por recurrir a terapias alternativas, y retrasó la intervención que, realizada a tiempo, podría quizás haberle salvado. Ese no es, desgraciadamente, el único caso en que la renuncia a las terapias más eficaces de que disponemos conduce a un desenlace fatal.

Aparte de para curarse, también hay quien recurre a remedios supuestamente preventivos. Se promocionan dietas con la pretensión declarada de prevenir la aparición de tumores. Y en el colmo de la desfachatez –por no decir, directamente, de la maldad- hay quienes atribuyen a los enfermos la responsabilidad de su situación, al afirmar que el cáncer tiene origen en algún problema psicológico no resuelto mediante alguna práctica o modo de vida supuestamente indicado a tal efecto.

Proliferan ahora dietas “anti-cáncer”. Una de las más populares es la llamada “dieta alcalina”, que usaré aquí, a modo de ejemplo, para ilustrar el sinsentido de esta y otras falsas terapias. Para entender el fundamento en que supuestamente se basa, hay que tener en cuenta que el entorno de las células cancerosas suele ser ácido y que los promotores de la dieta milagrosa sostienen que esa acidez es la que provoca el cáncer. Creen que hay que neutralizarla ingiriendo una dieta alcalina.

La razón de que las células cancerosas se encuentren en un entorno ácido es que, para obtener energía, tienden a utilizar más glucosa que las sanas, haciendo uso de una vía metabólica llamada glucolisis, sin que esa ruta sea complementada por otras que son las que en muchos tejidos animales proporcionan más energía y acaban requiriendo el concurso del oxígeno que respiramos. En esas condiciones, los productos finales de la glucolisis son sustancias ácidas, y es por eso por lo que el entorno de esas células se acidifica. Algo parecido ocurre, por cierto, con las células de nuestros músculos cuando los sometemos a un esfuerzo muy intenso; bajo esas condiciones la glucosa, tras una serie de etapas, acaba convirtiéndose en ácido láctico.

A la utilización preferente de glucosa por las células cancerosas se le denomina “efecto Warburg”, pues fue Otto Warburg quien lo describió en 1924. De hecho, fue él quien sugirió que el cáncer podía ser una consecuencia del fenómeno descrito. Sin embargo, como hemos visto, la secuencia causal es la opuesta: son las células cancerosas las que provocan la acidificación del entorno, y no al revés. Y en todo caso, conviene aclarar que el grado de acidez del organismo no puede modificarse con la dieta, puesto que está regulado fisiológicamente de forma muy estricta, sin que la acidez de aquélla ejerza ningún efecto.

Los diagnósticos de cáncer son difíciles de aceptar, sobre todo cuando el tratamiento prescrito es agresivo, como suele ocurrir con la quimioterapia. Y por esa razón no es raro que a la hora de afrontar un tratamiento duro, de efectos secundarios muy desagradables e incluso temporalmente incapacitantes, haya quien valore la posibilidad de probar terapias alternativas. No faltan, además, personajes que, valiéndose del sufrimiento de los enfermos, les ofrecen remedios sin los duros efectos de los tratamientos oncológicos habituales. Pues bien, conviene tener siempre presente que son los médicos de nuestro sistema de salud los únicos capacitados para prescribir la terapia más eficaz posible. Cuando el camino a recorrer es muy duro, la tentación de tomar atajos es muy fuerte, también frente a la enfermedad. Pero tampoco frente al cáncer hay atajos.

Adenda:

Tras su publicación en la sección con_ciencia del diario Deia el 29 de enero pasado, este texto recibió comentarios críticos con la idea de que el cáncer que sufría Jobs tuviese mejor pronóstico que la mayoría de los que afectan al páncreas, razón por la cual no debía criticarse su opción por explorar tratamientos alternativos a los que le ofrecía la medicina. Quien suscribe no es especialista en oncología; ni siquiera es médico. Recurro, por ello, a lo que señala la Wikipedia en inglés a ese respecto y que cada cual juzgue:

En octubre de 2003 a Jobs se le diagnosticó cáncer. A mediados de 2004 él anunció a sus empleados que tenía un tumor canceroso en el páncreas. El pronóstico para el cáncer de páncreas es normalmente muy negativo. Jobs especificó que él tenía un tipo de tumor raro, no tan agresivo, conocido como carcinoma de los islotes pancreáticos.

A pesar del diagnóstico, durante nueve meses Jobs no hizo caso a las recomendaciones de sus médicos de que se operase, confiando, por el contrario, en una dieta pseudo-médica para intentar un tratamiento natural para combatir la enfermedad. De acuerdo con el investigador de Harvard Ramzi Amri, su opción por un tratamiento alternativo le condujo a una muerte innecesariamente temprana. El investigador en cáncer y crítico de la medicina alternativa David Gorski disentía de la opinión de Amri, y manifestó que “según mi criterio, Jobs probablemente solo redujo de manera modesta sus posibilidades de sobrevivir”. Barrie R. Cassileth, el jefe del departamento de medicina integrativa del Memorial Sloan Kettering Cancer Center dijo que “la fe de Jobs en la medicina alternativa probablemente le costó la vida…. Él tenía el único tipo de cáncer de páncreas que es tratable y curable… Él, básicamente se suicidó.” De acuerdo con el biógrafo de Jobs, Walter Isaacson, “durante nueve meses él rehusó someterse a una cirugía para su cáncer de páncreas, una decisión que más tarde lamentaría conforme su salud empeoró. En vez de ello, probó una dieta vegana, acupuntura, hierbas y otros tratamientos que encontró en internet, e incluso, consultó a un vidente. El estaba muy influido por un médico que dirigía una clínica que prescribía enemas, ayunos y otros tratamientos carentes de fundamento antes de ser operado en julio de 2004 y de serle extirpado el tumor. Jobs no recibió radioterapia ni quimioterapia.”

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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

El artículo Sin atajos frente al cáncer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Asteon zientzia begi-bistan #154

Zientzia Kaiera - Sun, 2017/05/14 - 09:00
Uxue Razkin

Geologia

Arturo Apraiz, Arantxa Aranburu eta Arantxa Bodego EHU Euskal Herriko Unibertsitateko geologoak Aiako Harrian izan ziren –Geolodia ekinbidea izan da Iberiar Penintsulako hainbat tokitan– eta bisita gidatuetako bat zuzendu zuten: Aiako harria, inguruak eta Pangeako superkontinetearen apurketa. Granitoa da han nagusi, “arroka plutonikoak dira”, Lurraren hastapenetan sortutakoak Pangea superkontinentean, magmatik. Higadurak, biluzi egin zituen ondoren. Apraizek, esaterako, koloreari erreparatzeko esan zien bisitan parte hartu zutenei. “Izan ere, ikusten dira arroka berdeak eta zuriak; arroka berdeak dira, magma klase bat, eta arroka zuriak, beste magma klase bat”. Bisita gidatu honetan, arroka bila ere ipini zituzten. Valderejon ere izan zen beste bisita gidatu bat. Artikulu osoa irakurtzea gomendatzen dizuegu.

Biologia

Ozeano Bareko hondoak baditu bizitza oparoko gune batzuk. Bertan, ozeano-fosak izeneko sakonera handiko guneak aurkitu ditzakegu. 1977 urtean ozeano-fosa horiek aztertzera ikerketa-urpekari bat bidali zenean, aurkikuntza harrigarria egin zuten ikertzaileek: tamaina handiko izakiak eta kolore biziko animaliez osatutako dentsitate altuko populazioak aurkitu zituzten. Topatu zituztenen artean, metrotik gorako zizare tubikolak eta muxila erraldoiak zeuden. Azterketa egin zutenean ohartu ziren hazkunde-tasa harrigarriak ez zirela gertatzen tenperatura altuengatik, eta haatik sufrearen erabileran oinarrituta zeudela. Eguzkiko energia erabili beharrean sufrearen oxidazioko energia erabiltzen dute karbohidratoak eta beste baliabide batzuk ekoizteko.

Zilarrak estuarioetan kutsatzaile gisa duen papera eta elementu honek kobrearekin duen elkarreragina aztertzeko, Understanding the impact of silver as an emerging contaminant in the Ibaizabal and Gironde Estuaries ikerketa egin du Ane Rementeria ikertzaileak. Ikerketa gauzatzeko zilar-kontzentrazioa aztertzeko ostrak eta muskuiluak monitorizatu dira. Ondorioei dagokienez, lehenik eta behin ikusi dute ostrek muskuiluak baino metal kontzentrazio handiagoak bereganatzen dituztela. Bigarrenik, Girondeko animaliek metal kontzentrazio handiagoak dituztela ikusi dute. Azkenik, ohartu dira zilarraren eta kobrearen konbinazioak areagotze efektua duela, toxikotasun handiagoa erakusten du zilarrak kobrearekin elkarreraginean.

Osasuna

Kannabinoideek sagu heldu eta zaharren ikasteko gaitasuna eta memoria hobetzen dutela ondorioztatu dute. Emaitzek iradokitzen dute THC kannabinoidea (marihuanaren osagai psikoaktibo nagusia) dosi txikian hartzeak lagun dezakeela zahartzearekin lotutako galera kognitiboari aurre egiten. Ikertzaileek ikusi dute sagu gazteetan memoriari eta ikasteko gaitasunari kalte egiten diela, eta, helduetan eta zaharretan, berriz, hobetu. Gainera, frogatu dute hobekuntza hori lotuta dagoela garuneko eremu batean gene-espresioa areagotzearekin. Elhuyar aldizkariak kontatu digu ikerketaren nondik norakoa.

Tiritei erreparatzen die testu honek. Tirita mota ezberdin asko daude merkatuan egun. Lehenengo tirita Earle Dickinsonek asmatu zuen, Johnson & Johnson konpainian lan egiten zuen kotoi saltzaile batek. Tiritek funtsean zauria ingurunetik babesten dute eta bakterioen migrazioa ekiditen dute. Jo ezazu artikulura tirita motak ezagutzeko: arruntak, gardenak, urarekiko erresistenteak, detektagarriak, hidrokoloideak, …

Teknologia

Gauzak digitalizatuz gero betiko izango zirela esan zuten eta errealitateak erakutsi du hori ez dela horrela. Edu Lartzanguren kazetariak azaltzen digu: zenbat eta teknologia konplexuagoa erabili, orduan eta zailagoa da informazio hori berreskuratzea. Eresbil euskal musikaren artxiboko arduradun Jon Baguesek azaltzen du euskarri fisikoak gorde egin behar direla: “Jendeak esaten du: ‘Behin digitalizatuta, papera edo bestelako euskarriak bota daitezke’. Kontuz horrekin!”. Halaber, Interneten zabaldutakoa gordetzeko bidean, estekak erabili ordez –zaharkituta geratzen dira Interneten objektu bat gunez aldatzen denean, DOI egitasmoa nabarmendu du Iñaki Alegriak, EHUko informatika irakasleak. Zientzia aldizkarietan-eta ari dira erabiltzen, artikuluak galduko ez direla ziurtatzeko.

Medikuntza

Gizakiok usaimen eskasa dugula mito bat besterik ez dela esan du John McGann neurozientzialariak. Haren ustez, gizakiok bilioi bat usain desberdintzeko gaitasuna dugu –beste ugaztunen pare–, eta usaimen-erraboila 5.600 glomerulutan antolatua dugu, saguek baino askoz ere gehiagotan (1.800). Geneek, neurogenesiak eta beste zenbait faktorek usainekiko sentikortasunean izan dezaketen eragina aztertuta, aditzera eman du espezie bakoitza usain batzuekiko sentikorragoa dela. “Txakurrak gizakiak baino hobeak izan daitezke gernuak bereizten, eta agian gizakiok ardoen usainak bereizten”. Horretaz gain, McGannek dio zenbait ikerketak erakutsi duela usaimena galtzen hastea memoria-arazoen hasieraren adierazle izan daitekeela.

Arkeologia

Aurrenekoz topatu dituzte Egiptoko antzinako marrazkiekin bat egiten duen hileta lorategi baten arrastoak, duela lau mila urtekoak. Espainiako Ikerketa Zientifikoen Kontseilu Nagusiak (CSIC) egin du aurkikuntza, gaur egungo Luxor hirian, Nilo ibaiaren ertzean. Zehazki, Dra Abu el-Naga muinoan aurkitu dute, Inperio Ertaineko hilobi baten atari irekian. Egiptoko XII. dinastiari dagokiola iritzi diote ikertzaileek, k.a. 2.000 urtekoa. Datilak eta bestelako fruituak zituen katilu bat ere aurkitu dute lorategiaren ertz batean; ziurrenik, eskaintza erritual gisa baliatu zituzten. Amaia Portugalek eman digu albiste honen berri.

Biokimika

Gure gorputzeko tenperatura 37º ingurukoa den arren, gure zelulen barruko organulu batzuetan oso tenperatura altuak egoten direla ikusi dute: 50º neurtu dituzte mitokondrietan. Nola lortu dute hori neurtzea? Bada, tenperaturaren araberako fluoreszentzia ematen duten tindatzaileak garatu dituzte haiei esker egin da aurkikuntza berria. Zelularen zentral energetiko gisa jokatzen dute mitokondrioek: mantenugaiak oxidatzen dituzte, energia lortzeko (ATPa). Ikertzaileen ustez, prozesu horrek sortzen duen beroak bermatzen du organismo osoaren barne-tenperatura egonkorra, odol beroko espezieetan.

Kimika

Josu Lopez-Gazpiok kosmetikoak izan ditu aztergai artikulu honetan. Jakina da gizartean kezka dagoela kosmetikoen osagaien segurtasunari eta kontsumitzaileengan izan ditzaketen albo ondorioei dagokienez. Badira zenbait substantzia, derrigor zerrendan jarri behar direnak alergiak eragiteko gai direlako. Substantzia horietako gehienak osagai usaintsuak direnez, lurrin alergeno (PAS) deritze. PASak etiketan azaldu behar dira kontzentrazioa %0,001 baino handiagoa bada kosmetiko iraunkorren kasuan —perfumeak, kremak, eta abar—, eta %0,01 baino handiagoa bada eliminatzekoak diren produktuen kasuan —gelak, xanpuak, xaboiak, eta abar—. Kosmetikoen etiketan alergenoei buruzko informazio hori ematea garrantzitsua da alergiak saihestu edo kontrolatu behar dituzten gaixoentzat.

Paleontologia

Gizakia uste baino lehenago iritsi zen Amerikara. Hala dio 1992an San Diegotik (AEB) gertu eraikitzen ari zen autobide batean topatutako mastodontearen hezurrek. Hezur horiek animalia hil berritan harriz hautsi izanaren markak dituzte, hezur-muina ateratzeko asmoz. Gainera, alboan ingude eta mailu gisa erabilitako harriak ere topatu zituzten. Informazio osagarria, Argian izango duzue irakurgai.

Zientzia azoka

Elhuyar fundazioak antolatutako Zientzia Azoka izan dugu aste honetan. Euskal Herri osoko 33 ikastetxetako 1.150 ikasle aritu dira aurtengo ikasturtean zientzia eta teknologia proiektuak taldeka lantzen, eta egindako lan horren guztiaren lagin bat jarri dute ikusgai Bilboko Plaza Berrian. Egitasmo honen helburua aipatzen du Leire Cancio Elhuyar fundazioko zuzendariak: “Gazteei zientzia, teknologia eta ikerketa hurbiltzea da gure helburua”.

CAF-Elhuyar sariak

CAF-Elhuyar 2017 sariak banatu ziren ostiralean. Urtero bezala, zientzia eta teknologia gizarteratzeko ahalegina egiten dutenen lana aitortzea izan dute helburu sariek. Irabazleak eta euren lanak ikusteko aukera izango duzue hemen.

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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 Deiako kazetaria da.

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Los ojos que explorarán la superficie de Marte (Mars2020)

Cuaderno de Cultura Científica - Sat, 2017/05/13 - 11:59

Un equipo de investigación de la UPV/EHU está participando en la misión de la NASA Mars2020, que pretende transportar un nuevo vehículo científico a Marte para explorar potenciales signos de vida, analizar su habitabilidad y mejorar el estudio del clima, la atmósfera y la geología marciana. Estos investigadores se encargarán de calibrar una cámara que, mediante diferentes mediciones espectroscópicas, analizará el suelo del planeta rojo para buscar señales orgánicas y determinar la mineralogía y la composición química, atómica y molecular de las muestras localizadas.

El director de este equipo de investigación, Juan Manuel Madariaga, habló sobre este proyecto en una charla que tuvo lugar el pasado 22 de febrero en Azkuna Zentroa (Bilbao). Esta charla forma parte del ciclo de conferencias Zientziateka, que organizan todos los meses la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y Azkuna Zentroa para divulgar asuntos científicos de actualidad.

Los ojos que explorarán la superficie de Marte

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus

El artículo Los ojos que explorarán la superficie de Marte (Mars2020) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ezjakintasunaren kartografia #159

Zientzia Kaiera - Sat, 2017/05/13 - 09:00

Neutrinoen izaerari buruzko esperimenturik interesgarrienetariko bat Espainian egiten ari dira. Víctor Marínek aurkezten digu: The Spanish take on the nature of the neutrino: the NEXT Experiment.

Ba al dago desberdintasunik helduen entzefaloen artean sexuen arabera? Badago galdera bera sexista dela esaten duenik, eta galdearen aurrean ezetz erantzuten dute. Badago galderaren aurrean baietz erantzuten duenik, baina ez dakite zeintzuk diren garunen arteko desberdintasunak. José Ramón Alonsok gaiaren bueltan dauden ebidentzia zientifikoak errepasatzen ditu Sexual differences in the human brain artikuluan.

Badaude moduak molekula organiko ez magnetiko baten erantzuna lortzeko eremu magnetiko baten aurrean. Hau berori oso erabilgarria izan daiteke fluido biologikoak aztertzeko orduan. DIPCko ikertzaileek badakite zelan gauzatu: Magneto-optical activity of a nonmagnetic organic compound.

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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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Las cartas de Darwin: El capitán y el filósofo

Cuaderno de Cultura Científica - Fri, 2017/05/12 - 12:00

Las cartas de Darwin, una serie para conocer aspectos sorprendentes de la vida del naturalista

Carta de Charles Darwin a John Stevens Henslow [15 septiembre 1831]

“El capitán FitzRoy es todo lo que puede ser de grato, si fuera a alabarlo solo la mitad de lo que me siento inclinado, a pesar de haberlo visto solo una vez, le parecería a usted absurdo…[…] No puede usted imaginar nada más grato, gentil y abierto que las maneras del capitán FitzRoy para conmigo. Si no congeniamos seguramente será por mi culpa”.

Así de optimista y elogioso se mostraba el joven Charles Darwin tras su primer encuentro con el capitán que iba a dirigir su expedición durante los próximos años. A ojos del naturalista, FitzRoy aparecía como un hombre experimentado (a pesar de tener solamente cuatro años más que Darwin), una persona disciplinada, de trato afable y dispuesta a agradar. Darwin mantuvo esta favorable opinión del capitán durante gran parte del viaje y, aunque no se puede decir que se convirtieran en amigos, sí que hubo una relación correcta durante los cinco largos años que tuvieron que compartir un pequeño camarote y las incomodidades de un barco de esas características.

Carta de Charles Darwin a su hermana Susan Darwin [09/14 de septiembre 1831]

“Te daré una prueba de que FitzRoy es un buen capitán: todos los oficiales serán los mismos del anterior viaje y dos tercios de su tripulación y los ocho infantes de marina que fueron antes con él, todos se han ofrecido a volver de nuevo, así que el servicio no puede ser tan malo”.

Unos días más tarde y tras algunos encuentros más con el capitán para la organización del viaje, Darwin vuelve a escribir a su hermana reiterando su admiración por FitzRoy.

“Por mis cartas anteriores, quizá llegaste a pensar que admiraba yo a mi bello ideal de capitán, pero todo ello no es nada respecto de lo que siento ahora. Todo el mundo lo alaba y, si juzgamos por el poco tiempo que he compartido con él, no hay duda que lo merece. Esto no quiere decir que una admiración tan intensa como la que siento por él pueda durar para siempre. Nadie es un héroe para su ayuda de cámara, como dice el dicho, y desde luego que me encontraré en el mismo predicamento con el tiempo”.

Además, en la primera carta a su hermana, Darwin hace una pequeña profecía que, como comprobaremos más adelante, no se iba a cumplir:

“No creo que nos peleemos por la política, aunque Wood (como debe esperarse de un irlandés de Londonderry) advirtió solemnemente a FitzRoy que yo era liberal”.

El capitán Robert FitzRoy en uno de los pocos retratos de joven

Mucha gente cree que las escasas, aunque potentes, discusiones que tuvieron Darwin y FitzRoy durante el viaje en el Beagle se debieron a motivos religiosos, y no es cierto. Tanto el capitán como el filósofo (así llamaba la tripulación al joven Darwin) se enfrascaron en varias disputas pero siempre por motivos políticos y sociales. Las desavenencias religiosas llegaron mucho más tarde, casi 30 años después, a raíz de la publicación en 1859 del Origen de las especies.

En el barco, no obstante, la gran discusión entre Darwin y FitzRoy se produjo por un asunto que imprimió una profunda huella en el naturalista: la esclavitud.

Carta de Charles Darwin a John Maurice Herbert [01 de junio de 1832]

“[Durante su estancia en Brasil] No me había dado cuenta de cuán íntimamente está conectada la que podríamos llamar parte moral con el goce del paisaje. Tales ideas, al igual que la historia del país, la utilidad de los productos y más especialmente la felicidad de la gente, nos acompañan. Pero cambia al trabajador inglés por un pobre esclavo que trabaja para otro y ya no reconoces el mismo paisaje”.

A pesar de lo que se pudiera pensar, sobre todo por las grandes ilusiones que Darwin se hizo al inicio del viaje, nuestros dos personajes nunca llegaron a ser grandes amigos. De hecho, si tuviésemos que juzgar su relación por las cartas que se escribieron en toda su vida tendríamos muchas dificultades puesto que apenas se intercambiaron un puñado de ellas.

Darwin y FitzRoy tan solo intercambiaron 22 cartas (diez escritas por Darwin, doce por FitzRoy) entre los años 1831 y 1846, año en el que dejaron de escribirse.

Para conocer a fondo la intensa relación entre Darwin y el capitán, lo más eficaz es acudir a la “Autobiografía” que el propio naturalista escribió haciendo gala de una sinceridad en muchos aspectos implacable.

“FitzRoy poseía un carácter singular dotado de muchas facetas muy nobles: era un hombre entregado a su deber, generoso hasta el exceso, audaz, decidido, de una energía indomable y amigo apasionado de todo el que se hallase bajo su autoridad. Sería capaz de asumir cualquier tipo de inconveniente para dar su ayuda a quien pensaba que la merecía”

“El temperamento de FitzRoy era de lo más desventurado. Así lo demostraban no solo su apasionamiento sino sus accesos de prolongada taciturnidad con quienes le habían ofendido. Solía empeorar en las primeras horas de la mañana, y con su vista de águila era, por lo general, capaz de detectar cualquier cosa que estuviese mal en el barco, y a continuación se mostraba implacable con sus acusaciones. Cuando se turnaban antes del mediodía, los oficiales de menor rango solían preguntarse “Cuánto café caliente se había servido aquella mañana”, con lo que se referían al humor del capitán. Era también un tanto suspicaz, y de vez en cuando, muy depresivo, hasta el punto de rayar la locura en cierta ocasión. A menudo me parecía que carecía de sensatez o de sentido común”.

“Conmigo se portó con una amabilidad extrema, pero era un hombre con el cual resultaba muy difícil convivir con la intimidad derivada necesariamente del hecho de comer solos en el mismo camarote”.

“Tuvimos varias peleas y cuando perdía los estribos era absolutamente irrazonable. Al comienzo del viaje, por ejemplo, en la localidad brasileña de Bahía, defendió y elegió la esclavitud, que a mí me parecía abominable, y me dijo que acababa de visitar a un gran propietario de esclavos que, tras convocar a muchos de ellos, les había preguntado si eran felices y deseaban ser libres, a los que todos habían respondido con un: “No”. Yo le pregunté, quizá con cierta sorna, si pensaba que las respuestas dadas por unos esclavos en presencia de su dueño tenían algún valor. Esto lo sacó de quicio y me dijo que, si dudaba de su palabra, no podríamos seguir viviendo juntos. Pensé que se me obligaría a dejar el barco, pero en cuanto se difundió la noticia, el capitán mandó llamar al primer teniente para calmar su furia insultándome a mí, me sentí profundamente gratificado al recibir una invitación de los oficiales de la sala de armas para que comiera con ellos.

No obstante, al cabo de unas horas, FitzRoy demostró su habitual magnanimidad enviándome a un oficial con sus disculpas y una petición para que siguiéramos compartiendo su camarote”.

Robert FitzRoy con su uniforme de la marina británica en la que llegó a ser ViceAlmirante

De esta tensa relación, y también de la disputa a cuenta del espinoso asunto de la esclavitud, Darwin se explicaba así en una carta a Henslow:

Carta de Charles Darwin a John Stevens Henslow [16 junio 1832]

“El capitán hace todo lo que está en su mano para ayudarme, y nos llevamos bien, pero doy gracias a mi buena fortuna que no me haya convertido en un renegado de los principios liberales. No seré un conservador aunque tan solo sea a cuenta de sus fríos corazones acerca del escándalo de todas las naciones cristianas: la esclavitud”.

Finalizando el viaje, y tras cinco años embarcado, Darwin escribe a su hermana Susan resumiendo el estado de la relación con el capitán en los últimos meses.

Carta de Charles Darwin a su hermana Susan Darwin [28 de enero 1836]

“En los últimos doce meses he estado en muy buenos términos con él. Es un hombre extraordinario y de noble carácter, aunque por desgracia afectado por ciertas peculiaridades de su temperamento, de lo cual nadie se da tanta cuenta como él mismo, lo cual se demuestra en sus intentos por controlarlo.

A menudo dudo de cuál sea su fin: bajo muchas circunstancias estoy seguro de que será brillante, pero por otras me temo que no será feliz”.

En esta ocasión, Darwin sí acertaría de pleno con su profecía. FitzRoy fue un hombre brillante, al que bien podemos considerar hoy como el padre de la meteorología moderna, pero que tuvo un final trágico y suicida, como él mismo temió durante su vida.

Una vez finalizada la travesía del Beagle, Darwin y FitzRoy apenas mantuvieron el contacto, salvo en algunas cartas sueltas, una de ellas escrita con indignación y enfado por parte del capitán a cuenta de los créditos en el prólogo de la obra Zoology of the voyage of HMS Beagle.

Placa conmemorativa en Londres dedicada a FitzRoy como hidrógrafo y meteorólogo

El final, y abrupto desencuentro, entre los dos personajes lo resume mejor que nadie el propio Darwin en su Autobiografía:

“Tras mi vuelta a Inglaterra, solo vi a FitzRoy de vez en cuando, pues temía siempre ofenderle sin querer, como lo hice realmente en un caso sin posibilidad de reconciliación”.

Darwin se refiere aquí a la carta de FitzRoy de 16 de noviembre de 1837, aunque el colofón final llegaría en 1859 con la publicación de su obra más célebre.

“Más tarde se mostró muy indignado conmigo por haber publicado un libro tan heterodoxo como El origen de las especies, pues en esa época Fitzroy se había vuelto muy religioso. Me temo que hacia al final de su vida se empobreció mucho, debido en gran parte a su generosidad. De todos modos, tras su muerte se organizó una suscripción para pagar sus deudas. Tuvo un triste final, por suicidio, exactamente igual que su tío Lord Castlergah, a quien se parecía mucho en modales y aspecto.

Su carácter fue, en varios sentidos, uno de los más nobles que he conocido, aunque empañado por graves imperfecciones”.

Para finalizar, me gustaría recomendar el libro “FitzRoy, capitán del Beagle” de John y Mary Gribbin, en cuya introducción se recogen las que posiblemente sean las palabras más célebres de Darwin sobre su compañero de viaje:

“A mi entender, es un individuo extraordinario. No había jamás a un hombre de convertirse en un Napoleón o un Nelson. No le llamaría listo, aunque estoy convencido de que no hay misión demasiado noble o ambiciosa para él. Su influencia sobre los demás es muy curiosa: antes de conocerle me habría resultado incomprensible el grado al que cada oficial y marinero siente la menor reprimenda elogio. Su peor fallo como compañero es un silencio austero, producto de su carácter excesivamente pensativo. Tiene muchas y muy importantes cualidades positivas: en conjunto es la persona con el carácter más fuerte con el que haya congeniado en mi vida”.

Este post ha sido realizado por Javier Peláez (@irreductible) y es una colaboración deNaukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo Las cartas de Darwin: El capitán y el filósofo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ibon Uriarte: “Planktona berreskuratzen ari da Euskal Herriko estuarioetan” #Zientzialari (72)

Zientzia Kaiera - Fri, 2017/05/12 - 09:00

Itsaso, ibai zein lakuetan bizi den organismo txikien multzoa da planktona. Bizidun hauek berebiziko funtzioa betetzen dute ekosisteman. Batetik, kate trofikoaren oinarrietako bat dira eta, bestetik, atmosferan dagoen CO2 soberakina xurgatu eta klima erregulatzaile eginkizuna betetzen dute.

Gai honen inguruan sakontzeko Ibon Uriarte, UPV/EHUko Ingurumen Zientzietako irakaslearekin izan gara. Bere ustez, Euskal Herriko itsasadarrak leku aproposak dira espezie hauen bilakaera aztertzeko.

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

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¿Jugar al ajedrez te hace más inteligente? Un vistazo a las pruebas

Cuaderno de Cultura Científica - Thu, 2017/05/11 - 17:00

Giovanni Sala & Fernand Gobet

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El estereotipo del jugador de ajedrez es alguien que es inteligente, lógico y bueno en matemáticas. Esta es la razón por la que muchos padres de todo el mundo desean que sus hijos jueguen al ajedrez, con la esperanza de que el juego pueda ayudar a aumentar los niveles de inteligencia de su hijo o hija y ayudarlos a tener éxito en una amplia variedad de asignaturas.

Pero aparte de que el ajedrez sea un gran juego, su historia arraigada en los ejércitos de la India oriental, ¿hay alguna evidencia que demuestre que jugar al ajedrez puede hacerte más inteligente?

En un artículo anterior, mostramos que los jugadores de ajedrez exhiben, en promedio, una capacidad cognitiva superior en comparación con los jugadores que no son ajedrecistas. Y las habilidades necesarias para jugar al ajedrez también se ha demostrado que se correlacionan con varias medidas de la inteligencia – como el razonamiento fluido, la memoria y la velocidad de procesamiento.

Pero si bien la existencia de una relación entre la habilidad cognitiva general y la capacidad ajedrecística es clara, ¿es esto simplemente porque las personas inteligentes son más propensas a jugar al ajedrez, o jugar al ajedrez hace que la gente sea más inteligente?

Juego mental

La noción de que jugar ajedrez te hace más inteligente va más o menos así: el ajedrez requiere concentración e inteligencia, y como las matemáticas y las capacidades lectora y escritora requieren las mismas habilidades generales, entonces practicar el ajedrez también debe mejorar tu rendimiento académico.

Con esta idea en mente, el Instituto de Educación [del University College London] llevó a cabo una gran investigación para comprobar los efectos de la instrucción en ajedrez sobre las habilidades académicas de casi 4.000 niños británicos.

Club de ajedrez en un colegio. Imagen: Pexels

Los resultados publicados recientemente fueron decepcionantes – parece que el ajedrez no influye en los niveles de logros de los niños en matemáticas, capacidades lectora y escritora o ciencia.

Rápidamente, la comunidad ajedrecista cuestionó la fiabilidad de los resultados, sobre todo teniendo en cuenta que otros estudios ofrecen un panorama más optimista sobre los beneficios académicos de la instrucción en ajedrez.

Evaluando las evidencias

La comunidad ajedrecista probablemente tiene razón al criticar el estudio reciente, ya que sufre de varias deficiencias metodológicas que probablemente invalidan los resultados.

Antes de que se publicasen los resultados, llevamos a cabo una revisión de todos los estudios en el campo. Nuestros resultados muestran algunos efectos moderados de la instrucción en ajedrez sobre la capacidad cognitiva y el rendimiento académico – especialmente matemáticas.

¿Requiere inteligencia el ajedrez? Imagen: Shutterstock

Y, sin embargo, todavía tenemos que ser cautelosos en la interpretación de estos resultados como una indicación positiva del poder del ajedrez sobre las habilidades cognitivas o académicas. Esto se debe a que la mayoría de los estudios revisados compararon el efecto del ajedrez con grupos que no realizaron actividades alternativas.

Esto es un problema porque la investigación ha demostrado que la excitación y la diversión inducidas por actividades novedosas pueden causar un efecto temporal positivo en los resultados de las pruebas – un efecto placebo.

Llamativamente, cuando se le compara con una actividad alternativa – como los damas o los deportes – el ajedrez no muestra ningún efecto significativo en las habilidades de los niños. Por lo tanto, podría muy bien ser sólo que los efectos positivos observados de la instrucción en ajedrez sean meramente debido a efectos placebo.

Notas de ajedrez

Lo que todo esto demuestra es que es improbable que el ajedrez tenga un impacto significativo en la capacidad cognitiva general. Así que aunque puede sonar como una victoria rápida – que un juego de ajedrez puede mejorar una amplia gama de habilidades – desafortunadamente no es este el caso.

El fracaso de la generalización de una habilidad particular, de hecho, ocurre en muchas otras áreas más allá del ajedrez, como la formación musical, que se ha demostrado que no tiene ningún efecto sobre las habilidades cognitivas o académicas no musicales. Lo mismo se aplica al entrenamiento con videojuegos, al entrenamiento mental [brain training], y al entrenamiento de la memoria de trabajo, entre otros.

¿Inteligencia antigua o solo un buen juego?

El hecho de que las habilidades aprendidas por entrenamiento no se transfieran a diferentes dominios parece ser un universal en la cognición humana. En otras palabras, mejoras, en el mejor de los casos, en lo que entrenas – lo que puede sonar a sentido común de toda la vida.

Pero aunque esperar que el ajedrez mejore la capacidad cognitiva de los niños y el rendimiento académico en general es sólo una ilusión, esto no significa que no pueda agregar valor a la educación de un niño.

Claramente, jugar al ajedrez implica algún nivel de habilidad aritmética y geométrica, y el diseño de juegos matemáticos o ejercicios con material de ajedrez puede ser una forma sencilla y divertida de ayudar a los niños a aprender.

Sobre los autores:

Giovanni Sala está realizando su tesis doctoral en psicología cognitiva en la Universidad de Liverpool y Fernand Gobet es catedrático de toma de decisiones y conocimiento en esa misma universidad

Texto traducido y adaptado por César Tomé López a partir del original publicado por The Conversation el 9 de mayo de 2017 bajo una licencia Creative Commons (CC BY-ND 4.0)

The Conversation

El artículo ¿Jugar al ajedrez te hace más inteligente? Un vistazo a las pruebas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Argi uhina ala argi partikula?

Zientzia Kaiera - Thu, 2017/05/11 - 15:00
Ziortza Guezuraga Argi espektroa definitzeaz gain, argia partikulaz osatuta dagoela ondorioztatu zuen Newtonek “Opticks” (1704) liburuan. Partikula, beraz. Fisikaren ikuspuntutik aztertuta, hala ere, uhina da argia.

Uhinen ezaugarriak betetzen baititu:

Islapena eta errefrakzioa

Substantzia garden batetik bestera (airetik uretara) pasatzean jasaten duen norabide aldaketa da errefrakzioa.

1. irudia: Errefrakzioaren eskema. Josell7-ren irudian oinarritua.

Islapena, bere aldetik, gainazal batekin topo egitean jatorrizko norabidera itzultzen den norabide aldaketa da.

2. irudia: Islapenaren eskema. (Egilea: Ziortza Guezuraga)

Interferentziak

Bideoan ikus daiteke zelan bi zirrikitudun xaflatik pasaraztean argitasun handiko aldeak eta iluntasuna tartekatzen diren. Argitasun handiko aldeetan interferentzia konstruktiboa eman da eta iluntasun aldeetan suntsitzailea.

3. irudia: Interferentzia konstruktiboa (ezk.) eta interferentzia suntsitzailea (esk.). Haade, Wjh31 eta Quibik-en irudia oinarritua.

Uhinak gainjartzen direnean interferitu egiten dute. Frekuentzia berdineko bi uhin batzen direnean euren artean eragiten dute. Interferentziak konstruktiboak izan daitezke, hau da, uhinen gehiketa eman daiteke ala suntsitzaileak eta uhinak deuseztatu. Young-en esperimentuak frogatzen du argiaren interferentzia.

4. irudia: Young-en esperimentuaren eskema. Stannered-en irudian oinarritua.

Difrakzioa

Oztopo bat aurkitzean ala zirrikitu bat zeharkatzerakoan uhinen desbideratzea da difrakzioa. Zirrikitutik pasatzen den argia zirrikitua bera eta laserra baino zabalera handiagoa duela ikus daiteke, difrakzioa da hau. Efektu hau ikusteko, dena den, zirrikitua txikia izan behar da, bideoan ikus daitekeen bezala, zabalera handitzerakoan efektua aldatzen da.

6. irudia: Difrakzioaren eskema. (Egilea: Ziortza Guezuraga)

Polarizazioa

Plano bakar batean bibratzen duen argia da argi polarizatua. Kontrako bi polarizazio filtro (bata 90º eta bestea 180º) aurrez aurre jartzean ez da uhinik eta, beraz, argirik pasatzen.

Uhinen norabideak du eragina polarizazioan. Filtro polarizatzaileak norabide jakin batean ondulatzen diren uhinak baino ez ditu pasatzen uzten. Bideoan ikus daitekeen bezala, malgukia hainbat norabideetan ondulatu daiteke, filtroa jartzerakoan, ordea, soilik ondulazio horizontalak jarrai dezake, besteak blokeatzen dira.

7. irudia: Polarizazioaren eskema.

Oker zegoen Newton, orduan

Newtonek bere teoria argitaratu zuenean polemika handia izan zen, bere teoria defendatzen zutenen eta kontra egiten ziotenen artean. Fisikaren ikuspuntutik argia uhina dela argi geratu da, uhinen ezaugarriak betetzen baititu. Argiaren eta materiaren arteko elkarreragina gertatzen denean, ordea, argiak ez du uhinek duten portaera agertzen, partikulek dutena baizik.

Efektu fotoelektrikoa da uhina baino, argia partikula dela frogatzen duena. Materialengan inziditzean hauek elektroiak askatzea da efektu fotoelektrikoa.

Bideoan ikus daitekeen bezala, negatiboki kargatzen da girlanda lataren bidez, elektroi kopurua handituta. Karga negatibo horiek euren artean aldaratu egiten dira, karga bereko imanak bezala. Lata ukitzerakoan kargak girlanda uzten du eta jada ez dira aldaratzen. Berriro ere kargatzen da negatiboki eta argiaztatzen da lata. Argiak sortzen duen efektu fotoelektrikoa dela eta elektroiak askatzen doaz girlanda aldaratzen ez den arte.

Zelan frogatzen du horrek argia partikula dela, baina? Bada, energia kuantifikatuagatik. Argiak ez du edozein energia kantitate elkartrukatzen, modu kuantifikatuan askatzen du, hurrengo formulari jarraiki:

Energia ‘paketeak’, fotoi izenekoak, askatzen ditu argiak, E horrek ehuneko balioa badu, argiak 100 edo 200 edota 500 emango ditu baina inoiz 386 ala 79. Uhinek bai, edozein energia kantitate aska dezakete. Horrela demostratzen da argia partikula dela, energia ‘pakete’ zatiezinez (fotoiez) osatuta dagoelako.

Oker eta zuzen zegoen Newton, orduan? Bai, izan ere, izaera duala du argiak, uhina eta partikula da.

Argia, fisikaren ikuspegitik

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Egileaz: Ziortza Guezuraga kazetaria eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren kolaboratzailea da.

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Ciencia y política: el papel de la verdad

Cuaderno de Cultura Científica - Thu, 2017/05/11 - 11:59

ciencia y política

La ciencia, se suele decir, no debe ser política; debe ser independiente, ajena a los tejemanejes del gobierno, tan sólo dedicada a su tarea principal de comprender el funcionamiento del Universo. El único punto de contacto debiera ser la financiación de un sistema público de ciencia, basada en la comprobable observación de que los países que ponen los medios para cultivar la ciencia terminan siendo más ricos y poderosos que aquellos que no lo hacen. Es decir, en razones puramente prácticas, complementadas en el mejor de los casos por un reconocimiento del valor cultural del avance científico. La política debería por tanto mantenerse alejada de la ciencia, limitándose a financiarla y a liberar un espacio de independencia en el que pueda medrar.

Lo malo es que garantizar la independencia de la ciencia es una decisión política, y la decisión de financiarla, con cuánto y cómo es una práctica política por excelencia. De ahí los actuales conflictos entre determinados gobiernos y determinados campos científicos: los políticos se han dado cuenta de que cuando la ciencia contradice sus ideologías y con sus datos se niega a reforzar sus argumentos tienen un modo de contraatacar: presionar política y económicamente hasta amenazar los sistemas científicos en su esencia.

Los científicos, por supuesto, son de cualquier color político: los hay radicales y conservadores, de izquierdas y de derechas, partidarios de Keynes y de Friedman. Cada uno de ellos tiene su opinión sobre el papel de la religión en la vida pública, sobre la mejor forma de regular el mercado eléctrico o de mejorar la vida de las clases menos privilegiadas. Aunque pueda haber tendencias generales derivadas de su educación, carrera profesional y ocupación no hay una única orientación política entre quienes trabajan en ciencia. Y sin embargo sí que tienen algo abrumadora, aplastantemente en común en lo que se refiere a las relaciones entre ciencia y política: son partidarios de los hechos y los datos sobre las emociones y las movilizaciones a la hora de tomar decisiones, también cuando se trata de cómo gobernar un grupo humano.

Está claro que la política no es un simple asunto de toma de decisiones racional y basada en datos: cuando se trata de guiar a un grupo humano grande y complejo hay otros factores a tener en cuenta. Los datos tienen siempre un cierto grado de incertidumbre, pero esa no es la principal diferencia: la cuestión es que en política los sentimientos y las pasiones son también determinantes. La política no es el reino de la razón y la desapasionada toma de decisiones; antes al contrario, es un campo en el que rutinariamente se azuzan las más bajas pasiones y se utilizan simpatías y antipatías, querencias y rechazos para aglutinar voluntades y apoyos y generar capacidad de acción.

Por eso sucede que política y ciencia a veces colisionan, cuando la gestión de pasiones de la política se encuentra con hechos que le resultan inconvenientes y carga contra ellos. En esos casos se producen enfrentamientos entre lo que la política quiere y lo que la ciencia sabe. Y las consecuencias pueden ser devastadoras. Lo estamos viendo actualmente en cuestiones como los organismos genéticamente modificados, la resistencia a las vacunas, la negación del cambio climático de origen antropogénico o el supuesto riesgo de las ondas electromagnéticas como el Wifi.

Cuando la política se enfrenta a la ciencia no sólo niega los hechos, sino que emplea contra quienes los han creado las mismas tácticas que se usan en la contienda ideológica: acusar al contrario de malas intenciones, asumir que usa las mismas formas de propaganda, descalificar y buscar trapos sucios, manchar por asociación con ‘malos’ reconocidos, deslegitimar sus móviles, etc. Es una contienda que los científicos tienen muy mal para ganar, o siquiera empatar, ya que no hay nada en su formación o en sus carreras profesionales que les prepare para ello. En una batalla política con políticos la ciencia lleva todas las de perder, puesto que carece del armamento necesario.

Pero las peores consecuencias no las sufre la ciencia, sino la sociedad en su conjunto. Por supuesto que la ciencia pública recibe los golpes en forma de descalificaciones, recortes presupuestarios, deterioro de las carreras profesionales e incluso destrucción de datos acumulados, como ha ocurrido en el caso del calentamiento global. El avance de la ciencia se resiente, hay menos futuros científicos y el prestigio social de la actividad decae. El impacto es muy real y muy doloroso para una comunidad que no está acostumbrada a defenderse, mucho menos en términos de política.

Aun así, la principal pérdida la sufrimos todos cuando se ataca el papel de los hechos a la hora de tomar decisiones políticas, porque eso lleva a las sociedades a cometer errores terribles. Es cierto que la política no es, ni debe ser, exclusivamente una cuestión de datos y toma racional de decisiones. Creerlo así es ingenuo, ya que los humanos tenemos emociones y cuando nos juntamos en grandes grupos tenemos el derecho, si queremos, de saltarnos la realidad en la búsqueda de una realidad diferente (y mejor). La política puede, y debe, aspirar a cambiar el mundo, y para ello a veces es imperativo que desprecie o aspire a superar los hechos de hoy. No se puede cambiar la realidad sin prescindir, hasta cierto punto, de la realidad tal como es hoy.

Lo cual no quiere decir que prescindir por completo de los hechos y los datos sea una buena idea: al contrario, es un error fatal. La política puede y debe superar los datos pero a partir de ellos, no prescindiendo de ellos. La realidad se puede cambiar, pero desde el conocimiento de cuál es la realidad actual. Cuando los políticos atacan el papel de la ciencia e incluso de los datos para avanzar sus posiciones ideológicas están contribuyendo a destruir la mejor herramienta que tienen las sociedades para conocer la realidad; que luego pueden decidir (si así lo quieren) cambiar.

Los datos, los hechos y la razón no tienen por qué ser los únicos participantes en la toma de decisiones políticas, pero si se prescinde de ellos estas decisiones estarán equivocadas con seguridad. La política es el arte de usar un mapa, la ideología, para llegar a un destino mejor. Pero para orientarte lo primero que necesitas es saber dónde estás, porque de lo contrario jamás podrás trazar un rumbo. Ése es el papel de la ciencia y de los datos: darle a la sociedad la mejor estimación de dónde está, para que luego la política decida a dónde quiere ir. Si por conveniencia política de corto plazo atacamos y desprestigiamos a quien nos informa de dónde estamos nunca podremos saber qué dirección debemos tomar. El papel de la verdad, de los datos y de la razón es proporcionar ese punto de partida.

Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.

El artículo Ciencia y política: el papel de la verdad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:
  1. Ciencia, ideología y práctica política
  2. Ciencia y tecnología
  3. La verdad no es ciencia
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Ba ote bizitzarik sakonera ilunean?

Zientzia Kaiera - Thu, 2017/05/11 - 09:00
Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Janaria

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Ozeanoetako hondoetako fauna ez da oso aberatsa. Itsasoaren behealdeak itsas azaletik hainbat kilometrotara daude, eta, beraz, urrutiegi eguzkiaren argitik; ondorioz, alde horiek ilunegi daude horretarako gai diren izakiek fotosintesia burutu dezaten. Goragotik erortzen den materia hila edo detritikoa izan ohi da hondo horietara heltzen den materia organiko bakarra. Bakterio batzuek metaboliza dezakete, eta zenbait ekinodermok eta moluskuk bakterio horiek jan ditzakete. Azkenik, badaude arrain gutxi batzuk ornogabe horiek jaten dituztenak, baina goragotik iritsitako “euri” horrek ez du askorako ematen. Bizitza urriko inguruak ditugu, beraz, itsas hondoak.

1. irudia: Garai batean, itsas hondoko eremu abisalean bizidunik ez zegoela uste zen baina Atlantikoan komunikazio banaketarako jarri zen lehen kableko lanak egin zirenean, animaliaz beteta zegoela ikusi zen eta, gainera, hauetariko asko ezezagunak zirela.

Ozeano Bareko hondoak ere arau orokor horri egokitzen zaizkio, baina hala ere badira, tarteka, bizitza oparoko gune batzuk. Asia eta Amerika elkarrengandik aldentzen ari direnez (zentimetro gutxi batzuk urteko), eta plaka tektoniko batzuek alde horretan talka egiten dutenez, ozeano-fosak izeneko sakonera handiko guneak aurkitu ditzakegu munduko alde horretan (baita beste zenbaitetan ere). Fosa horietan, plaken arteko tentsioen ondorioz arrakalak edo zirrikituak irekitzen dira noizbehinka, zirrikituotatik lurraren barruko laba atera, eta solidotu ondoren berriro arrakalatzen da. Zirrikitu horiek irekitzen direnean, sufre- eta sulfuro-kontzentrazio altuak dituzten ur beroak (20 bat gradu) isurtzen dira bertatik itsasoko ur hotzetara (5 gradu baino gutxiago), tximinia edo fumarola izenez ezagutzen diren azaleratzeak eraginez.

1977 urtean ozeano-fosa horiek aztertzera ikerketa-urpekari bat bidali zenean, aurkikuntza harrigarria egin zuten ikertzaileek: tamaina handiko izakiak eta kolore biziko animaliez osatutako dentsitate altuko populazioak aurkitu zituzten. Horien artean metrotik gorako zizare tubikolak aurkitu zituzten kantitate handitan, eta baita muxila erraldoiak ere (>30 cm). Aurkitutako har-espezie berriari Riftia pachyptila izena eman zitzaion (Vestimentifera filum berezi samarreko partaideak omen dira), eta bibalbio-espezieari, berriz, Calyptogena magnifica.

2. irudia: Itsaspeko sumendien bueltan dauden tximinia hidrotermalen inguruan bizi diren zizare tubikolak. (Argazkia: NOAA Okeanos Explorer Program, Galapagos Rift Expedition 2011 / Wikipedia)

Animalia erraldoi horien azterketari ekin ziotenak berehala ohartu ziren azaleratzeen inguruan neurtutako hazkunde-tasa harrigarriak ez zirela gertatzen tenperatura altuengatik, eta haatik sufrearen erabileran oinarrituta zeudela. Sulfitoa edo sulfatoa osatzeko sufrea oxidatzen denean, energia askatzen da. Aspalditik dira ezagunak energia hori lurrazaleko sufre-azaleratzeetan erabiltzen dituzten bakterioak (sufre-oxidatzaileak, kimiolitotrofoak). Fotosintetizatzaileak diren landareak ez bezala, eguzkiko energia erabili beharrean sufrearen oxidazioko energia erabiltzen dute karbohidratoak eta beste baliabide batzuk ekoizteko.

Ozeano-fosetan, sufrea oxidatzen duten bakterio askeez gain, badira zizareen eta moluskuen ehunetan bizi diren bakterio sufre-oxidatzaile sinbionteak. Hodi zuri batzuen barruan bizi da Riftia zizare erraldoia; kolore gorri biziko lumak (brankiak) soilik ateratzen ditu hoditik kanpo. Ez dauka ez ahorik ez sabelik, eta, beraz, ezin du jan. Haren barne-organo handiena, trofosoma izena duena, sufre-oxidatzaileak diren bakterioz josita dagoen barrunbe bat da. Trofosomaren pisua animalia osoaren pisuaren erdia izatera hel daiteke, ohikoena % 30 baino gehiago izatea bada ere. Trofosomako bakterioek elikagaiak sintetizatzeko beharrezkoak dituzten sufrea, oxigenoa eta karbono dioxidoa uretatik odolerantz bideratzeko lana, hoditik kanpo ateratzen diren kolore gorriko luma brankialek egiten dute. Hain zuzen ere, hemoglobinak ematen die brankiei kolore gorri bizia. Animalia hauen odoleko hemoglobina, hala ere, hemoglobina berezia da, oxigenoa eta sufrea, biak lotzeko gai baita. Beraz, hemoglobinarekin konbinatuta garraiatzen dira bi sustantzia hauek trofosomara. Ezohiko hemoglobina da, sufreak hemoglobina arrunta ezgaitu egiten baitu, horrela oxigenoa lotzeko guneak blokeatuz. Horregatik da hain kaltegarria eta pozoitsua hidrogeno sulfuroa gizakiarentzat eta beste hainbat animaliarentzat. Riftiaren hemoglobinak, aldiz, banatuta dauden lotura-guneak ditu oxigenoarentzat eta sufrearentzat.

3. irudia: Calyptogena magnifica tximinia hidrotermalen inguruan bizi den almeja zuri erraldoia da. Taldeetan biltzen da tximinien inguruan eta Ozeano Barearen hondo abisalean bizi da. (Argazkia: Woods Hole Oceanographic Institution)

Calyptogenaren kasuan, bere bakterio sufre-oxidatzaileak brankietan “umatzen” ditu, eta horrela oxigenoa eta CO2-a zuzenean heltzen zaizkie uretatik. Baina zizare erraldoien kasuan ez bezala, almejen hemoglobinak ezin du sufrea garraiatu; are gehiago, pozoitsu gerta dakioke. Sufrea odoleko plasmako proteina handi eta berezi batzuek garraiatzen dute. Sufrea lortzeko modu berezi batean kokatzen dira bibalbio hauek azaleratzeetan: tximiniaren zirrikituetan txertatuta dute oina; sifoiak, ordea, gorantz, ohiko itsas uretarantz zuzentzen dituzte (sifoietatik sartu eta ateratzen da brankiak irrigatzen dituen ura). Horrela, bada, oinak eta brankiek inguruan duten ur-masak zeharo desberdinak dira: oinak ia oxigenorik gabea eta sufretan aberatsa den ur beroa jasotzen du; brankiek, ostera, ohiko itsasoko ur hotz eta oxigenatua hartzen dute, ia sufrerik gabea. Beraz, oxigenoa eta CO2-a zuzenean barreiatzen dira brankietan, eta sufrea, berriz, oinak hartu eta odolean zehar garraiatzen da brankietaraino.

Jokaera korapilatsua da, bai, baina bada horretarako arrazoi bat. Oxigenoak eta sufreak berez erreakzionatzeko joera dute, hau da, baldin eta bero ateratzen den ur-emari sufreduna eta oxigenoa duen ohiko itsasoko ura elkartzen badira, oxigenoak sufrea oxidatuko du bakterioetara heldu baino lehen. Beraz, bakterioez baliatzen diren animaliek sulfuroa eta oxigenoa bananduta mantendu behar dituzte beren sinbionteei hala helarazteko. Zizareek, horretarako, lur barrutik ateratzen den emarirantz eta ohiko itsas uretarantz txandaka zuzentzen ditu brankia-lumak. Muxilek, zirrikituetarantz zuzendutako oinetik jasotzen dute sufrea, eta, aldiz, oxigenoa, itsasoko uretarantz zuzendutako brankien bidez. Lan latza dute bai batzuek eta bai besteek bi konposatuak banandurik mantentzen, baina ordainetan, “gordetzen” dituzten bakterioak behar dituzten baliabideez hornitzen dituzte, eta hauek ekoitzitako materia organikoaz balia daitezke. Riftiaren kasuan, oso-osoan, ez baitu energia lortzeko beste modurik!

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Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.

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Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso dugu.

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Un equipo de alta fidelidad de ciencia ficción

Cuaderno de Cultura Científica - Wed, 2017/05/10 - 17:00

Ecualizador gráfico

Cuando se habla de nanomateriales siempre o casi siempre hablamos de posibilidades futuras. De propiedades y características que, quizás algún día, puedan ser tan útiles que revolucionen una parte de nuestro mundo. Pero es cierto que pocas veces podemos presenciar el nacimiento de toda una nueva forma de hacer las cosas. Hoy es diferente.

Hace un par de décadas un altavoz de alta fidelidad era fácil que tuviese una altura y anchuras variables, pero lo que era seguro, y lo sigue siendo, es que tuviese una profundidad respetable. Ello es debido a que necesitan una caja acústica, igual que una guitarra. El uso de nanopartículas magnéticas y de nanotubos de carbono en altavoces ha sido históricamente para el lucimiento de los materiales, no porque nadie tuviese intención de usar esos altavoces. Eso cambió drásticamente el año pasado cuando se presentó en Korea [1] un altavoz completamente plano (no necesita caja acústica) basado en grafeno para producir un sonido de calidad.

Dos investigadores de la Universidad de Exeter (Reino Unido) le han dado una vuelta de tuerca a la idea [2]: ahora el grafeno produce el sonido termoacústicamente. En vez de depender de las vibraciones de un material dentro de una caja acústica, la termoacústica hace uso de la idea centenaria de que el rápido calentamiento y enfriamiento de un material puede producir sonido. Y esto, que podría no parecer muy diferente de lo que hicieron los koreanos sí lo es: además de altavoz, el nuevo dispositivo funciona como amplificador y ecualizador gráfico, todo ello en una pastilla plana del tamaño de un pulgar.

Composición en la que se aprecia el tamaño del nuevo dispositivo.

Los investigadores pudieron comprobar que cuando el grafeno se calienta y enfría rápidamente por medio de una corriente eléctrica alterna, transfiere esas vibraciones al aire circundante. El aire se expande y contrae, generando ondas de sonido. La clave para controlar las capacidades multitarea del dispositivo está en controlar la corriente eléctrica que llega al grafeno. Este control permite no solo cambiar el volumen, también especificar cómo se amplifica cada frecuencia.

Siendo tan pequeño lo normal es que se piense en su aplicación en teléfonos móviles. Pero ese uso es el trivial y no explota las verdaderas posibilidades de la idea. Como el grafeno es casi completamente transparente, los investigadores creen que esta tecnología podría usarse para generar imágenes además de sonidos. Una de las aplicaciones de confirmarse esa posibilidad sería médica: imágenes por ultrasonido en dispositivos portátiles y muy compactos. Tan compactos que nada impediría que se empleasen como monitores inteligentes en tiempo real que tendrían forma de vendas que llevaría el paciente, dada la flexibilidad del grafeno.

Pero hasta que estas aplicaciones de película se hagan realidad hay una aplicación muchísimo más inmediata en la industria de las telecomunicaciones. Ésta hace un uso intensivo de la mezcla de frecuencias empleando métodos bastante complejos, lo que es sinónimo de caro; el nuevo dispositivo lo hace de una forma simple y controlable, y muchísimo más barata.

Referencias:

[1] Choong Sun Kim et al (2016) Application of N-Doped Three-Dimensional Reduced Graphene Oxide Aerogel to Thin Film Loudspeaker ACS Appl. Mater. Interfaces, doi: 10.1021/acsami.6b03618

[2] M. S. Heath & D. W. Horsell (2017) Multi-frequency sound production and mixing in graphene Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-017-01467-z

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

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Un equipo de alta fidelidad de ciencia ficción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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  3. #NaukasKids14 Física y ciencia ficción
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El teorema de los cuatro colores (2): el error de Kempe y la clave de la prueba

Cuaderno de Cultura Científica - Wed, 2017/05/10 - 11:59

Antes de continuar con la historia iniciada en [1], es conveniente destacar que el teorema de los cuatro colores sobre mapas planos equivale al mismo enunciado sobre mapas esféricos: se demuestra fácilmente usando la proyección estereográfica.

La propiedad clave en la demostración del teorema de los cuatro colores es el teorema de poliedros de Euler que afirma que:

c – a + v = 2,

donde c es el número de caras, ael de aristas y v el de vértices del poliedro estudiado.

Este teorema puede trasladarse a mapas planos. En efecto, dado un poliedro arbitrario, se infla sobre una esfera, se proyecta estereográficamente, y se obtiene su proyección sobre el plano (figura 1).

Figura 1: Pasando de poliedros a mapas planos.

Así, puede hablarse del teorema de Euler para mapas:

r – l + p = 2,

donde r es el número de regiones del mapa, l el de líneas frontera y p el de puntos de encuentro entre dos líneas frontera. En esta fórmula, la región exterior del mapa debe contarse: es la que corresponde a la cara más cercana al polo norte antes de realizar la proyección estereográfica.

Ya podemos continuar con nuestra historia. El abogado Alfred Kempe (1849-1922) se interesó por el problema de los cuatro colores tras la pregunta de Arthur Cayley en la London Mathematical Society en 1878 (ver [1]).

Figura 2: Alfred Kempe.

En 1879, Kempe publicó una solución al problema en la revista Nature. Al año siguiente publicó una versión simplificada en los Proceedings of the London Mathematical Society, corrigiendo algunas erratas de su prueba original.

Kempe utilizó la fórmula de Euler para mapas cúbicos (ver [1]) para probar que: Todo mapa tiene al menos una región con como mucho cinco regiones vecinas, es decir, cada mapa contiene al menos un digon, un triángulo, un cuadrado o un pentágono.

Figura 3: Digon, triángulo, cuadrado y pentágono.

La demostración de Kempe es ahora fácil de entender: si X es una región de un mapa cúbico M, denotamos por v(X) el número de las comarcas que le son colindantes. La prueba se hace por inducción sobre el número de regiones del mapa. ComoMes un mapa cúbico, sabemos que existe una región X con v(X) menor o igual que5. Si suponemos que el mapa M-{X} es 4-coloreable, se trata de ver que entonces M también lo es. Hay tres casos posibles:

CASO 1. Si v(X)= 1, 2 ó 3, disponemos de al menos un color para colorear X con él.

CASO 2. Supongamos que v(X)=4. Antes de continuar, debemos introducir dos nuevos términos. Si Z e Y son dos regiones, por ejemplo, Y de color rojo y Z de color verde en un mapa 4-coloreado, se llama cadena de Kemperojo-verde de Y a Z a un camino que va de Y a Z, alternando los colores rojo y verde. Una componente rojo-verde de Y es el conjunto de todas las regiones Z del mapa, tales que existe una cadena de Kempe rojo-verde de Y a Z.

Figura 4: Cadena y componente de Kempe.

En una componente rojo-verde cualquiera de un mapa 4-coloreado se pueden invertir los colores rojo y verde para obtener un nuevo 4-coloreado, respetando las condiciones del problema de los cuatro colores (ver figura 5).

Figura 5: Cartas original y obtenida invirtiendo la componente rojo-verde.

Como v(X)=4, un entorno de X es de la forma indicada en la figura 6:

Figura 6.

Distinguimos dos posibilidades:

a) X3 no está en la componente rojo-azul de X1. Entonces se invierten el rojo y el azul en esta componente y se libera un color (en la figura 7, el rojo) para X.

Figura 7.

b) X3 está en la componente rojo-azul de X1. Entonces X2no está en la componente amarillo-verde de X4, y se hace un cambio en la componente de X4, rescatando un color (en la figura 8, el amarillo) para X.

Figura 8.

CASO 3. Finalmente, supongamos que v(X)=5; un entorno de X es de la forma indicada en la figura 9:

Figura 9: Entorno de X.

Se distinguen, de nuevo, dos posibilidades:

a) X2 no pertenece a la componente amarilla-verde de X5 o X2 no pertenece a la componente azul-verde de X4. En el primer caso (el otro se hace análogamente) se invierten el amarillo y el verde en esta componente y queda libre un color (en la figura 10, el amarillo) para X.

Figura 10.

b) X2 pertenece a la componente amarilla-verde de X5 y X2 pertenece a la componente azul-verde de X4. Entonces, se invierten las componentes roja-azul de X1 y roja-amarilla de X3, para liberar el rojo para X.

Figura 11.

Así concluye la demostración de Kempe, prueba aceptada por la comunidad matemática, hasta 1890. En ese año, Percy John Heawood (1861-1955) publicó el artículo Map Colour Theorem en el Journal of Pure and Applied Maths: había encontrado –muy a su pesar– un mapa en el que la prueba de Kempe no funcionaba (ver figura 12).

Figura 12.

En efecto, en la prueba dada por Kempe (caso v(X)=5, b) de la discusión anterior), las componentes amarilla-verde (y-g) de X5 y azul-verde (b-g) de X4 pueden cruzarse. Y entonces, las componentes rojo-azul (r-b) de X1 y rojo-amarillo (r-y) de X3 no pueden invertirse simultáneamente…

Kempe admitió su error en los Proceedings of the London Mathematical Society, y el 9 de abril de 1891, en un encuentro de la citada sociedad afirmó: “My proof consisted of a method by which any map can be coloured with four colours. Mr. Heawood gives a case in which the method fails, and thus shows the proof to be erroneous. I have not succeded in remedying the defect, though it can be shown that the map which Mr. Heawood gives can be coloured with four colours, and thus his criticism applied to my proof only and not to the theorem itself”.

A pesar de este error, Heawood usó el argumento de las cadenas de Kempe para probar el teorema de los 5 colores. Demostró también el llamado problema de coloreado de mapas de Heawood que acota superiormente el número de colores necesarios para colorear un mapa dibujado sobre una superficie sin borde, exceptuando el caso de la esfera (ver [3]).

En 1968, Gerhard Ringel y Ted Youngs (ver [3]) probaron que el problema de coloreado de mapas de Heawood daba el número exacto de colores para toda superficie, excepto la botella de Klein. En 1986, Thomas L. Saaty (ver [4]) demostró que para colorear un mapa sobre la botella de Klein se necesitan como mucho 6 colores.

¡Sólo quedaba por resolver el caso de mapas esféricos (equivalentemente, el de mapas planos)!

Conoceremos la solución en El teorema de los cuatro colores (3): Tras más de un siglo de aventura… ¿un ordenador resuelve el problema?

Referencias

[1]Marta Macho Stadler, El teorema de los cuatro colores (1): una historia que comienza en 1852, Cuaderno de Cultura Científica, 26 abril 2017

[2] Marta Macho Stadler, Mapas, colores y números, Descubrir las matemáticas hoy: Sociedad, Ciencia, Tecnología y Matemáticas 2006 (2008) 41-68

[3] Robin Wilson, Four colors suffice: how the map problem was solved, Princeton University Press, 2002.

[4] J.L. Saaty, P.C. Kainen, The four colour problem: assaults and conquest, Dover, 1986.

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 El teorema de los cuatro colores (2): el error de Kempe y la clave de la prueba se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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  1. El teorema de los cuatro colores (1): una historia que comienza en 1852
  2. La bombilla de colores (y el método científico)
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Berpizteko fruituak ematen

Zientzia Kaiera - Wed, 2017/05/10 - 09:00
Amaia Portugal Antzinako Egiptoko hileta lorategi bat aurkitu dute lehenengo aldiz, Tebasko hilobi baten sarreran. Datil arrastoak eta tamariz baten sustraiak eta adarra ere topatu dituzte bertan. Landareek sinbologia handia zuten orduko hileta erritualetan, eta berpizkundearekin edo ugalkortasunarekin lotzen zituzten haziak landatzen zituztela dirudi.

Antzinako egiptoarrek hileta sinbolo gisa baliatzen zituzten landareak, ezin hobeki irudikatzen zutelako heriotzaren eta berpizkundearen ideia. Horregatik, lorategi edo ortu txiki bat landatzen zuten hilobien sarreran. Ikonografiari esker dakigu hori, marrazkiak utzi zizkigutelako, baina orain arte inork ez zuen benetako hileta lorategirik topatu. Bada, Espainiako Ikerketa Zientifikoen Kontseilu Nagusiak (CSIC) egin du aurkikuntza, gaur egungo Luxor hirian, Nilo ibaiaren ertzean. Aurrenekoz topatu dituzte antzinako marrazki horiekin bat egiten duen hileta lorategi baten arrastoak, duela lau mila urtekoak.

CSICek zuzentzen duen Djehuty proiektuaren barruan gertatu da. Ikerketa honetan, Tebas zenaren (Egiptoko Inperio Ertainaren eta Inperio Berriaren hiriburua; gaur egun, Luxor dago hor) nekropoliaren zati bat dute aztergai, eta indusketen hamaseigarren kanpaina egin dute aurten. Hain zuzen, urtarrilean eta otsailean egin duten kanpaina horretan topatu dute hileta lorategia. Dra Abu el-Naga muinoan aurkitu dute zehazki, Inperio Ertaineko hilobi baten atari irekian. Egiptoko XII. dinastiari dagokiola iritzi diote ikertzaileek, eta k.a. 2.000 urtekoa izango litzateke gutxi gorabehera.

1. irudia: Aurkitutako lorategiaren arrastoak, batetik, eta hura berreraikitzen duen marrazkia, bestetik, karratu bakoitzean landare bat duela. (Argazkia: ©CSIC Comunicacion)

“Bagenekien antzinako egiptoarrek ortu bat jartzen zutela hilobien sarreran, ikusi dugulako nola irudikatzen zituzten haien hiletak eta hilobietarako sarbideak, baina orain arte inork ez zuen fisikoki halakorik aurkitu. Lehenbizikoz, ikonografiak iradokitzen zuena berretsi du arkeologiak”, azaldu du Jose Manuel Galan CSICeko ikerketa taldearen buruak.

Egiptoarrek hilobien hormetan marrazten zuten, eta nolako hileta nahi zuten irudikatzen zuten marrazkiotan. Horri esker dakite ikertzaileek hileta lorategiak maite zituztela: laukizuzen formako ortu txiki bat, metro erdiko garaierakoa, eta karratutan bereizia. Marrazki horiexen irudiko da aurkitu duten lorategia. Izan ere, hiru metro luze eta bi metro zabal da, eta 30 zentimetroko aldea duten karratutan banatuta dago, zazpi karratuko lerroak eta bost karratuko zutabeak osatuz. Gainera, gainontzekoak baino garaiagoak diren bi karratu ditu, itxuraz, bertan zuhaixka bat zegoelako landatuta.

Datilak eta bestelako fruituak zituen katilu bat ere aurkitu dute lorategiaren ertz batean; ziurrenik, eskaintza erritual gisa baliatu zituzten. Hori gutxi ez, eta oraindik zutik zirauen tamariz baten sustraiak eta enborra (30 zentimetro luze) ere berreskuratu dituzte. Tamariza aukeratu izana ez da ausazkoa, zuhaitz honek hiletei lotutako konnotazioak baitzituen antzinako egiptoarrentzat. Haien sinesmenen arabera, hildakoaren arima hilobitik ateratzen zenean, tamarizaren adar batean pausatzen zen, eskaintzen esperoan.

2. irudia: Hilobi baten ondoan aurkitutako marrazki honetan lorategi bat dago irudikaturik. (Argazkia: ©CSIC Comunicacion)

Erlijio horretan askotariko landareek zuten sinbologiaren bat, heriotza edo berpizkundearekin zerikusia zuena. Esaterako, palmondoa edo sikomoroa hildakoaren berpizteko ahalmenari lotzen zaizkio. Letxugak, aldiz, ugalkortasuna irudikatzen du, eta beraz, bizitzara bueltatzea. Alberjinia eta tipularen gisakoek ere bazuten bere sinbologia, eta hiletatan eskaintza moduan erabiltzen ziren. Landare horiek eta beste zenbaitek beteko zituzten topatu duten lorategiko karratuetako bakoitza. “Itxaron egin beharko dugu ikusteko ea zer landare identifikatzea lortzen dugun, bertan bildu ditugun haziak aztertuta”, adierazi du Galanek.

Lorategiaz gain, beste makina bat aurkikuntza ere egin dituzte paraje horietan, proiektu honen barruan. Esaterako, ortu horren ondoan adobezko kapera bat ere topatu dute, k.a. 1.800 urte ingurukoa. Nekropoli batean ikertuz, hileta erritualei buruz ez ezik, gauza gehiagori buruz ere asko ikas daitekeela gaineratu du Galanek: “Haien eguneroko bizimoduaz, gizarteaz eta inguruneaz xehetasun gehiago argitzen laguntzen digu. Antzinako egiptoarrek berek zituzten usteei jarraiki, bizitza ezagutzeko biderik onena da nekropolia”.

Aurkikuntzaren berri ematen duen bideoa, (gaztelaniaz).

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Egileaz: Amaia Portugal (@amaiaportugal) zientzia kazetaria da.

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El tamaño relativo de los órganos animales

Cuaderno de Cultura Científica - Tue, 2017/05/09 - 17:00

Los animales grandes no son como los pequeños. No es solo que difieran en tamaño, su anatomía es diferente y también lo es su fisiología; no funcionan igual. Eso es así tanto si consideramos las distintas dimensiones que pueden tener los ejemplares de una misma especie como si lo que nos ocupa son animales pertenecientes a especies de tamaños dispares. Aunque pueda parecerlo, esto no es una obviedad. No se trata de que un animal de mayor tamaño tenga órganos más grandes, coma más, disipe más calor o corra más rápido. De hecho, todo eso es así en términos generales. Pero cuando se dice que unos y otros son diferentes y que funcionan de forma diferente no se hace alusión a nociones tan triviales.

El fenómeno que nos interesa es otro, porque lo interesante es que si comparamos animales de distintas dimensiones podemos comprobar que el tamaño relativo de sus órganos no es el mismo. El tegumento, por ejemplo, representa una fracción menor de la masa corporal en los animales grandes que en los pequeños. Y un bebé disipa, por unidad de masa, mucho más calor que su madre; y también come mucho más por unidad de masa. Hoy nos ocuparemos de los órganos y sistemas, ciñéndonos a aves y mamíferos en nuestro análisis, porque para el resto de animales la información es demasiado escasa. Además, aves y mamíferos son grupos próximos y comparten muchos rasgos fisiológicos importantes.

La proporción que representan la mayor parte de órganos con relación a la masa total del animal disminuye al aumentar aquella. La más importante de las secciones corporales en la que se observa ese fenómeno es el tegumento. Tanto en aves como en mamíferos de muy pequeño tamaño (50 g) representa alrededor de un 17 o 18% de la masa corporal, pero desciende a un 12% en individuos de 5 kg, y a un 8% en mamíferos de 500 kg. Hay una lógica geométrica en esa disminución, ya que la masa del tegumento es proporcional a su grosor (que depende de forma lineal de la masa total) y a la superficie corporal (que depende de la masa según una función potencial en la que el valor de la potencia es de 2/31).

El tubo digestivo, por su parte, representa alrededor de un 10% en aves y mamíferos de pequeño tamaño (50 g o menos), pero esa proporción es menor en animales más grandes, sobre todo en mamíferos (en aves apenas varía), de manera que el de un individuo de 500 kg tendría un 5% de la masa del animal. Con el hígado pasa algo similar; pasa de representar casi un 5% en un ave o mamífero de 50 g, y llega a no ser más de un 1,5% en uno de 500 kg.

Y para completar el repaso de los órganos cuya importancia relativa disminuye en animales grandes, nos quedan el encéfalo y los riñones. El encéfalo representa un 2,3% y un 2,5% en mamíferos y aves, respectivamente, de muy pequeño tamaño; un 0,8% y 0,9% en los de 5 kg; y un 0,24% en los grandes mamíferos. Los riñones también disminuyen de forma notable su proporción en animales grandes: 1,3% (mamíferos) y 1,5% (aves) en individuos pequeños (50 g); 0.5% (mamíferos) y 0,8% (aves) en animales de 5 kg, y 0,2% en mamíferos de 500 kg.

La proporción que representa el corazón, la sangre y los pulmones apenas cambia con el tamaño; y tampoco lo hace la musculatura de los mamíferos. El corazón viene a ser un 0,6% de la masa de un mamífero y un 0,9% de la de un ave. También tienen menos sangre los primeros (7%) que las segundas (9%). Y en los pulmones se observa una diferencia relativa similar, aunque estos representan fracciones menores en ambos grupos: algo más del 1% en mamíferos y alrededor de un 1,3% en aves. La capacidad pulmonar de las aves es, en cierta consonancia con lo anterior, un 12% mayor que en mamíferos. Seguramente, esas diferencias en el tamaño del corazón, la cantidad de sangre y la capacidad pulmonar tienen que ver con las altas demandas metabólicas que impone el vuelo y, por ello, con la necesidad de las aves de disponer de más oxígeno y combustible para poder volar. El vuelo proporciona ventajas pero sale caro.

Como se ha señalado, la musculatura de los mamíferos representa una fracción de la masa total muy similar en animales de distinto tamaño: un 45% aproximadamente. Conviene aclarar, no obstante, que hay grandes diferencias entre diferentes especies aunque no estén relacionadas con sus tamaño. Los que tienen más musculatura son felinos: leones y linces; en ellos, entre un 56% y un 59% de su masa corporal corresponde a la musculatura esquelética. Se trata de porcentajes impresionantes, pero no llegan a ser los más musculosos del reino animal; sin salir del grupo de los cordados los hay con más masa muscular, como los peces escómbridos (en Katsuwonus pelamis representa un 68%) que, no en balde, son reputados viajeros marinos.

En las aves, sin embargo, la importancia relativa de la musculatura sí aumenta con el tamaño; en las más pequeñas representa un 38% de la masa total, mientras que en las grandes llega a ser de un 55%. Esa diferencia quizás tenga que ver con los requerimientos biomecánicos del vuelo, si la fuerza necesaria para volar crece desproporcionadamente al aumentar la masa.

El esqueleto es el elemento corporal cuya masa aumenta en mayor proporción que la del conjunto del cuerpo tanto en aves como en mamíferos. Representa alrededor de un 5% en los de pequeño tamaño; se eleva a un 7% en los de 5 kg, y los mamíferos de 500 kg tienen esqueletos de unos 50 kg de masa, o sea, un 10% del total. El aumento de la proporción que representa el esqueleto en animales de mayor tamaño obedece, seguramente, a que los huesos son las estructuras de sostén, que su resistencia es proporcional a la sección superficial y que esa sección aumenta con el cuadrado del radio (y, en definitiva, la longitud) del hueso. Por eso, los animales grandes tienden a tener huesos de mayor grosor relativo que los pequeños; por eso una gacela de Thompson tiene un aspecto mucho más grácil que un elefante, y también por eso Godzilla o King Kong son monstruos de imposible anatomía. Y que los huesos sean mucho más gruesos implica también que son mucho más pesados.

Si se sumasen los porcentajes que hemos ido deslizando a lo largo del texto, no se llegaría a completar el 100%. Faltan órganos: faltan las mamas, las gónadas, el tejido conjuntivo, los ojos y unas cuantas estructuras de menor tamaño. Sin embargo, ninguna de esas estructuras es de mayor dimensiones relativas en los animales grandes. Sigue faltando un componente, uno que, además, es mucho más importante cuanto mayor es el animal. Y ese componente es el de los depósitos de grasa.

Las reservas de energía tienen mucha más importancia en los animales de tamaño grande que en los de tamaño pequeño. Un mamífero o un ave de 50 g de masa destina alrededor de un 4% a sus reservas energéticas; en los de tamaño medio (5 kg) ese porcentaje es de un 10%, y alcanza el 25%, aproximadamente, en los grandes mamíferos.

El aumento de los depósitos de grasa con el tamaño de los ejemplares de una misma especie es algo lógico, ya que esas reservas suelen destinarse a alimentar la reproducción, y suele ocurrir que los pequeños son los más jóvenes y esos no se reproducen. Pero si la comparación se hace entre individuos de diferentes especies de dimensiones dispares, también en esa comparación se observan diferencias en función del tamaño. Las especies cuyos ejemplares llegan a ser grandes o muy grandes suelen ser conservadoras desde el punto de vista reproductivo, dedican a la progenie importantes volúmenes de recursos, y almacenan energía para hacer frente a épocas de escasez. Por todas esas razones es normal que cuanto mayor es el tamaño de un animal mayor sea su volumen de reservas de energía. Y por esa razón no deben interpretarse en términos funcionales todos los casos en que se observa una disminución de la proporción que representa un órgano o sistema al aumentar el tamaño.

Unos riñones más pequeños, un bazo menor, un tubo digestivo o un hígado de menores dimensiones relativas no significa necesariamente que en los animales de mayor tamaño esos órganos tengan menor importancia o trabajen menos; lo que ocurre es que como nos estamos refiriendo a proporciones, sus menores contribuciones relativas a la masa total obedecen a la mayor presencia relativa de depósitos de grasa en animales de gran tamaño. No olvidemos, tampoco, que una vez se alcanza un cierto tamaño, en aves y mamíferos casi todo el excedente energético que se genera se destina a la reproducción o a almacenar reservas.

Tras este repaso podemos concluir que el tamaño es una variable biológica fundamental o, dicho de forma más simple y directa: en biología animal el tamaño sí importa.

Nota:

1 Porque la masa es proporcional al volumen y este lo es al cubo de la dimensión lineal, mientras que la superficie es proporcional al cuadrado de la dimensión lineal. Así, cuando aumenta el tamaño de un cuerpo, su superficie aumenta con la masa (o el volumen) de acuerdo con una función cuya potencia es 2/3.

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

El artículo El tamaño relativo de los órganos animales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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  3. Los animales
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Los experimentos de Joule

Cuaderno de Cultura Científica - Tue, 2017/05/09 - 11:59

Cerca de medio siglo después james Prescott Joule repetiría los experimentos de Rumford a una escala menor. Comenzó en los años cuarenta del siglo XIX y los repitió durante muchos años, refinando cada vez más sus aparatos y sus técnicas. En todos los casos, cuanto más cuidadoso era más exacta encontraba la proporcionalidad de la cantidad de calor, medida como cambio en la temperatura y la cantidad de trabajo realizado. Como Joule hacía sus experimentos con agua, como el resto de investigadores de la época, asumía que la proporcionalidad que encontraba entre la cantidad de calor producida, simbolizada por la letra Q (Q es un símbolo habitual para el calor) era igual a la cantidad de agua expresada como su masa, m, multiplicada por el cambio (que se simboliza con la letra griega Δ, delta) de la temperatura, T; con lo que llegaba a la expresión: Q = m·ΔT.

Hoy sabemos que la cantidad de calor que corresponde a un determinado cambio de temperatura es diferente para diferentes sustancias (incluso que puede variar con la temperatura). Para tener esto en cuenta en la expresión anetrior basta con introducir una constante c, a la llamaremos calor específico de la sustancia en cuestión. Así, la relación entre calor y cambio de temperatura puede escribirse como: Q = m·c·ΔT.

La cantidad de calor puede expresarse en una unidad llamada caloría. La caloría se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de 1 g de agua 1 ºC en condiciones estándar. De aquí que el calor específico del agua expresado en calorías sea exactamente 1, es decir, para el agua c = 1 cal /gºC. Por tanto, si estamos hablando en estas unidades, se cumple la relación de Joule: Q = m·ΔT

James Prescott Joule

Joule realizó experimentos muy variados y empleando medios diferentes para poder establecer una relación independientemente del sistema empleado.

Para uno de sus primeros experimentos sobre la relación entre calor y trabajo Joule construyó un generador eléctrico sencillo, cuya fuerza motriz era un peso que dejaba caer. Hacía pasar la corriente eléctrica generada así por un cable que estaba sumergido en un contenedor con agua, a la que calentaba. A partir de la distancia que recorría el peso al caer Joule podía calcular el trabajo realizado (recordemos que el trabajo no es más que la fuerza por la distancia, y el peso es una fuerza; también es en este caso, una disminución de la energía potencial, esa que está relacionada con la posición en un campo como el gravitatorio). El producto de la masa de agua, m, en el contenedor por el aumento de su temperatura, ΔT, le permitió a Joule calcular la cantidad de calor producida, Q.

En otro experimento Joule comprimía gas en una botella sumergida en agua, miediendo el trabajo hecho para comprimir el gas por el pistón. Medía después la cantidad de calor aportada al agua por el calentamiento del gas al comprimirse.

Probablemente la serie de experimentos más famosa es aquella que empleaba un aparato en el que unos pesos que descendían lentamente hacían girar una rueda de paletas en un contenedor de agua. Debido a la fricción enre la rueda y el líquido, la rueda realizaba trabajo sobre el líquido, aumentando su temperatura.

Todos estos experimentos, algunos repetidos muchas veces con aparatos cada vez mejores, llevaron a Joule a enunciar dos resultados cuantitativos muy importantes en 1849 que, expresados en lenguaje actual, son:

  • La cantidad de calor producida por la fricción de los cuerpos, ya sean sólidos o líquidos, es siempre proporcional a la cantidad de energía gastada.
  • La cantidad de calor (en calorías) capaz de incrementar la temperatura de 1 kg de agua en 1 ºC requiere el cambio en la energía mecánica representada por la caída de 1 m de un peso de 4.180 N (newtons)

La primera firmación de Joule es la prueba de que el calor es una forma de energía, en contra de la teoría del calórico de que el calor es un fluido. La segunda da la magnitud numérica de la proporción que había encontrado entre energía mecánica y su energía térmica equivalente. Esta proporción entre energía mecánica, E, y la cantidad equivalente de energía térmica, Q, se llama habitualmente equivalente mecánico del calor. A principios de del siglo XX su valor numérico quedaría establecido en 4,186 J/cal (julios, la unidad de energía, por caloría).

En la época en la que joule realizó sus famosos experimentos, la idea de que es el calor es una forma de energía estaba ganando aceptación. Si bien Joule no fue el único en expresar estas ideas, sus experimentos fueron clave para su consolidación.

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

El artículo Los experimentos de Joule se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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  1. El calor no es un fluido
  2. Potencia eléctrica
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Tiritak, diruditen bezain sinpleak ote?

Zientzia Kaiera - Tue, 2017/05/09 - 09:00
Leire Sangroniz, Ainara Sangroniz Tiritak edozein tamaina eta formatan aurki daitezke merkatuan: txikiak, handiak, karratuak, biribilak, koloretakoak, gardenak… Zauriak, erredurak edo babak estaltzeko beharrezkoak dira eta ez dira falta etxean, eskolan edo lantegian. Hasiera batean behintzat, tiritek sinple dirudite, baina beren diseinuak ezagutza handia eskatu du zauriez, kimikaz eta polimeroez. Izan ere, polimeroek eskaintzen dituzten aurrerapenek, bideragarria egin du behar desberdinetara egokitzeko ahalmena duten materialak lortzea, eta horrela, tirita mota desberdinak sortu dira. Baina nola asmatu ziren gaur egun horren hedatuta dauden tiritak?

1. irudia: Tiritak. (Argazkia: U. Leone – Jabego Publikoa)

Lehenengo tirita Earle Dicksonek asmatu zuen, Johnson & Johnson konpainian lan egiten zuen kotoi saltzaile batek. Earlen emazteak, Josephine Frances Knightek, sukaldean ibiltzen zenean maiz zauri edo erredura txikiak egiten zituen. Zauri horiek estaltzeko Earli bururatu zitzaion zinta itsaskorra eta kotoizko gaza bat erabiltzea. Baina Frances bakarrik zegoenean eta behatz bat zaurituta zuelarik Francesentzat ez zen erraza horrelako tirita bat prestatzea. Hori dela eta, Earlek zinta itsaskor biribilki bat hartu, gainean kotoizko gaza zatiak jarri eta ondoren krinolinazko zinta batekin estali zuen. Horrela, emazteak zauri bat egitean biribilkitik zati bat moztu, krinolina kendu eta zaurian itsatsi zezakeen. Lankideek bere asmakuntza ikusi zutenean enpresako buruei erakusteko konbentzitu zuten. Hauei asko gustatu zitzaien produktua eta tiritak ekoizteari ekin zioten berehala.

Gaur egun tirita mota asko daude merkatuan: arruntak, gardenak, urarekiko erresistenteak, detektagarriak, hidrokoloideak, … Azken hauek batez ere babak sendatzeko erabiltzen dira. Funtsean, zauria ingurunetik babesten dute eta bakterioen migrazioa ekiditen dute.

Tirita arruntek poliuretanozko, polietilenozko edota zenbait kasutan poliesterrezko euskarria daukate. Euskarriaren gainean badago material absorbatzaile bat, zenbaitetan poliuretano apar bat izaten dena. Azkenik itsasgarria ez den material bat jartzen delarik, tirita zaurira itsastea ekiditen da.

Tirita detektagarriak

Elikagaien industrian lan egiten duen jendeak tirita detektagarriak erabiltzen ditu elikagaien segurtasuna eta higienea bermatzeko. Izan ere, ez litzateke atsegina izango jogurta jaten ari garen bitartean tirita bat aurkitzea! Horretarako aluminiozko banda bat daramate, metal detektagailuek antzeman ditzaten. Eta zer egin elikagaiak lata edo metalezko ontzietan badoaz? Kasu honetan X izpiek hauteman dezaketen haritxo bat jartzen zaie. Haria bario sulfatozkoa edo wolframiozkoa izaten da, eta gainera kolorezkoa izan ohi da errazago ikus dadin.

2. irudia: Tirita detektagarri baten eskema. (Egileak: Leire Sagroniz eta Ainara Sangroniz)

Irudian ikus daiteke mota honetako tirita baten eskema. Ikus daitekeen bezala, kanpoko geruza polietilenoz edo poliuretanoz egina egon daiteke. Behean, itsasgarri geruza bat dago eta aluminiozko banda bat, metal detektagailuek hauteman dezaten. Honen gainean material absorbatzaile bat jartzen da, eta azkenik, zaurira itsatsiko ez den materiala, zauriarekin kontaktuan egongo dena.

Hidrokoloideak

Tirita hidrokoloideak maiz erabiltzen ditugu oinetakoek sortutako babak sendatzeko. Mota hauetako tiritak gelak osatzen dituzten polimeroez eginak daude, esaterako sodio karboximetil zelulosaz, pektina edo gelatinaz. Gela osatzen duen polimeroa euskarri baten gainean jarri behar da, euskarri hori poliuretanozko film bat izan ohi da.

3. irudia: Oinetako berriak lehen aldiz janzten ditugunean babak ateratzen zaizkigu azalean. Hauek sortutako gaitza osatzeko tirita hidrokoloideak jartzen dira sarritan.

Zauria estaltzean zauriaren exudatua polimeroarekin konbinatzen da eta ondorioz gel bat sortzen da; honela zauria ingurune heze batean osatzen da. Mota honetako hesgailuek abantaila nagusi bat dute: tirita ez da zaurira itsasten eta gainera tirita kentzerakoan ehun berria ez da kaltetzen.

Hesgailu likidoak

“Hesgailu likido” deritze zauriak estaltzeko dagoen teknika berritzaile edo deigarrienari. Funtsean, polimero-disoluzio bat da, kolorerik gabea eta itsaskorra. Zuzenean aplika daiteke zaurian, likido edo esprai modura.

Polimeroa poli(N-binilpirrolidona), kopolimero akrilikoa edo poliuretanoa izan daiteke, eta erabilitako polimeroaren arabera disolbatzaile egokia aukeratu beharko da, esaterako alkohola edo ura. Disoluzioa azalean jarritakoan disolbatzailea lurrundu egiten da eta polimero-geruza fin bat gelditzen delarik, zauria babestu egiten du. Mota honetako hesgailuak oso egokiak dira babesten zailak diren eremuetan erabiltzeko, esaterako behatzen arteko zonaldea babesteko. Gainera, igerilekura joan gaitezke estaldura galdu gabe!

Iturriak:

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Egileez: Leire Sangroniz eta Ainara Sangroniz UPV/EHUko Kimika Fakultatearen, Polimeroen Zientzia eta Teknologia Saileko ikertzaileak dira Polymat Institutuan.

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