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Ziortza Guezuraga Astrobiologia

Espazioan ere plaken tektonikaren bila dabiltzala azaldu digu Juanma Gallegok. Orain arte biologiaren ikuspuntutik arreta gutxi jaso du plaken tektonikak, baina azken ikerketek iradokitzen dute rol garrantzitsua jokatu duela biziaren garapenean; hori da, hain zuzen, espazioan ere horren bila aritzearen arrazoia.

Fermi paradoxari erantzun posible berria ezagutu Sustaturen eskutik: bakarrik gaude eta kito. Paradoxa aztertzen saiatu diren zientzialari batzuk Drake-ren ekuaziotik, kalkulu probabilistikoa dena, abiatu dira. Normalean Drakeren ekuazioaren araberako kalkulu gehienetan, zibilizazio kopuru handiak lortzen dira baina, faktore ezezagunei muturreko balioak eman diete oraingoan. Balio anitzekin emaitza asko atera dira: batzuetan zibilizazioak agertzen dira eta beste batzuetan ez. Baina emaitza multzoari begira, %30ean ez da agertzen beste zibilizaziorik. Hortaz, oso posible da bakar bakarrik egotea.

Meteorologia

Gure planetan sekula neurtu den tenperaturarik hotzena neurtu dute Antartikan: -98ºC; hala irakurri dugu Sustatun. Orain arte neurtutako tenperaturarik hotzena -93ºC-koa zen, baina satelite bidez egindako neurketak beste 5 gradutan jaitsi dute datu hori. Antartikako erdi-ekialdean dagoen mendilerro garai batean jaso dituzte tenperatura horiek, mendilerro horietan dauden sakonune txiki batzuetan.

Osasuna

133 GIB diagnostiko berri jakinarazi zituen iaz Osakidetzak Berrian irakurri dugunez. Infekzio berrien %75,9 gizonei dagozkie eta diagnostikatutako pertsonen batez besteko adina 36,8 urtekoa da. Infekzio berrien %45,9k diagnostiko berantiarra izan zuten, immunitate-sistema dagoeneko oso kaltetuta zegoenean detektatu ziren.

Hotzeriari aurre egiteko C bitamina lagungarri deneko ustea, ustel Eduardo Angulori aste honetan irakurritakoaren arabera. Izan ere, bakar-bakarrik luzapena laburtzeko balio lezake C bitaminak, baldin eta gaixotasun garaiaren erdian hartzen bada eta gaixoek ariketa handia egiten badute eta tenperatura hotzetan badaude.

Biologia

Tresnak buruz egiteko gai dira beleek, Elhuyar aldizkarian ikusi dugunez. Ikerketa baten arabera, tresnak buruz egiteko gaitasuna dute Kaledonia Berriko beleek (Corvus moneduloides). Are gehiago, beste bele batzuk egindako tresnak oroitu eta diseinua hobetzeko ahalmena ere badute.

Zergatik txitatzen dute neguan pinguino enperadoreek? Zergatik urteko sasoirik gogorrenean? Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutiak eman digute erantzuna: Txitaldia neguan egiten dutenez, uda izango da txita jaioberria itsasora heltzen denerako eta animalia haragijale batentzat uda da sasoirik onena, orduan izaten baitira ugarien harrapakinak.

Euskalnaturari esker jakin dugu jendeak ez dituela inguruan dituen animalia asko ezagutzen eta bizi den herrialdetik kanpoko fauna hobeto identifikatzeko gauza dela. Oso ezagunak dira Afrikako megafauna (lehoiak, jirafak, elefanteak), ez horrenbeste fauna lokala. Gehien ikusten diren animaliak maskotatzat hartutakoak dira, hauetako asko exotikoak. Horrek eragiten duen arazoetako bat exotikoen askapena da, autoktonoak desplazatzea eragiten dutena.

Klima-aldaketa

Unai Pascual Basque Centre for Climate Change (BC3) ikerketa zentroko Ikerbasque ikertzailea elkarrizketatu dute Berrian. Nekazaritzaren intentsifikazioak ez du zertan lagundu garapenean ondorioztatu du Pascualek egindako ikerketan. Elkarrizketatuaren arabera: “zientziak erakusten du puntu batetik behera naturaren emankortasunaren galera atzeraezina dela, berreskuratzea ia ezinezkoa dela. Naturak duen erresilientzia kolokan jartzen ari gara, epe motzerako ekoizpena handitzeko”.

Matematika

Argian azaldu dutenez “Historiaren matematika” izeneko teoria garatu zuen Alexandre Deulofeuk eta zibilizazioen izaera ziklikoa aldarrikatu zuen. Deulofeuren kalkuluen arabera, zibilizazioek 5.100 urte irauten dute gutxi gorabehera, eta 1.700 urteko hiru alditan banatuta zeuden. Inperioek aldiz 550 urteko iraupena dute batez beste.

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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: Ziortza Guezuraga (@zguer) kazetaria da eta Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko zabalkunde digitaleko teknikaria.

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La convergencia entre las diferentes áreas de estudio ha supuesto desde siempre una herramienta maravillosa para reflejar de una forma global y fidedigna la realidad de cada tiempo. En este sentido, la conexión entre la naturaleza, la literatura y la ciencia es, quizás, una de las formas más fabulosas que tiene el ser humano para diseñar una ventana desde donde poder contemplar y enseñar el mundo desde múltiples y complementarias perspectivas.

La unión de estas tres áreas de conocimiento fue la temática principal del ciclo de conferencias “Naturaleza, Literatura y Ciencia” que albergó Azkuna Zentroa entre el 10 y el 19 de abril pasados.

El astrofísico e investigador del grupo de Ciencias Planetarias de la UPV/EHU Santiago Pérez Hoyos explica en “Explorando el espacio a través de la literatura de ciencia ficción” cómo se ha explorado el espacio en la literatura, en particular a través de las nóvelas de ciencia ficción que se escribieron desde comienzos del XIX. Mediante el análisis de algunos ejemplos, el astrofísico hablará de la difícil relación que ha existido siempre entre licencias narrativas y rigor científico, pero también de cómo la literatura de ciencia ficción ha contribuido a enriquecer el ideario de la humanidad sobre el espacio.

Explorando el espacio a través de la literatura de ciencia ficción

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

El artículo Zientziateka: Santiago Pérez Hoyos – Explorando el espacio a través de la literatura de ciencia ficción se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Ciencia para todos a través del cine y la literatura de ciencia ficción
2. A través del espejo: la literatura mira a las científicas, por Marta Macho
3. Las dos culturas: ciencia ficción en la universidad

Geometrian erabiltzen den kontzeptu algebraikoa da modulu espazioa. Klasifikazio geometrikoen arazoen emaitza espazioa denez korda teorian ere erabiltzen da. Carlos Shahbazi autoreak zer esana badu horren inguruan: Remarks on Moduli Spaces and String Theory.

Zelan jakin daiteke gaixotasun kardiakoak dituzten gazte eta umeek duten minbizia kardiopatia tratatzeko erabilitako tratamenduen ondorio diren? Matematikak erabilita. Is cancer a side effect of the treatment of cardiac problems in children?

Batzuetan, ordura arte ona zen hurbilketak zentzua galtzen du; izan ere, tamaina hain txikiak kontsideratzen baitira, non puntuak ezin diren puntu izan. DIPCk Beyond the point-dipole approximation

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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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Residuos cítricos secos. Foto: Egoi Markaida. UPV/EHU.

La sustitución paulatina del uso de combustibles fósiles precisa del estudio de diferentes estrategias de obtención de biocombustibles, y el hecho de darle salida a grandes volúmenes de residuos generados por la actividad humana, le confiere un valor añadido. Un estudio llevado a cabo en el grupo de investigación Catalytic Processes & Waste Valorization de la UPV/EHU, en el que han participado universidades brasileñas e iraníes, ha puesto de manifiesto que los restos cítricos son una fuente de energía renovable abundante, barata y asequible.

La investigación surgió de una petición de la Universidad Federal de São Carlos, debido a que en Brasil, en 2011, por ejemplo, se produjeron cerca de 9,3 millones de toneladas de residuo en la elaboración de zumos. En la UPV/EHU han obtenido bioóleo mediante la pirólisis rápida de este residuo en un reactor cónico de lecho en surtidor. Los residuos cítricos son secados y troceados antes de ser suministrados al reactor, y una vez pirolizados a 500 ˚C , se obtiene una proporción de bioóleo del 70-75 %.

“Hemos conseguido dar salida a los residuos que se acumulan en las plantas de elaboración de zumos. Si se consiguiera secar y pirolizar estos residuos en la propia planta, el bioóleo producido se podría utilizar en las calderas para obtener calor para la empresa. Teniendo en cuenta que generan miles de toneladas de residuos, el excedente del bioóleo que no se consumiera se podría enviar a refinerías, para la obtención de un combustible más noble”, afirma el doctor Martin Olazar, responsable de la investigación. Una empresa brasileña “se ha mostrado dispuesta a poner en marcha un pequeño proyecto piloto”. Están a la espera de la resolución de un proyecto de cooperación europeo más amplio para el desarrollo de Brasil.

“Debido a la dificultad que presentaba tratar los cítricos separadamente, comenzamos a tratarlos mezclados con arena. Utilizando arena gruesa se necesitaban bombas muy potentes en el reactor, y eso suponía un gran gasto, por lo que empezamos a utilizar arena fina, pero esta se escapaba con el aire y el gas. Tuvimos que colocar un dispositivo para confinar el aire en la parte superior, confinamos el surtidor, y hemos visto que esto conlleva grandes ventajas. Tanto que lo hemos patentado”, explica el catedrático Olazar.

Martin Olazar con una muestra de bioóleo obtenido de restos de cítricos. Foto: Egoi Markaida. UPV/EHU.

En la UPV/EHU han desarrollado prototipos de este nuevo sistema, pero para ver qué sucedería a escalas mayores, los investigadores iraníes han llevado a cabo modelos de simulación del sistema de confinamiento: “Hemos visto qué comportamiento mostraría el sistema de confinamiento con diferentes dimensiones y en diferentes posiciones. Los modelos desarrollados son muy buenos para predecir lo que sucedería en niveles mayores”.

En otra línea de investigación trabajan en buscar salida al excedente de bioóleo que se produce. “Lo que sucede es que en las refinerías lo tienen todo dispuesto para trabajar con petróleo y son reacios al cambio. En otros países han obligado a las refinerías a aceptar este tipo de bioóleos, y aquí también se debería hacer algo similar”, comenta Olazar. Asimismo, en otra línea de investigación del grupo se está estudiando la producción de hidrógeno, en lugar de bioóleo, a partir de residuos cítricos, mediante un proceso de dos etapas.

Referencias:

Patente. Altzibar, H., Pablos, A., Olazar, M., Aguado., R., Bilbao, J., Vicente, J., Varona, E.: Confinador de fuente para contactores de lecho en surtidor y contactor de lecho en surtidor. Referencia: P201730388. Propietaria: UPV/EHU. Empresa explotadora: Novattia S.L.

Jon Alvarez, Bahar Hooshdaran, Maria Cortazar, Maider Amutio, Gartzen Lopez, Fabio B. Freire, Masoud Haghshenasfard, Seyyed Hossein Hosseini, Martin Olazar (2018) Valorization of citrus wastes by fast pyrolysis in a conical spouted bed reactor Fuel doi: 10.1016/j.fuel.2018.03.028

Aitor Arregi, Maider Amutio, Gartzen Lopez, Javier Bilbao, Martin Olazar (2018) Evaluation of thermochemical routes for hydrogen production from biomass: A review Energy Conversion and Management doi: 10.1016/j.enconman.2018.03.089

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

El artículo Bioóleo a partir de residuos cítricos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Cómo obtener hidrógeno a partir de una placa de circuitos impresos
2. Andamios con aplicaciones biomédicas a partir subproductos alimentarios ricos en quitina
3. La variedad de residuos madereros y la riqueza ecológica de los hayedos

Aitziber Lopez Ez da egia bakarrik gizonezkoen meritua izan zenik ilargira heldu izana. Emakume askok hartu zuten parte espazio-lasterketako lorpen horretan. Horien artean gehienak ezkutuan egon dira urte askoan, baina zorionez plazara ateratzen hasiak dira.

Horietako bat hartuko dugu gaur hizpide. Berak asmatu zuen “software-ingeniaritza” adierazpidea. Informatikako programazioaren ameslari aurreratua izan zen, eta berak saihetsi zuen istripu ikaragarri bat, Apolo XI.a lurreratu zenean: Margaret Hamilton.

1. irudia. Margaret Hamilton, berak MITeko ekipo batekin batera Apolo egitasmorako diseinatutako nabigazio-softwarearen ondoan. (Argazkia: MIT)

Margaret Hamilton 1937ko abuztuaren 17.ean jaio zen Paolin (Indiana), Amerikako Estatu Batuetan. Matematikak ikasten hasi zen Michiganeko Unibertsitatean. Geroago, Earlham Colege izeneko erakundera joan zen. Bertan 1958.ean Matematiketan lizentziadun egin zen (Filosofia-diplomatura ere lortuta). Berak gelditu gabe ikasten jarraitu nahi zuen, baina zoritxarrez, bertan behera utzi behar izan zituen bere ikasketak eta bere senarrak karrera Harvarden buka zezan, matematika eta frantses-irakasle egon zen ikastetxe batean. Geroago, bere ametsari jarraiki, Bostonera joan zen, Brandeis Unibertsitatean matematika abstraktuak ikasteko.

Bere bizitza aldatzen hasi zen 1960. urtean MITeko Meteorologia Sailean lanean hasi zenean, Edward Norton Lorentz matematikari eta meteorologoaren zuzendaritzapean. Ezagumendu handia zuen matematiketan, eta are gehiago ikasi zuen irakasle horrekin. Gainera, izugarrizko ahaleginak egin zituen programazio-lengoaia batzuk bere kabuz ikasteko eta horri guztiari esker, LGP-30 eta PDP-1 ordenagailuen bidez denbora aurresateko softwarea diseinatu zuen beste langile batzuekin batera.

Geroago, SAGE (Semi Automatic Ground Environment) egitasmoan hartu zuen parte. Proiektua MITeko Lincon Laborategian garatu zen 1961 eta 1963 urteen artean. Hasiera batean klima aurreikusteko ahaleginetan ibili ziren, baina berehala hartu zituzten helburu militarrak. Egitasmo hartan, Margaretek diseinatu zuen lehenengo AN/FSQ-7 ordenagailurako softwarea, hegazkin “ez lagunak” Amerikako Estatu Batuetako aire-espazioan detektatzeko.

Misio militar honek arrakasta handia lortu zuen, eta ondorioz Hamiltonek aukera izan zuen MITeko Charles Stark Draper Laborategira sartzeko. Une hartan, oso egitasmo garrantzitsuan ari ziren lanean han, eta horrek betiko aldatuko zion bizitza Margareti: Apolo Egitasmoa. Emakumea berehala nabarmendu zen programazio-aditu gisa. Bere ekipoarekin batera, software bat diseinatu zuen Kontrol Moduluak eta Ilargi Moduluak funtziona zezaten. Ziur aski bera izan zen misioaren porrota saihetsi zuena. Izan ere, ilargiratu baino minutu batzuk lehenago, akats larri bat gertatu zen. Zorionez, softwarea diseinatua zegoen ezinbesteko funtzioei lehentasuna emateko, eta une jakin batean akatsak detektatuta beste funtzio batzuk bertan behera uzteko. Horrela, sistemaren gainzama bat saihetsi zen. Eta ilargiratu zen. Bere hitzetan:

“Ordenagailua akatsak konpontzeko diseinatu izan ez balitz, nekez ilargiratuko zen Apolo Ilargian”.

2. irudia: irudian: Margaret Hamilton, Apoloko Kontrol Moduluaren barruan. (Argazkia: MIT)

Akatsak detektatzeko eskarmentu horretaz baliatuz, 1976.ean Higuer Order Software entrepresa sortu zuen beste hainbatekin batera. Geroago, Hamilton Technologies sortu zuen 1986.ean, kasu honetan ere software-akatsak detektatzeko.

Bere garaian, programazioa ez zen zientziatzat hartzen, eta bera aitzindaria izan zen zeregin horretan. Gauza guztien aurka egin aritu zen, sendo eta zintzo, bere kabuz informatika-programazioa ikasiz. Berak sortu zuen programazioaren oinarria izango zena, eta berak software-ingeniaritza deituko zuena. Berak kontatzen du hasiera batean barrezka aritzen zirela bere lankideak izen hori entzuten ziotenean. Egun batean isildu egin behar izan ziren: zuzena zen termino hura, eta software-ingeniaritza zientziaren atal bilakatu zen.

Margaretek sari ugari hartu ditu bere bizitzan zehar: besteak beste, Exceptional Space Act Award (NASA), eta Presidentearen Domina (2006). Amerikako Estatu Batuetan zibil bati ematen zaion errekonozimendu handiena da azken hori.

3. irudia: Margaret Hamilton ingeniaria 1995.eko argazki batean. (Iturria: Wikipedia / Argazkilaria: Daphne Weld Nichols)

Beste alde batetik, sutsuki saiatu zen neskatoei eta emakumeei zientzia eta teknologia ikasteko kemena ematen. Hona hemen bere hitz argigarri hauek:

“Ez dugu ‘ez dakit’ esateko beldurrik izan behar, eta galdera sinpleak egiteko beldurrik ere ez. Galderak ez dira inoiz ergelak. Batzuetan zerbait ezinezkoa dela dirudi, adituek ere ezinezkoa dela diote, baina bidean aurrera egin behar dugu, batzuetan bakarka. Oker egoteko edo akatsak egiteko beldurrik ez dugu izan behar. Hain zuzen ere huts handiak egin dituztela onartzeko prest daudenak dira gero lorpen handienak bereganatuko dituztenak.

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Egileaz: Aitziber Lopez (@lopez_aitzi) Kimikan doktorea da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren kolaboratzailea.
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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola

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Oharra: Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2017ko ekainaren 7an: Margaret Hamilton: “La Primera ingeniera de software”.

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Maialen Sagarna, Lauren Etxepare, Iñigo Lizundia, Eneko Jokin Uranga XXI. mendeko arkitekturan berrikuntza handiena ekarri zuen materiala da hormigoi armatua. Egurrak, harriak eta altzairuak ez zituzten propietateak eskaintzen zituen eta honek arkitektura egiteko modu berriak ekarri zituen.

Berez hormigoi armatua bezalako material artifizial baten kalitateak garaiz garai duen bilakaerak ez luke atzerakadarik izan behar. Garapen teknologikoak eta erabileraren jarraipenak bermatu beharko lukete kalitatearen hobekuntza, baldin eta egia balitz teknologiak eta zientziak, bide beretik, norabide berean eta abiadura berarekin egiten dutela beti aurrera. Alabaina, gertaera sozioekonomiko eta politikoek baldintzatu dezakete bilakaera hori, material baten teknologiaren eta ezaugarrien eboluzioa linealki irakurtzea ezinezko bihurtuz. Horren adibide garbia da Espainian hormigoi armatuak izan duen bilakaera. Euskal Herrian aspaldian eraikitako hainbat egitura historikoetan eskuraturiko datuak elkarren parean jarri dira eta kronologikoki aztertu dira garapen hau aztertzeko. Azterketa honi esker argi ikus daiteke hormigoiaren kalitatea aldakorra izan zela aldien arabera. Gainera, hormigoi armatuz Euskal Herrian XX. mende osoan eraikitako egitura batzuetan egindako saiakuntzen emaitzek frogatzen dute XX. mendeko 50. hamarkadaren inguruan erabili ziren hormigoiek akats nabarmenak zituztela, eta atzerapauso nabarmena ekarri zutela, aurreko hormigoiekiko.

Lehenbiziko hormigoi armatuek (1901-1939) konpresio-erresistentzia gero eta handiagoa izateko joera zuten. Izan ere, patenteen eskutik ez ezik, obrako prozedura zorrotz zaintzera zetozen teknikarien begipean egindakoak ziren. Erosiriko sistema bat zen, ardura teknologiko eta zibilarekin.

Gerraosteko murriztapenen aldian aldiz (1939-1960), hormigoiaren kalitateak oso behera egin zuen, erresistentziaren ikuspegitik ez ezik, baita homogeneotasunari, trinkotasunari eta hondamen-koadroei zegokienez ere. Honetan eragin nabarmena izan zuen legez ezarritako materialen murriztapenak sortu zuen merkatu beltzak.

Behin murriztapenen aldia igaro eta gero eraikuntzako materialen merkatu beltza indarra galduz joan zen, oinarrizko materialen eskaintza handitu eta eskuartze-organismoen eskumenak gutxitu ahala. EH-73 araudia indarrean jarri ostean, konpresio-erresistentzia horren balioa gorantz egiten hasi zen, eta 70eko hamarkadaren erdira iristerako, berreskuratuak zituen hormigoiak gerra aurretik erakutsitako erresistentzia-balioak. Ordutik aurrera, gero eta kontrol zorrotzagoak materialaren kalitate kontrastatua eta gaur arteko hobekuntza etengabea bermatu zituen.

Baina nolanahi ere, bai hastapeneko sistematan eta patenteetan, nola gerraostean eta baita 70eko hastapen urteetan ere, erresistentzia bereizgarrien arteko aldeak, garai bereko eta inguru geografiko beretsuko hormigoietan ere, handiak ziren, gorabeheratsuak. Izan ere, materialaren kalitatea kontrolatzen hasi zen garaia iritsi arte, ez zen hormigoiaren kalitatearen hobekuntza egonkortzen hasiko, ez eta erresistentziari buruzko datuak, antzekoak izaten hasiko; hala erakusten dute kontsultaturiko saiakuntza-datuek: EH-73 Araudia indarrean jarri zenez geroztik, konpresio-erresistentzia guztiz egonkortu zela.

Hortaz, emaitza horiek frogatzen dute ezinezkoa dela materialaren bilakaera linealki irakurtzea eta paradoxa honetara iristen gara: duela 100 urteko hormigoi baten erresistentzia eta gaur egun duen egoera izan daitezkeela duela 60 urteko hormigoi batenak baino askoz hobeak.

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 32
• Artikuluaren izena: Hormigoi armatuaren eboluzioa linealki irakurtzeko ezintasuna. Espainiaren kasua (1896-1973)
• Laburpena: Material artifizial baten kalitateak garaiz garai duen bilakaerak ez luke atzerakadarik izan behar. Garapen teknologikoak eta erabileraren jarraipenak bermatu beharko lukete kalitatearen hobekuntza, baldin eta egia balitz teknologiak eta zientziak, bide beretik, norabide berean eta abiadura berarekin egiten dutela beti aurrera. Alabaina, gertaera sozioekonomiko eta politikoek baldintzatu dezakete bilakaera hori, material baten teknologiaren eta ezaugarrien eboluzioa linealki irakurtzea ezinezko bihurtuz. Horren adibide garbia da Espainian hormigoi armatuak izan duen bilakaera. Artikulu honek hori azaltzea du helburu, Euskal Herrian aspaldian eraikitako hainbat egitura historikotan eskuraturiko datuak elkarren parean jarriz eta kronologikoki aztertuz.
• Egileak: Maialen Sagarna, Lauren Etxepare, Iñigo Lizundia, Eneko Jokin Uranga.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 167-178
• DOI: 10.1387/ekaia.17746

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Egileez:

• Maialen Sagarna, Lauren Etxepare eta Iñigo Lizundia arkitekturan doktore dira eta Eneko Jokin Uranga arkitektoa. Denak dira irakasle UPV/EHUn, Donostian.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Ilustración de Tamara Feijoo.

Cuando llega el verano y renovamos los protectores solares surgen dudas. Las redes son un hervidero de información y desinformación. Además, cada año tenemos una mayor oferta y variedad: protección específica para niños, para para pieles con manchas, diferentes factores de protección, diferentes texturas y acabados, resistentes al agua, brumas, geles…

También nos preocupamos por cosas que antes no conocíamos: ¿Son mejores unos filtros solares que otros? ¿Necesito protegerme de los UVA, los UVB y los infrarrojos, o no? ¿Tendré problemas con la vitamina D si abuso del protector? ¿Tengo que usar protección solar los días nublados? ¿La ropa me protege del sol? ¿Cómo se mide el SPF y cómo sé cuál debería usar? ¿Puedo reutilizar la crema que me sobró del verano pasado? ¿Funciona igual una bruma que una crema? ¿Hay filtros solares que producen más impacto medioambiental que otros? ¿Puedo usar una crema solar en lugar de mi hidratante de día? ¿Son seguros los filtros micro y nano?

A continuación, la primera parte de una serie de artículos en los que analizaremos la evidencia científica de la que disponemos sobre todas estas cuestiones, y resolveremos las dudas más frecuentes sobre protección solar.

1. ¿Son mejores unos filtros que otros?

Los protectores solares funcionan gracias a una serie de ingredientes llamados filtros. Los hay de dos tipos: filtros físicos y filtros químicos.

Los filtros físicos, también llamados filtros minerales, habitualmente son óxido de titanio y óxido de zinc. Estos compuestos actúan como espejos que reflejan la radiación ultravioleta. Funcionan porque son sustancias fluorescentes.

La fluorescencia es un fenómeno por el cual la radiación ultravioleta es absorbida y reemitida como radiación de menor energía, inocua para la piel. La principal ventaja es que protegen de los rayos UVA y UVB. La desventaja es son de un intenso color blanco, y por ello son los responsables de que algunas cremas solares dejen un antiestético rastro blanco en la piel. Otra desventaja es que son sustancias deshidratantes.

Los filtros químicos, también llamados filtros orgánicos, son moléculas orgánicas basadas en el carbono, denominadas grupos cromóforos.

Los filtros orgánicos actúan por absorción de la radiación solar ultravioleta. Captan la energía incidente y la reemiten nuevamente como radiación térmica, inocua para la piel. En función de la radiación absorbida se distingue entre los filtros UVB, UVA y de amplio espectro. Todos ellos requieren del orden de treinta minutos para ejercer esta acción, por lo que deben aplicarse con la debida antelación antes de la exposición solar.

La principal ventaja de los filtros químicos es que son muy cosméticos. No dejan rastro blanco en la piel y pueden estar presentes en fórmulas hidratantes. La desventaja es que algunos de ellos pueden degradarse por acción de la luz, es decir, se gastan, cosa que no ocurre con los físicos. Una sustancias fluorescente es siempre fluorescente, no va perdiendo esa propiedad. Eso implica que los tiempos de reaplicación de los productos con filtros químicos se reducen. Normalmente estos filtros van asociados a otras sustancias llamadas fotoestabilizadores, que evitan que esto ocurra. El fotoestabilizador más común es el octocrileno. Éste impide que el filtro químico se degrade y llegue a penetrar en la piel, evitando así posibles intolerancias.

También existen filtros químicos como los Mexoryl que son estables a la luz por sí mismos, no penetran en la piel y que, precisamente, se utilizan para formular productos destinados para pieles sensibles y para niños. Es un mito eso de que los productos solares específicos para pieles sensibles solo lleven filtros físicos, ya que también pueden y deben llevar filtros químicos.

En la actualidad, un gran número de protectores solares están formulados con ambos tipos de filtros, físicos y químicos, para así aprovechar las ventajas de ambos. No hay por qué elegir.

2. ¿De qué radiación solar tengo que protegerme?

La radiación solar que llega a la Tierra se divide en tres tipos: la de mayor energía es la radiación ultravioleta (UV), a continuación está la radiación visible (la única que podemos observar como colores) y la de menor energía es la radiación infrarroja (IR), que es la responsable del calor. La energía que llega al nivel del mar es aproximadamente un 49% radiación infrarroja, un 42% luz visible y un 9% radiación ultravioleta.

La radiación ultravioleta emitida por el sol se puede dividir en UVA, UVB y UVC, de menor a mayor energía, pero como la atmósfera terrestre absorbe gran parte de esta radiación, el 99% de los rayos ultravioletas que llegan a la superficie de la Tierra son del tipo UVA y el 1% son UVB. La radiación UV-C, que sería la más peligrosa para la salud, no llega a la Tierra porque es absorbida al 100% por el oxígeno y el ozono de la atmósfera, y por lo tanto no produce daño.

La radiación solar más energética, la ultravioleta, es capaz de ionizar átomos (de arrancarles electrones), de excitar electrones (de que los electrones pasen a niveles energéticos superiores a su estado fundamental) y de romper moléculas en unidades más pequeñas formando los temidos radicales libres, responsables del envejecimiento prematuro y promotores del cáncer.

La radiación visible no es capaz de hacer nada de esto porque no tiene la energía suficiente y, por tanto, la infrarroja, que tiene todavía menos energía, tampoco puede producir daños en la piel. Por esta razón debemos protegernos y preocuparnos exclusivamente por la radiación UVA y UVB.

Para saber si un protector solar nos protege tanto del UVA como del UVB, debemos fijarnos en los símbolos que figuran en el envase. Si aparece la palabra UVA rodeada por un círculo significa que ese producto nos protege tanto del UVB como del UVA.

3. ¿Cómo afecta la radiación UVA y UVB a mi piel?

La capa más externa de la piel es la epidermis. Por debajo está la dermis y la hipodermis. Los rayos UVB, más energéticos, penetran poco en la piel, pero son los que provocan las quemaduras, el eritema, el enrojecimiento y aumentan el riesgo de cáncer, por lo que son los más peligrosos. Las radiaciones UVB operan sobre las células productoras de melanina, consiguiendo que se active la producción de melanina. Son responsables del mantenimiento del color bronceado de la piel a largo plazo.

Los rayos UVA penetran hasta la dermis. Son capaces de deteriorar la elastina y el colágeno de la piel, proteínas responsables de la textura, elasticidad y firmeza. Entre sus efectos negativos figura ser el máximo responsable del fotoenvejecimiento de la piel: de la elastosis (degeneración de fibras elásticas de la piel) y de la queratosis (engrosamiento de la epidermis o capa superior de la piel).

La radiación UVA actúa oxidando la melanina, la sustancia responsable del color de la piel, lo que provoca un bronceado directo que se caracteriza por desaparecer rápidamente. Así es como funcionan las cabinas de bronceado, por radiación UVA que oxida la melanina. Es decir, la radiación UVA oxida la melanina y la UVB hace que se produzca más melanina. Ambas cosas suceden en los melanocitos de la piel.

Hay que tener en cuenta que, tanto la producción de más melanina como su oxidación, son procesos acelerados por los UVB y los UVA. La piel reacciona de esta manera como mecanismo de defensa. El bronceado nunca es sinónimo de salud, sino de una piel que se ha tenido que defender de una agresión.

Tanto los UVA como los UVB son lo suficientemente energéticos como para romper los enlaces de las moléculas y generar fragmentos muy reactivos llamados radicales libres. Los radicales son tan reactivos que consiguen alterar las moléculas de ADN. Esto se traduce en que la radiación UV es mutagénica, modifica el ADN, y por tanto es potencialmente cancerígena.

Otros problemas cutáneos, como la rosácea, algunos tipos de dermatitis y el acné, se agravan a causa de la exposición a la radiación ultravioleta. Por este motivo es importantísimo protegerse de la radiación ultravioleta, tanto la UVA como la UVB.

4. ¿Son seguros los filtros micro y nano?

Los filtros físicos tienen el inconveniente de ser muy blancos. Para que resulten más cosméticos hemos conseguido reducir tanto el tamaño de partícula que el temido rastro blanco se ha convertido en cosa del pasado. Estos filtros pueden ser micro o nanoparticulados, de modo que apenas dejan residuo en la piel, sobre todo los nano, que son los más pequeños y resultan casi invisibles. Los encontramos en la lista de ingredientes fácilmente porque van precedidos del prefijo micro y nano.

Ni penetran más allá de la dermis, ni producen alergias, así que son totalmente seguros. Recordemos que la seguridad de un cosmético y de sus ingredientes está avalada por las mismas autoridades que regulan los medicamentos. Tanto es así que estos filtros nanoparticulados los encontramos en productos destinados para niños, para pieles sensibles, sensibilizadas por dermatitis, alergias y eritemas.

5. ¿Ponerse demasiada protección solar puede afectar a los niveles de vitamina D?

Tal y como he explicado en este vídeo, la vitamina D es esencial. La necesitamos para fijar el calcio a nuestros huesos. La obtenemos por dos vías: una es la alimentación (leche, huevos, pescado, setas…) y por acción de la radiación ultravioleta. La radiación ultravioleta favorece la formación de vitamina D como parte de la ruta metabólica del colesterol.

Salvo casos excepcionales, como personas afectadas por osteoporosis, los niveles de vitamina D de la población son buenos, así que no necesitamos suplementarnos ni exponernos a sol más de lo debido. Ya nos exponemos al sol sin protección muchas veces sin darnos cuenta, bien porque confiamos erróneamente en que la ropa nos protege, bien porque utilizamos menos protector del que deberíamos, no lo reponemos con la frecuencia adecuada, o no usamos ninguna protección los días nublados o los días que no vamos a la playa.

También hay que tener en cuenta que los filtros solares no actúan como pantallas frente a la radiación. Es decir, por muy alto que sea el SPF, no implica que la protección sea del 100%. Siempre hay cierto porcentaje de radiación ultravioleta que llega a nuestra piel. Este porcentaje es suficiente para nuestro metabolismo. Así que usando protección solar, obtenemos igualmente vitamina D, y así lo hacemos de forma segura, sin riesgo para nuestra salud.

Es tu turno

En los próximos artículos iremos resolviendo las cuestiones planteadas en la introducción. Si tienes alguna duda más, puedes hacérnosla llegar a través de los comentarios o directamente a través de las redes sociales utilizando la etiqueta #cienciaprotectorsolar y la incluiremos en las próximas entradas.

Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica

El artículo La ciencia que deberías saber antes de comprar tu protector solar (1) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Geroari begira

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Pinguinoak berriro aipatu ditugunez, uste dugu pinguinoen bizi-zikloak eta, zehazkiago, pinguinoen ugaltze-estrategiak merezi duela gogoeta labur bat. Ez baita erraz ulertzen hain baldintza gogorrei aurre egin behar izatea arrautza txitatzeko. Zergatik neguan? Zergatik urteko sasoirik gogorrenean? Gure ustez, horren arrazoiak zerikusia du txitak jaio ostean aurkituko dituen ingurune-baldintzekin.

Irudia: Neguko baldintza latzetan egiten du txitaldia pinguino enperadoreak. (Argazkia: Christopher Michel)

Txitaldia neguan egiten dutenez, uda izango da txita jaioberria itsasora heltzen denerako, eta animalia haragijale batentzat uda da sasoirik onena, orduan izaten baitira ugarien harrapakinak. Beraz, neguko txitaldi gogorraren ondoren, udaberrian jaiotzen da txita; udaberrian zehar gurasoek elikatzen dute, txita jaioberria ez baita bere kabuz elikatzeko gai. Gero, indartsuagoa denean eta igeri egiteko eta ehizatzeko ahalmena duenean, bere kabuz elikatuko da itsasoan; udarako egongo da horretarako prestatuta, baina udarako prestatuta egon ahal izateko, neguan izan behar txitaldiak.

Beraz, gurasoen lan astun eta arriskugarria, urte-sasoien aldaketaren testuinguru horretan kokatu behar da; bestela, nekez uler liteke.

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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 du.

The post Pinguino enperadorea berriro appeared first on Zientzia Kaiera.

En la mítica novela Contacto (1985), del astrónomo y divulgador científico estadounidense Carl Sagan (1934-1996), que sería posteriormente llevada al cine en 1997 por el director Robert Zemeckis, famoso por películas como Regreso al futuro (1985) o Forrest Gump (1994), los extraterrestres envían un mensaje, en forma de impulsos de radio, que consiste en una lista de números primos.

“… lo que estamos recibiendo semeja una larga secuencia de números primos, números enteros solo divisibles por sí mismos y por uno. Como ningún proceso astrofísico genera números primos, me atrevería a suponer que, de acuerdo con todos los criterios que conocemos, esto tiene visos de ser auténtico. […]

– El hecho de que yo sea asesor presidencial sobre temas científicos no significa nada –dijo él–, puesto que mi campo es la biología. Por eso le pido que me explique todo muy despacio. Entiendo que, si la fuente emisora se halla a veintiséis años luz, el mensaje debió de haber sido enviado hace veintiséis años. Digamos que, en la década de los sesenta, unos hombrecitos de aspecto extraño y orejas puntiagudas quisieron hacernos saber cuán aficionados eran a los números primos. Sin embargo, los números primos no son difíciles, o sea que ellos no estarían haciendo alarde de nada. Esto más bien se parece a un curso de recuperación de matemáticas. Quizá deberíamos sentirnos ofendidos.

–No –repuso ella con una sonrisa–. Piénselo de este modo. Todo esto no es más que una señal para atraer nuestra atención. Habitualmente recibimos impulsos insólitos provenientes de cuásares, púlsares y galaxias. Sin embargo, los números primos son muy específicos, muy artificiales. Por ejemplo, ningún número par es también primo. Nos cuesta creer que alguna galaxia en explosión o plasma radiante pueda emitir un conjunto de señales matemáticas como estas. Los números primos tienen como objeto despertar nuestra curiosidad.

–Pero ¿para qué? –preguntó él, desconcertado.

–No lo sé, pero en estas cuestiones es preciso armarse de paciencia. A lo mejor, dentro de un tiempo dejan de enviarnos números primos y los reemplazan por otra cosa, algo más significativo, el mensje verdadero. No nos queda más remedio que seguir escuchando.

Esa era la parte más difícil de explicar al periodismo: que las señales no tenían ningún sentido. Eran solo los primeros centenares de números primos, en orden, para comenzar otra vez desde el principio. 1, 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31…

El 9 no era número primo, sostenía Ellie, porque era divisible por 3 (además de por 9 y 1, desde luego). El 10 tampoco lo era, porque era divisible por 5 y por 2 (además de por 10 y 1). El 11 sí era número primo, ya que solo era divisible por 1 y por sí mismo. Sin embargo, ¿por qué optaban por transmitir dichos números? Pensó en un idiot savant, una de esas personas deficientes en destrezas comunes, verbales o sociales, pero también capaces de realizar complicadísimas operaciones matemáticas tales como calcular al momento en qué día de la semana va a caer el 1 de junio del año 6977. No lo hacen para nada, sino solo porque les gusta, porque son capaces de hacerlo…”

Escena de película “Contact”, dirigida por Robert Zemeckis en 1994, en la que aparecen los protagonistas Judie Foster, en el papel de la cientifica Ellie Arroway, y Matthew McConaughey, como el filósofo cristiano Palmer Joss

Los números primos son muy importantes desde el punto de vista matemático, y juegan un papel fundamental en todas las áreas de las matemáticas, en particular, en la aritmética y la teoría de números. Esto seguramente se deba a que los números primos son los ladrillos con los que se contruye todo el edificio de los números naturales, como nos dice el teorema fundamental de la aritmética, es decir, todo número natural se puede expresar como producto de números primos, de forma única. Además, los números primos tienen importantes aplicaciones para nuestra sociedad, siendo la más conocida el sistema de codificación RSA, dentro de la criptografía, que se basa precisamente en la factorización de los números naturales como producto de números primos.

Pero no es ni la importancia de los números primos, fuera y dentro de las matemáticas, ni las aplicaciones de los mismos, el objetivo de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica, sino el problema de la distribución de los números primos dentro de los números naturales, o más bien, la distribución de los no primos.

Aunque empecemos por el principio. Los números primos son aquellos números naturales que solamente se pueden dividir por 1 y por ellos mismos. Así, por ejemplo, el número 25 no es primo ya que se puede dividir por 5 (además de por 1 y 25), o tampoco el 27 (divisible por 3 y 9), mientras que el número 19 sí es primo, ya que solamente es divisible por el 1 y él mismo, al igual que lo son los números 2, 3, 5, 7, 11 y 13, entre otros. A los números que no son primos, se les llama números compuestos. El número 1 no se considera primo, ya que en ese caso la factorización de los números naturales (teorema fundamental de la aritmética) no sería única, siempre se puede multiplicar por 1, pero tampoco se considera compuesto.

Humor gráfico del humorista chileno Alberto Montt sobre número primos. Viñeta aparecida el 29/04/10 en Dosis Diarias.

Si empezamos por los primeros números primos… el primero es el 2. Y es obvio que todos los múltiplos de 2 no van a ser números primos, puesto que son divisibles por 2, es decir, podemos quitar a todos los números pares de la lista de candidatos a números primos. Siguiendo el orden natural dentro de los números, nos encontramos con el siguiente número primo, el 3, y podemos quitar todos los múltiplos de 3 de la lista de candidatos a números primos. El siguiente número que no hemos eliminado y, por lo tanto, es primo, es el 5, luego podemos tachar a todos los múltiplos de 5 de la lista de números primos, y así continuamos con los múltiplos de 7, 11, 13, 17, 19, etc… Este es el conocido como método de la criba Eratóstenes (matemático griego del siglo III a.c.) para obtener los números primos, mediante la eliminación de los múltiplos de los primos que se van obteniendo.

En la siguiente imagen, hemos incluido la criba de Eratóstenes, pero solo con números impares (ya hemos eliminado los múltiplos de 2, los pares), para números más pequeños que 361 = 192. Hemos dibujado las líneas de los múltiplos de 3, 5, 7, 11, 13 y 17, con las cuales ya hemos eliminado todos los números compuestos menores que 361. Los números que quedan son todos los números primos menores que 361.

Criba de Eratóstenes de números impares menores que 361

La Criba de Eratóstenes nos permite ir obteniendo los números primos desde el 2 en adelante, pero es un método lento para obtener números primos, aunque con paciencia y muchos, muchos cálculos pueden obtenerse tablas de primos. La primera tabla amplia de números primos fue obtenida en 1606 por el matemático italiano Pietro Cataldi (1548 – 1626), que mostraba los números primos menores que 800. Así, se fueron obteniendo tablas cada vez más largas. Los primos menores que 1.020.000 fueron obtenidos en 1811 por el matemático húngaro Ladislaus Chernac (1742-1816) y hasta 100.330.200 se llegó hacia 1863, por el matemático nacido en la ciudad del imperio austriaco Lenberg (ahora ciudad ucraniana de Lviv) Jakob Philipp Kulik (1793-1863). Kulik estuvo 20 años preparando su tabla, que ocupó 8 volúmenes manuscritos con un total de 4.212 páginas. Al morir Kulik, que había dedicado su vida a la obtención de tablas matemáticas, se dijo de él: “ha dejado de calcular y de vivir”. Este tipo de tablas de números primos incluía también las descomposiciones en factores primos de los números compuestos. Todo esto antes de la era de los ordenadores.

Página de la primera tabla que publicó J. P. Kulik en 1824, con la descomposición en factores, distintos de 2, 3 y 5, de los números hasta el número 21.500. Por ejemplo, arriba a la izquierda, podemos observar que el número 17177 se descompone como 89 x 193 y el siguiente 17179, como 41 x 419

Sin embargo, el método descrito por Eratóstenes no nos permite saber si un cierto número alto, por ejemplo, 28.295.303, es primo o no, salvo que se tenga ya la tabla que alcance a ese número. Para saberlo tendríamos que ver si se puede dividir por todos los números primos menores que él, lo cual es complicado como ya menciona el gran matemático alemán Carl Friedrich Gauss (1777-1855) en su obra Disquisitiones Arithmeticae (1801). Por cierto, el número 28.295.303 es compuesto y se puede dividir por 269, 293 y 359.

“El problema de distinguir los números primos de los compuestos y de descomponer estos últimos en sus factores primos se sabe que es uno de los más importantes y útiles de la aritmética. Ha ocupado el trabajo y la sabiduría de los geómetras antiguos y modernos hasta tal extremo que sería superfluo tratar el problema en toda su extensión… Es más, la propia dignidad de la ciencia parece requerir que se explore todo medio posible para la solución de un problema tan elegante y tan famoso.”
[Disquisitiones Arithmeticae, 1801, Carl F. Gauss]

Con el método de la Criba de Eratóstenes podemos ir obteniendo primos “lentamente” y con muchos cálculos. Son los números que quedan al ir eliminando los múltiplos de los primos que vamos obteniendo. Así, se puede ir consiguiendo cada vez más números primos, por lo que la primera cuestión evidente que nos podemos plantear es si llegará algún momento en que nos quedemos sin números primos, es decir, ¿hay una cantidad finita o infinita de números primos?

Los griegos ya conocían la respuesta a esta pregunta. A pesar de lo que afirma uno de los personajes de la novela La conjetura de Perelman (Ediciones B, 2011), del escritor murciano Juan Soto Ivars, la matemática Ludmila, madre en la novela de Grigory Perelman, “Se han hecho listas de números primos con ese método de comprobación, pero no se sabe si más allá siguen existiendo. No sabemos si son infinitos porque no sabemos cómo se generan”, existe una cantidad infinita de números primos.

La demostración aparece recogida en la gran obra Los Elementos del matemático griego Euclides (aprox. 325-265 a.c.). En concreto, la Proposición 20, del Libro IX, de Los Elementos, dice así “Los números primos son más que cualquier cantidad propuesta de números primos”.

Caricatura del matemático griego Euclides, perteneciente a la exposición El rostro humano de las matemáticas, de la Real Sociedad Matemática Española, y realizada por Gerardo Basabe de Viñaspre

El argumento de Euclides es el siguiente. Si existiese una cantidad finita de números primos, p1, p2, …, pn, se puede construir un número más grande que los números p1, p2, …, pn-1 y pn, pero que no es divisible por ninguno de ellos, a saber, el número p1x p2x … x pn + 1, en consecuencia, o es primo o es divisible por un primo que no es ninguno de los anteriores. Por lo tanto, existen infinitos números primos.

Por ejemplo, si consideramos los cinco primeros primos números primos 2, 3, 5, 7 y 11, podemos construir el número

2 x 3 x 5 x 7 x 11 + 1 = 2.311,

que no se puede dividir por ninguno de los números primos 2, 3, 5, 7 o 11. De hecho, 2.311 es otro número primo. O si tomamos los seis primeros números primos

2 x 3 x 5 x 7 x 11 x 13 + 1 = 30.031,

se obtiene un número que no se puede dividir por ninguno de esos seis números primos, pero como no es primo, se tiene que poder factorizar mediante números primos mayores que 13, como así es, 30.031 = 59 x 509, ambos dos nuevos primos.

Volvamos a la idea de la Criba de Eratóstenes. Cuantos más números primos se van obteniendo, mayor cantidad de números compuestos se pueden generar como multiplicación de los mismos y sus potencias, que son los que vamos descartando en este método de obtención de los números primos. Por lo tanto, aunque sabemos que existen infinitos números primos, da la impresión de que cada vez hay menos, ya que generamos muchísimos números compuestos, ¿será esto cierto o se irá manteniendo más o menos constante la cantidad de primos que van apareciendo dentro de los números naturales?

Miremos los listados de números primos. Si miramos la Criba de Eratóstenes anterior, observaremos que entre los 100 primeros números hay 25 primos, es decir, 1 de cada 4 números es primo. Sin embargo, si miramos entre los 1.000 primeros números, resulta que hay 168 que son primos, 1 de cada 6 números. Un porcentaje menor. Y así, como podemos ver en la siguiente tabla, según vamos ampliando la cantidad de números considerados, existe un menor porcentaje de números primos. Luego según vamos avanzando en la recta de números naturales, los números primos van siendo cada vez más infrecuentes, y los números compuestos van ocupando más el espacio dentro de los números naturales.

Tabla con la cantidad de números primos y frecuencia de los mismos para cantidades de números que son potencias de 10

El problema de la distribución de los números primos dentro de la recta de los números naturales es un problema importante de la teoría de números, relacionado con uno de los siete problemas del milenio “la hipótesis de Riemann”, del que ya hablaremos en el Cuaderno de Cultura Científica en otra ocasión. En esta entrada queremos hacer una pequeña reflexión sobre el problema dual, la distribución de los números compuestos.

Si volvemos a mirar la imagen de la Criba de Eratóstenes anterior observamos que al principio hay muchos números primos y la distancia entre ellos no es muy grande. Los primos 2 y 3 están pegados. Entre los primos 3 y 5, 5 y 7, 11 y 13, o 17 y 19, solamente hay un número par (de hecho, los números primos que están tan cerca, que solo les separa un número par, se llaman números primos gemelos). Entre los primos 7 y 11, 13 y 17, o 19 y 23, hay un hueco de tres números compuestos. Poco más adelante encontramos un hueco de cinco números no primos, entre el 23 y el 29, y un hueco de siete lo encontramos entre los números 89 y 97. El hueco más grande de números compuestos entre los menores de 361, que son los que aparecen en esa tabla, lo encontramos entre los números 113 y 127, que es una laguna sin números primos de 13 números compuestos. Al igual que entre los números 317 y 331.

Como hemos comentado anteriormente, cada vez hay menos números primos y más números compuestos, por lo que nos podemos plantear si existen lagunas de números compuestos tan grandes como queramos, que tengan, al menos, 100, 1.000, 1.000.000 o cualquier otra cantidad de números compuestos.

Si miramos en la literatura matemática descubriremos que el primer hueco con más de 100 números compuestos se produce a partir del número primo 370.261. De hecho, hay 111 números compuestos entre ese primo y el siguiente. Esta laguna fue encontrada por el matemático inglés James Whitbread Lee Glaisher (1848-1928) en 1877.

La primera laguna de más de 1.000 números compuestos nos la encontramos a partir del número primo 1.693.182.318.746.371. Entre este número primo y el siguiente existen 1.131 números compuestos consecutivos. Esta laguna fue obtenida por el matemático sueco Bertil Nyman en 1999.

Pero, ¿existen lagunas de números compuestos, entre dos números primos, tan grandes como queramos? La respuesta es afirmativa.

A continuación, vamos a mostrar una sencilla técnica para obtener este tipo de lagunas, para la cual necesitamos utilizar el factorial de un número. Recordemos que el factorial de un número n, que se denota n!, se define como el producto de todos los números naturales desde 1 hasta n,

n! = 1 x 2 x 3 x … x (n – 1) x n.

Aquí podéis ver un pequeño video, de la sección Una de mates del programa Órbita Laika (año 2015) de La 2, con una explicación sobre el significado del factorial de un número.

Ahora, vamos a construir lagunas de números compuestos, entre números primos, de tamaños tan grandes como deseemos. Pero vayamos poco a poco. Imaginemos que queremos encontrar dos números primos entre los cuales haya, por lo menos, 4 números compuestos consecutivos. Entonces consideramos los números

5! + 2 = 122, 5! + 3 = 123, 5! + 4 = 124, 5! + 5 = 125,

que resulta que no son números primos, ya que, por ejemplo, 5! + 2, es divisible por 2, puesto que 5! + 2 = 1 x 2 x 3 x 4 x 5 + 2 = 2 x (1 x 3 x 4 x 5 + 1), sacando el 2 como factor común. De igual forma, 5! + 3 es divisible entre 3, 5! + 4 entre 4 y 5! + 5 entre 5, luego no son primos. En consecuencia, entre el primo anterior a 122 y el siguiente a 125 se genera una laguna con, al menos, 4 números primos. Aunque, de hecho, es la laguna que hemos comentado anteriormente, entre 113 y 127, que tiene 13 números compuestos consecutivos entre ambos.

Si se desea construir una laguna de, al menos, 7 números no primos consecutivos, utilizando esta técnica, se considera el factorial de 8, que da lugar a los siguientes 7 números compuestos no consecutivos:

8! + 2, 8! + 3, 8! + 4, 8! + 5, 8! + 6, 8! + 7 y 8! + 8.

Si tenemos en cuenta que 8! = 40.320, entonces los números compuestos anteriores son 40.322, 40.323, 40.324, 40.325, 40.326, 40.327 y 40.328.

En general, si buscamos una laguna con al menos n números compuestos consecutivos, debemos de considerar el factorial de (n + 1), con el que podemos generar los n números compuestos siguientes

(n + 1)! + 2, (n + 1)! + 3, …, (n + 1)! + (n + 1).

Esta técnica es válida para cualquier número n. Luego el punto fuerte de este resultado es que nos asegura la existencia de lagunas de números compuestos tan grandes como queramos, aunque como ponen de manifiesto los ejemplos anteriores, esas lagunas pueden no ser óptimas en los siguientes sentidos.

La laguna de números no primos consecutivos puede ser más grande que el n del que partimos, como en el primer ejemplo, para el cual n = 4, luego aseguramos una laguna de, al menos, 4 elementos, pero realmente la laguna llega a tener 13 elementos. La otra cuestión es que para generar una laguna de, al menos, 8 números compuestos nos vamos al número 40.322 y los siguientes, aunque realmente una laguna con al menos 8 números no primos la encontramos ya entre los primeros números naturales, ya que como hemos comentado antes, entre los números primos 113 y 127, hay 13 números que no son primos. La cosa es más grave aún para números mayores, por ejemplo, 1000 (que tampoco es que sea excesivamente grande), ya que 1001! es un número enorme, con 2.571 dígitos, en contraste con la laguna de, al menos, 1000 números compuestos consecutivos vista anteriormente.

Chiste sobre números primos del artista gráfico Sydney Harris, que se ha dedicado al humor gráfico relacionado con la ciencia desde 1955

Bibliografía

1.- Clifford A. Pickover, La maravilla de los números, Ma Non Troppo, 2002.

2.- John Conway, Richard K. Guy, The book of numbers, Springer-Verlag, 1996.

3.- Enrique Gracián, Los números primos, un largo camino al infinito, El mundo es matemático, RBA, 2010.

4.- Wikipedia: Prime Number Theorem

5.- Eric W. Weisstein, Prime Gaps, fromMathWorld-A Wolfram Web Resource.

6.- Thomas R. Nicely, First occurrence prime gaps

7.- Página web del humorist gráfico Sydney Harris

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

El artículo Buscando lagunas de números no primos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juana Gallego Orain arte biologiaren ikuspuntutik arreta gutxi jaso du plaken tektonikak, baina azken ikerketek iradokitzen dute rol garrantzitsua jokatu duela biziaren garapenean; horregatik, espazioan ere horren bila ari dira.

Duela milioika urte, Artizarra planeta zirraragarria izateko abagunean egon zen. Ura bazegoen bertan, eta Eguzkiak planetaren lurrazala berotzen zuen. Baina, nonbait, zerbaitek huts egin zuen, eta gauzak behin betiko okertu ziren. Seguruenera, antzeko zerbait gertatu zen ere Marten. Garai urrun batean bertan izan ziren ozeanoek betiko galdu ziren, eta horien aztarnak baino ez dira geratzen orain.

Are gehiago, aspaldiko hipotesia da Lurrean errotuta dagoen bizitza eguzki sistemako beste nonbaitetik etorri izana: asteroideren batek Marteren kontra joz gero, adibidez, planeta gorrian zegoen balizko bizia irits liteke gurera (Marteko ezaugarriak dituzten hainbat meteorito aurkitu dira Lurrean). Artizarraren kasuan, ordea, karanbola hori ia ezinezkoa da, grabitazioaren legeak direla eta. Eguzkiaren indar grabitatorioak ez luke halakorik gertatzeko biderik emango.

1. irudia: Plaken tektonikari esker, litosferaren eta biosferaren arteko elkarrekintza sortzen da. Argazkian Hawaiiko Kilauea sumenditik isuritako laba, itsasora barneratzen ikus daiteke. (Argazkia: Mandy Beerley/ Unsplash)

Baina berdin dio. Bai kanpotik etorrita zein hementxe bertan sortuta, agerikoa da biziari ondo joan zaiola Lurrean. Bost iraungipen masiboei aurre egiteko gai izan da, eta, orain arte bederen, beti gailendu da hondamendien artetik. Atmosfera, Eguzkiarekiko bizigarritasun eremuan kokatuta egotea, eremu magnetiko babeslea… horiek guztiak lagungarri izan dira biziaren arrakastarako, eta unibertsoan bizi aztarnak bilatzen dituzten adituek ere horiek dituzte jomugan.

Baina bada orain arte arreta gutxi jaso duen faktore bat, agian hain agerikoa ez dena, eta, halere, garrantzitsua izan daitekeena: plaken tektonika. Hasiera batean ez dirudi biziarekin lotura asko izan dezakeenik; baina, antza, badu.

Lur-sisteman gertatu ohi den moduan, arrazoi nagusia hainbat faktoreren arteko elkarrekintzan datza. Ezaguna da plaken tektonikari esker lurrazala birziklatu egiten dela, eta horrek dezenteko eragina dauka bai atmosferan zein ozeanoetan. Elkarrekintza hain da garrantzitsua ezen “Bizigarritasun Irunea” terminoa asmatu baitute hainbat zientzialarik. Planeta baten bizigarritasuna bermatzen duten faktoreak adierazteko modua da hori: ura, atmosfera eta lurra osatzen dute “Irunea”.

Hainbat ikerketek elkarrekintza horretan sakondu dute. Horietako batzuk biziaren hasieran jarri dute arreta. Adibidez, 2015ean Australiako ikertzaileek egindako ikerketa batek lotura aurkitu zuen plaken tektonikaren eta Kanbriarreko leherketaren artean. Duela 542 milioi urte, eta denbora geologikoaren eskalan hitz egiten ari garela kontuan izanda, bizia bat-bateko “loraldia” izan zuen. Garai horretan, bizi forma konplexuak oso azkar garatu ziren.

Zientzialari hauek mundu osoko ozeanoetako lurzoruetan hartutako 300 inguru laginen azterketa zabala ezagutarazi zuten. Lagin horietan fosforoa eta beste hainbat elementuren aztarnak neurtu zituzten: kobrea, zinka, selenioa eta kobaltoa, besteak beste. Elementu horiek ezinbestekoak dira biziaren garapenerako. Ozeanoetan halako elementu asko daudenean, planktona izugarri garatzen da. Zientzialari horiek frogatu zuten halako elementuen hazkunde izugarria gertatu zela duela 560-550 milioi urte, eta biziaren “eztandarekin” lotu dute.

Antzeko ondorioetara iritsi dira duela gutxi Earth and Planetary Science Letters aldizkarian argitaratutako beste ikerketa batean. Lan horretan diote Eoi Arkaiko izeneko aroan (duela 4.000-2.500 milioi urte) plaken tektonika “martxan” jarri zen heinean, mantua hozten hasi zela, eta horrek ekarri zuela lurrazalean zegoen fosforo kontzentrazioaren handitzea. Atmosferan zegoen oxigeno mailarekin alderatu dituzte datuak, eta lotura dagoela iritzi diote.

2. irudia: Fenomenoak duen garrantzia ikusita, exobiologoak plaken tektonika beste munduetan bilatzen ari dira. Irudian, Europa ilargitik ikusgai egon litekeen paisaiaren irudikapena. (Irudia: NASA/JPL-Caltech)

Bi elementu horiek funtsezkoak dira biziarentzat. Fosforoz eta oxigenoz osatuta dauden fosfatoak dira, hain zuzen, DNAren, RNAren eta zeluletako ehunen ezinbesteko osagaiak. Sinplifikatuz, eta ikertzaileek proposatu duten azalpenaren arabera, arroketan bildutako fosforo hori urarekin nahastu zenean biziari hauspoa eman zitzaion. Hots, fosforo hori “ongarri” baten modura aritu zen.

Ezaguna da ere tximinia hidrotermalen bitartez mantutik ateratzen direla bertako mineralak, eta egitura horien inguruan bizi forma bitxiak biltzen direla. Bizia Lurrean nola sortu zen azaltzen duten bi teoria nagusietatik, batek tximinia horietan kokatzen du jatorria (“klasikoagoa” den bigarren teoriak kostaldeko ur putzu txikietan kokatzen du biziaren jatorria).

Hau Lurrean gertatu zela ikusita, astrobiologoek hemen ikasitakoak aplikatu dituzte kanpo espazioan. Bizia eta geologia batu lituzketen hautagairik handienak planeta erraldoien ilargietan egon litezke. Entzelado, Titan… edo Europa, esaterako. Jupiterren inguruan orbitatzen duen Europan plaken tektonika egonez gero, bertan bizia garatzea errazagoa izango litzatekeela uste dute zientzialariek. Tektonika horrek biziarentzat hain garrantzitsua den beroa emango lioke ilargiari.

Ez da beharrezkoa, gainera, prozesua Lurraren parekoa izatea. Kontuan izan behar da Europan marea indarren menpe dagoela. Jupiterrek eta hirugarren ilargi baten arteko elkarrekintzaz sortzen dira indar horiek, eta ilargiaren lurrazala birrintzen dute (Jupiterretik gertuen dagoen Io ilargian indar hori hain da handia ezen sumendiz josita baitago).

Journal of Geophysical Research: Planets aldizkarian proposatu dutenez, Europan subdukzio prozesuak egoteko aukera badago. Aurreko ikerketan antzeko planteamenduak mahai gainean jarri izan dira, zenbait leku konkretutan izotzez betetako azalari halako prozesu geologikoak antzeman zaizkiolako: Lurreko ozeanoen erdialdean gertatu bezala, ilargiaren barrenetik ateratzen diren gandorrak diruditen estrukturak ikusten dira Europan. Eta jakina da Lurrean urazpiko gandor horietatik biziarentzat premiazkoak diren nutrienteak ateratzen direla. Bai espazioan zein Lurrean, beraz, arrokei erreparatu behar zaie, bertan egon daitezkeelako ere biziaren giltzarriak.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Brandon C. Johnson et al., (2017). Porosity and Salt Content Determine if Subduction Can Occur in Europa’s Ice Shell. Journal of Geophysical Research: Planets, 122(12), 2765-2778 DOI: https://doi.org/10.1002/2017JE005370
• Grant M.Cox et al., (2018). Linking the rise of atmospheric oxygen to growth in the continental phosphorus inventory. Earth and Planetary Science Letters, 489(1), 28-36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.epsl.2018.02.016
• Ross R. Large et al., (2015). Cycles of nutrient trace elements in the Phanerozoic ocean. Gondwana Research, 28(4), 1282–1293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.gr.2015.06.004

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

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1. irudia: plaken tektonikari esker, litosferaren eta biosferaren arteko elkarrekintza sortzen da. Irudian: Hawaiiko Kilauea sumenditik isuritako laba, itsasora barneratzen. (Argazkia: Mandy Beerley/ Unsplash)

2. irudia: fenomenoak duen garrantzia ikusita, exobiologoak plaken tektonika beste munduetan bilatzen ari dira. Irudian, Europa ilargitik ikusgai egon litekeen paisaiaren irudikapena. (Irudia: NASA/JPL-Caltech)

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Los libros modernos de cristalografía suelen comenzar con una versión simplificada del concepto puramente matemático (de teoría de grupos y geometría) de retículo: una malla o celda unidad que es capaz de ocupar todo el espacio sin dejar huecos ni superponerse (esta es la definición de teselación en tres dimensiones). Sin embargo, los libros de texto de mediados del siglo XX y anteriores que tienen un enfoque más macroscópico de la cristalografía, suelen reflejar más pronto que tarde la que se llama Primera Ley de la Cristalografía, a saber, “los ángulos entre dos caras correspondientes de un cristal de cualquier especie química son constantes y característicos de la especie”. Esta ley fue la primera afirmación científica de la cristalografía y, aunque hoy nos pueda parecer una obviedad digna de Pero Grullo, se necesitaron nada menos que dos milenios de observaciones cristalográficas para establecerla.

Efectivamente, las observaciones del aspecto de los cristales de cualquier sustancia afirmaban que su forma no era constante, por lo que era de esperar que los ángulos entre sus caras tampoco lo fuesen. Bien entrado el siglo XVI Conrad Gessner escribía en De rerum fossilium, lapidum et gemmarium (1564) que “un cristal difiere de otro en sus ángulos y, por consiguiente, en su figura”. Se necesitó un observador de la naturaleza excepcional para ver más allá de la apariencia, Niels Steensen.

Steensen (más conocido por la versión latina de su nombre, Nicolaus Steno), fue hijo de un orfebre de Copenhague pero, en vez de continuar con el negocio familiar, decidió estudiar medicina (puede que motivado por la epidemia que mató a 200 compañeros de escuela de Steensen entre 1654 y 1655) y terminó realizando descubrimientos anatómicos importantes. Con todo, algo debió de quedarle de vocación paterna porque durante sus estudios médicos siguió coleccionando fósiles, piedras preciosas y minerales en general. En 1661 dejó su Dinamarca natal y, tras pasar un tiempo en los países bajos y Francia, terminó asentándose en Italia en 1666.

El mismo año de su llegada se capturó un enorme tiburón hembra cerca de Livorno y Steensen tuvo la oportunidad de diseccionar la cabeza del animal. Se dio cuenta de que los dientes del tiburón se parecían mucho a ciertos objetos que aparecían dentro de rocas, conocidos en esa época como glossopetrae (lenguas de roca o, mejor, rocas con lengua). Steensen llegó a la conclusión de que las glossopetrae no eran otra cosa que dientes de tiburón petrificados.

Este hallazgo le llevó a a considerar la cuestión de qué forma podía terminar un objeto sólido (como el diente de un tiburón) dentro de otro sólido (una roca). En lo que se refiere a cristales Steensen se concentró exclusivamente en el cuarzo y la hematita. A pesar de lo limitado de su enfoque, sus conclusiones tuvieron un enorme impacto.

Steensen afirmó que los cristales crecen por la acumulación de nuevas capas de partículas diminutas, capas cuya existencia queda probada por la existencia de finas estrías en los cristales. Por lo tanto, los cristales no tenían esa forma desde el comienzo de los tiempos, sino que crecían y que lo seguían haciendo en el presente. Pero la afirmación más importante que hizo Steensen fue, sin duda, la que, publicada en su De solido intra solidum naturaliter contento dissertationis prodromus (1669) decía que, si bien el número y tamaño de los lados pueden variar de un cristal a otro, los ángulos entre los lados correspondientes son siempre los mismos:

In plano axis laterum et numerum et longitudinem varie mutari, non mutatis angulis

Esta fue también la última gran contribución de Steensen a la ciencia. Steensen, nacido luterano, se había convertido al catolicismo en 1667. Después estudió teología y fue ordenado sacerdote en 1675. En 1677 ya era obispo y desde 1680 obispo auxiliar de Münster (norte de Alemania), en plena batalla contrarreformista. Murió en “olor de santidad” en 1686. Fue beatificado en 1988 por Juan Pablo II.

Volviendo a la primera ley de la cristalografía, uno esperaría que una afirmación de ese calado y para nada evidente estuviese basada en el estudio sistemático y la medición precisa y meticulosa de una gran cantidad de cristales. Pues no está tan claro. Steensen no menciona para nada que midiese cristal alguno. O bien Steensen tenía algún aparato para medir ángulos y no consideró necesario mencionarlo o simplemente llegó a esta conclusión por pura observación y especulación filosófica.

Quien se tomó el trabajo de realizar una comprobación experimental concienzuda de la ley de constancia de los ángulos fue Jean-Baptiste L.Romé de l’Isle, que recogió sus conclusiones en su obra en tres volúmenes Cristallographie, de 1783, más de cien años después de la publicación de Steensen.

Con todo, cuatro años antes de la publicación del De solido de Steensen ya se había informado de la medición de un ángulo en un cristal. En 1665, en su obra maestra Micrographia, Robert Hooke describía numerosas observaciones realizadas con el microscopio junto con otras tantas bastante más macroscópicas. Entre ellas estaban las figuras de hielo que aparecían en los charcos de orina:

Donde quiera que hubiese un centro, las ramificaciones a partir de él, […], no eran nunca menos, o más, de seis, que habitualmente se unían, o se encontraban la una a la otra muy cerca en el mismo punto o centro; aunque muchas veces no exactamente; y estaban inclinadas a cada una de las otras por un ángulo, de muy cerca de sesenta grados, digo, muy cerca, porque, aunque me apliqué a medirlos lo más precisamente de lo que fui capaz, con los compases más grandes que tenía, no pude encontrar ninguna variación apreciable de esa medida, aunque como la figura parecía componer un ángulo sólido, tenía que ser necesariamente algo menos.

Podríamos pensar que esta observación de que el ángulo era menor de 60º era errónea, pero ello sería injusto con la meticulosidad de Hooke. Efectivamente, Hooke se había dado cuenta de que el centro de las figuras está siempre un poco elevado sobre la superficie (debido a que el hielo se expande al formarse), lo que le llevó a la conclusión de que el ángulo entre las “ramas”, que en una proyección bidimensional sería exactamente 60º, como mostraban sus compases, tenía que ser ligeramente menor.

Hooke también llegó a la conclusión de que esos cristales que se formaban en los charcos de orina podría ser probablemente agua. Para ello utilizó un método electroquímico de contacto puramente cualitativo: su lengua.

Probando varias piezas claras de este hielo no pude encontrar ningún sabor urinario en ellas, sino que aquellas pocas que probé tenían un sabor tan insípido como el agua.

El método de Hooke para medir ángulos en los cristales usando un compás es aplicable si el cristal que se estudia es plano y, sobre todo, grande. Sin embargo, la mayoría de los cristales son cuerpos tridimensionales y no como los cristales estudiados por Hooke, “por encima de un pie de longitud”. Era pues necesario diseñar un instrumento para medir los ángulos de los cristales. Esta necesidad, a pesar de todo, no se hizo evidente hasta un siglo después.

Referencias generales sobre historia de la cristalografía:

[1] Wikipedia (enlazada en el texto)

[2] Cristalografía – CSIC

[3] Molčanov K. & Stilinović V. (2013). Chemical Crystallography before X-ray Diffraction., Angewandte Chemie (International ed. in English), PMID: 24065378

[4] Lalena J.N. (2006). From quartz to quasicrystals: probing nature’s geometric patterns in crystalline substances, Crystallography Reviews, 12 (2) 125-180. DOI:10.1080/08893110600838528

[5] Kubbinga H. (2012). Crystallography from Haüy to Laue: controversies on the molecular and atomistic nature of solids, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 1-26. DOI: 10.1524/zkri.2012.1459

[6] Schwarzenbach D. (2012). The success story of crystallography, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 52-62. DOI: 10.1524/zkri.2012.1453

Este texto es una revisión del publicado en Experientia docet el 21 de noviembre de 2013

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

El artículo Cristalografía (2): Las rocas con lengua y la orina de Hooke se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Cristalografía (1): Protociencia, del “Homo erectus” a Linneo
2. Clasificación y origen, los dos problemas de la mineralogía
3. Montañeros, espeleólogos y mineros

Eduardo Angulo Hotz egiten duenean, oso ohikoa da hotzeria, guztiok harrapatzen gaituen gaixotasun arin, desatsegin eta eguneroko hori: sudurra tantaka, burua astun… Ez dago sendatzeko modurik. Kasurik onenean, sintomak arindu besterik ez dugu lortzen. Hori dela eta, garrantzitsua da gaixotasuna nola saihetsi finkatzeko ikertzea. C bitamina, hau da, azido askorbikoak, hozkeriatik babesten omen gaitu, eta berari buruz asko ikertu eta idatzi da. Izan ere, egunero 80 mg azido askorbiko hartu beharko genuke. 2013.ean, Harri Hemilä eta Elizabeth Chalkerrek, Helsinkiko Herri Osasun sailean, bibliografia zabala bildu zuten C bitaminak eta hotzeriak elkarrekin dituzten harremanei buruz.

1. irudia: C bitamina hartzea gure osasunerako ona dela oso zabaldua badago ere, C bitaminaren dosi handiak hartzeak ez da hain ona eta ez ditu ematen dizkiogun onurak. (Argakia: pixel2013 / Pixabay)

Ikerkuntza lan jakin batzuk aukeratu zituzten: C bitaminaren eguneroko dosia 0.2 gr-tik gorakoa denean. Hortik abiatuta, hiru tarte finkatu zituzten: 0.1-1.0 g, 1.0-2.0 g eta 2.0 g-tik gorakoak. 1990-2012 tartean plazaratutako datuak aztertu ondoren, 56 argitalpen aukeratu zituzten. Bertan, kontrolpeko 29 saio zeuden, tartean 11306 gizaki aztergai. Gainera, kontuan hartu zituzten Linus Paulingen ikerketak. Izan ere, zientzialari honek eman zituen ezagutzera C bitaminaren propietateak, eta geroago hotzeriaren aurka dosi handiak hartzeko aholkua eman zuen.

Bide batez, esan beharrekoa da Linus Pauling kimikari eta biokimikoak, bakearen alde eta arma nuklearren aurka egin izan duela, eta irakaslea eta dibulgatzaile gisa ere aritu dela. Paulingek izugarrizko eragina izan du zientzian eta gizartean, batez ere XXI.mendeko bigarren zatian. 1901-1962 tartean bizi izan zen, eta bi Nobel Saria hartu dituzten lauretako bat da. Gainera, Marie Curie eta bera dira esparru desberdinetako Nobel Sariak dituzten bakarrak. Paulingek Kimikarena hartu zuen 1954.ean eta eta Bakearena 1962.ean. C bitaminaren alde aritu zen sutsuki, eta berak 3 gr hartzen zituen eguneko. Gogoan izan behar dugu 80 mg hartzeko aholkatzen dutela Osasun Erakundeek. Paulingek 2.3 gr-tik gorako dosia proposatu zuen eta 1974.ean, 4 gramoraino igo zuen proposamena. 80.eko hamarkadan, ikerketa batzuetan hartu zuen parte eta C bitamina eta minbiziaren arteko harremanak aztertu zituzten, bai eta burmuineko zaurien sendaketa eta bularreko angina.

2. irudia: Linus Pauling kimikariak C bitaminaren onurak aldarrikatu zituen sutsuki urteetan. (Argazkia: Oregon State University)

Hotzeriaren kontura itzulita, Harri Hemilären berrikustapenak ondorio modura atera zuen C bitaminak ez duela nabarmen hoztzeriaren arriskua jaisten, ez baldin bada indar fisiko handia egiten duten gizakietan. 11306 gizaki horiek hiru taldetan sailkatuta zeuden: maratoia egiten zutenak, oporretan eskiatzera zihoazen eskola-ikasle batzuk eta Artiko azpiko zonaldera maniobrak egitera zihoazen soldadu kanadar batzuk.

Dosia ertaina (gramo batekoa) delarik, C bitaminak ez du nabarmen eragiten. Hala ere, badirudi gaixotasunak ez duela hainbeste irauten, behin gaixoturik hartzen badugu dosi hori. Hurrenez hurren, 13,3% eta 8%-ean jaisten du gaixotasunaren iraupena umeetan eta nagusietan. Edonola, berrikustapen honek agerian utzi du bitaminak oso era irregularrean eragiten duela, agian gaixo bakoitzaren ingurua eta jokaeraren arabera: ez da gauza bera etxean geratzea edo eskolara edo lanera joatea, ez eta berogailua egotea ala ez egotea… Banako bakoitzaren genetikak ere eragina du, eta gainera, aurrerago ikusiko dugu emaitzen irakurketa nahiko alda dezakeela lanek beraiek aukeratu duten ikuspegiak.

Antzerako emaitzak lortu zituen G. Ritzel suitzarrak bere metaanalisian. Aspaldi egin zuen, 1961.ean, baina eskiatzera joan ziren umeen kasua hartu zuen kontuan. T.W. Anderson eta Torontoko Unibertsitateko talde batek antzerako metaanalisia eginda, aurkitu dute hobekuntza arin bat gertatzen dela, hotzeriaren une gorenean hartzen baldin bada C bitamina.

3. irudia: C bitamina gehigarri modura hartzeak ez du zentzurik, baldin eta gaixotasuna saihestea bada helburu. (Argazkia: Mojpe / Pixabay)

Clinical Therapeutics aldizkariaren argitaratzaile zuzendaria den Richard Shaderrek plazaratu ditu metodologia honek dituen akats batzuk. Esaterako, berak baieztatu du birus talde oso aldagarriak eragiten duela hotzeria. Birus horietako batzuk, ezezagunak dira oraindik: koronabirusak, errinobirusak eta arnas birus sintzitialak. Berdin azpimarratu behar da hozkeriak oso eragin desberdina duela urtez urte. Gainera, gehienetan aztertutako gizakiei ez zaie C bitamina estandarra ematen. Izan ere, hainbat toki desberdinetatik ateratzen da bitamina: artoa, auka gorriak, ahabiak, kloreilak, arkakaratsak… Dietan bertan hartzen den dosia ere ez da kontuan hartzen, eta gainera, C bitamina uretan disolbagarria da eta berehala kanporatzen da, kantitate handia hartzen bada. Horrela, nekez finka daiteke dosi handiek eragiten dutena.

Shaderrek laburpen bikaina eskaintzen digu, Hemilä eta Chalkerren testuetatik abiatuta:

“C bitaminak ez zuen inongo eraginik izan. Alegia, C bitamina gehigarri modura hartzeak ez du zentzurik, baldin eta gaixotasuna saihestea bada helburu. Hala ere, bitamina honek eragina du gaixotasunaren iraupenean eta larritasunean, eta beraz, komenigarria izan liteke eragina banan-banan probatzea dagoeneko gaixorik dagoen gizaki bakoitzarengan”.

Horrela bada, bakar-bakarrik luzapena laburtzeko balio lezake C bitaminak, baldin eta gaixotasun-garaiaren erdian hartzen bada, eta gaixoek ariketa handia egiten badute eta tenperatura hotzetan badaude.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Anderson, T.W. et al., (1974). The effects on winter illness of large doses of vitamin C. Canadian Medical Association Journal, 111(1), 31-36.
• Douglas, R.M., Hemilä, H., (2005). Vitamin C for preventing and treating the common cold. PLOS Medicine, 2(6), e(168). DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pmed.0020168
  
• Hemila, H., Chalker. E., (2013). Vitamin C for preventing and treating the common cold. Cochrane Database of Systematic Reviews, 2013(1), CD000980. DOI: 10.1002/14651858.CD000980.pub4
• Hemilä, H., (2017). Vitamin C and infections. Nutrients, 9(4), 339. DOI: 10.3390/nu9040339
• Pauling, L., (1970). Evolution and the need for ascorbic acid. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 67(4), 1643-1648.
  
• Pauling, L., (1971). The significance of the evidence about ascorbic acid and the common cold. Proceedings of the National Academy of Sciences USA, 68(11), 2678-2681.
• Ritzel, G., (1961). Kritische Beurteilung des Vitamins C als Prophylacticum und Therapeuticum der Erkälrungskrankherten. Helvetica Medica Acta, 28, 63-68.
• Shader, R.J., (2017). Vitamins C and D. Clinical Therapeutics, 39(5), 873-8767 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinthera.2017.04.001

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Egileaz: Eduardo Angulo Biologian doktorea da, UPV/EHUko zelula-biologiaren irakasle izan da erretiratu arte. Zientzia-dibulgazioan ere aritu da. Hainbat liburu argitaratu ditu eta La biologia estupenda liburuaren egilea da.

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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola

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Hay tres grandes tipos de órganos excretores: protonefridios, metanefridios y túbulos de Malpigio. Dejaremos estos últimos para otra ocasión y nos centraremos en los dos primeros.

Protonefridios

Los protonefridios forman la orina por filtración, principalmente, a partir del líquido intersticial o del líquido de alguna cavidad corporal, como el pseudoceloma o el celoma. Es propio de animales en los que no hay una cavidad interna o, si la hay, el líquido que contiene no se encuentra a la suficiente presión como para permitir por sí misma que se produzca la orina primaria. Por esa razón, el gradiente de presión necesario para generar la orina se produce gracias a que en el extremo ciego de los túbulos se concentran células flamígeras dotadas de penachos de cilios que, al batir, impulsan el fluido que se encuentra en la luz del tubo dando así lugar a una presión hidrostática negativa. Es esa presión negativa la responsable de generar el gradiente necesario. Alternativamente, en vez de células flamígeras, puede haber solenocitos, que son células de tamaño grande con un único flagelo que cumple la misma función. El agua pasa de un lado del epitelio nefridial al otro a través de perforaciones en las células próximas al extremo ciego del túbulo, y junto con el agua también pasan sustancias de pequeño tamaño.

El conducto que sigue a la zona proximal puede modificar la composición y concentración de la orina mediante reabsorción de sales, agua u otras sustancias, o mediante la secreción de solutos que deban ser eliminados. El movimiento del líquido en el interior del tubo por efecto del movimiento ciliar o flagelar es el que finalmente impulsa a la orina hacia el exterior por el nefridioporo.

Los protonefridios son propios de platelmintos, nemertinos, rotíferos y de larvas de anélidos, moluscos, algunos peces y algunos anfibios. Muy probablemente surgieron en animales de agua dulce en los que cumplían la función de expulsar el agua sobrante que entraba en abundancia en los organismos a favor de gradiente osmótico y, más adelante, de forma secundaria, empezaron a desempeñar funciones de regulación osmótica e iónica más completas.

Metanefridios

Los metanefridios son sistemas excretores propios de animales en los que hay dos o más compartimentos líquidos internos (celoma o cavidad derivada y sistema circulatorio, como mínimo). Son túbulos que comienzan con una cápsula de filtración asociada al sistema circulatorio o con una estructura similar a un embudo ciliado, abierto por su parte ancha a la cavidad celómica. En el primer caso la filtración se produce, lógicamente, a nivel de la cápsula, y en el segundo en áreas en las que el sistema circulatorio y la cavidad celómica se hallan en contacto. El gradiente de presión hidrostática no se genera en este caso desde el interior del tubo, sino que tiene su origen en la cavidad corporal de la que procede el medio interno que atraviesa el filtro debido a que se halla a una presión suficientemente alta.

Como en los protonefridios, también aquí puede sufrir la orina modificaciones en su concentración y composición mediante los procesos ya citados de secreción activa o de reabsorción. El túbulo puede presentar diversas morfologías, con plegamientos y otras disposiciones como expansiones vesiculares, y que, finalmente, se abren al exterior.

Muchos invertebrados, como anélidos, artrópodos (no insectos) y moluscos cuentan con metanefridios.

En los vertebrados los túbulos renales (metanefridiales) se llaman nefronas, y son estructuras que sufren importantes variaciones a lo largo de su desarrollo. La primera estructura se denomina pronefros, y solo es funcional en larvas de peces y de anfibios, y en peces bruja y lampreas; o sea, en estadios ontogenéticos muy tempranos o en especies muy primitivas. En peces y anfibios adultos el pronefros degenera, excepto su componente tubular, que se convierte en el mesonefros, que es el riñón de peces y anfibios adultos. En amniotas el mesonefros es el riñón embrionario, y el metanefros, que procede del anterior y es bastante más complejo, es el riñón de los adultos.

Los metanefridios han evolucionado en más de una ocasión de manera independiente. Han aparecido en moluscos adultos, anélidos, algunos artrópodos, como los crustáceos, y en vertebrados. En algunas ocasiones un único túbulo forma el órgano renal, como en la denominada glándula antenal de crustáceos. Y en otros grupos, como en vertebrados, numerosos metanefridios se ensamblan en tejido conjuntivo para formar un órgano mayor, al que llamamos riñón.

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 Túbulos excretores: protonefridios y metanefridios se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Así forman la orina los animales
2. La regulación osmótica e iónica en los teleósteos marinos
3. La regulación osmótica de los animales de agua dulce

Lekeitioko aztarnategi batean aurkitutako zeramikazko ontziak balea olioa gordetzeko erabili izan zirela eta, ziur aski, Balaenoptera generoko baleen olioa izatea ontzi horietan gorde zutena berretsi du lan batek.

Irudia: Lekeitioko aztarnategian topatutako tinetan Balaenoptera generoko baleen olioa izatea da litekeena. (Irudia: Salvatore Cerchio et al.)

Lekeitioko aztarnategi batean egindako indusketa batean XVI-XVII. mendeetako bodega bat aurkitu dute, balea olioaren salerosketarako eta biltegiratzeko erabiltzen zena. Aztarnategitik ateratako bost tinaren bost zati zeramiko analizatu dira ikerketan.

Lagin zeramiko bakoitzaren 1 g-ko eduki lipidikoa erauzi eta teknika kromatografiko bidez analizatu dute estraktua: masa-espektrometro batera akoplatutako gas-kromatografia (GC-MS) eta kuadrupolo bidezko hegaldi-denborako masa-espektrometro batera akoplatutako bereizmen handiko kromatografia likidoa (HPLC-ESI-QToF). Ekipamendu horiek kromatografikoki bereizten dituzte zeramiketan dauden konposatu organiko lipidikoak, konposatuak zatitzen dituzte eta zatiok masa-espektrometria bidez identifikatzen dituzte.

Identifikazioa zuzen egin ahal izateko eta balea koipea izan zutela berretsi ahal izateko balea espezie batzuen koipearen lau lagin fresko analizatu dituzte. Lagin arkeologikoak analizatzeko erabilitako prozedura bera aplikatu zaie lagin horiei, espezie bakoitzaren profil lipidiko bereizgarria ezartzeko eta, ondoren, zeramika arkeologikoetan lortutako emaitzekin alderatzeko.

Erreferentziako material gisa erabilitako lagin freskoen emaitzekin eduki lipidikoa balearen generoaren arabera sailka daiteke. Alegia, Balaenoptera generoko espezieek triglizeridoen eta gantz-azidoen profil antzekoa daukate; Megaptera eta Phocoena generoetako espezieen profilak, berriz, erabat desberdinak dira. Beraz, Lekeitioko tinetan gordetako eta haietatik erauzitako koipeari eta olioari zer balea genero dagokien jakin daiteke, erreferentziako profilekin konparatuta.

XVI-XVII. mendeetan Bizkaiko kostako jarduera produktiboenetako bat izan zen baleen arrantza. Euskal arrantzaleek Ozeano Atlantikoa gurutzatzen zuten Ternua eta Labradorreraino (Kanada) eta balea bat arrantzatzen zutenean, haren koipea erauzten zuten. Zurezko upeletan sartu eta Euskal Herrira ekartzen zuten bueltan, Espainian eta Europan saltzeko. Salmentari ekin baino lehen, koipea zeramikazko tina handietan gordetzen zen euskal portuetako kaietan, banatzeko prest egon zedin.

Lagin arkeologikoak analizatuta, profil lipidikoak Balaenoptera generoko espezieekin bat egiten duela ikusi da. Nolanahi ere, artxibo historikoek diotenez, balea groenlandiarraren eta sarda balearen arrantza —Balaena eta Eubalaena generokoak, hurrenez hurren— zen ohikoena Kanadako eremu hartan. Beraz, funtsezkoa da genero horietako balea koipe freskoaren analisia egitea, lan honetan ikertutako espezieen profil lipidikoarekin alderatzeko eta, hala, haien diferentziak eta antzekotasunak aztertzeko.

Lagin arkeologikoetan aurkitutako hondakin organikoen analisiaren araberako ikerketari esker merkataritzarekin, elikadurarekin edota kultura-errituekin lotutako antzinako ohitura eta tradizioen berri izateko aukera dago. Zeramikazko ontziak dira batez ere aztarnategi eta indusketa arkeologikoetan aurkitzen diren materialak. Zeramiken matrize porotsua dela eta, material paregabeak dira elikagai edo material jakin batzuen, hala nola animalia edo landare koipeen konposatu espezifiko batzuk (biomarkatzaile esaten zaienak), ehunka edota milaka urtez mantentzeko. Ontzien zatiak aztertuta, agerian geratzen da antzina zer erabilera ematen zitzaien material horiei eta antzinako tradizioei buruzko informazio garrantzitsua lor daiteke.

Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Euskal baleontzien historiaren berri, hainbat zeramika-zatiren azterketatik

Erreferentzia bibliografikoa

Laura Blanco-Zubiaguirre, Erika Ribechini, Ilaria Degano, Jacopo La Nasa, Jose Antonio Carrero, Javier Iñañez, Maitane Olivares, Kepa Castro.GC–MS and HPLC-ESI-QToF characterization of organic lipid residues from ceramic vessels used by Basque whalers from 16th to 17th centuries. Microchemical Journal (2018 March; vol. 137: 190-203)DOI: 10.1016/j.microc.2017.10.017

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“Hugin y Munin
vuelan todos los días
alrededor del mundo
temo menos por Hugin
de que no regrese,
aún más temo por Munin”
Edda poética – Grímnismál, estrofa 20

Huggin (el pensamiento) y Munin (la memoria), dos cuervos que volaban al amanecer para recorrer el mundo recogiendo información; en la tarde regresaban para posarse en los hombros de Odín. Dos aves que, literalmente, formaban parte de esta deidad, motivo por el cual Odín esperaba impacientemente todos los días su regreso.

El cuerpo extendido de Odín, también llamado el dios-cuervo, ahora tiene una nueva extensión igualmente mágica; las herramientas que estas y otras aves son capaces de utilizar.

Hugin y Munin, modificada de “Ravens under the desert heat” / 500px – Antonio J. Osuna Mascaró (Tay)

Los seres humanos somos animales muy especiales, y parte de nuestra original forma de interactuar con el mundo se la debemos al uso de herramientas. Sin duda, nuestra relación con las herramientas fue el motivo por el que, por mucho tiempo, se consideró su uso como una exclusiva de nuestra especie, algo que requería habilidades cognitivas muy avanzadas y muy lejos del alcance para otras formas de vida.

Han pasado varias décadas desde que Jane Goodall descubriese la silueta de David Greybeard pescando termitas en aquel Gombe (Tanzania) de 1960. Greybeard, que era su chimpancé favorito, representaba un pequeño ejemplo de la riqueza cultural que ahora conocemos en esa especie, no solo en Gombe, sino en muchas otras regiones de África. Desde entonces la idea de que no somos los únicos animales que usan herramientas comenzó a extenderse en la sociedad, y aunque hoy en día aún seguimos desvelando detalles de aquel primer descubrimiento, en este tiempo ya hemos aprendido muchísimo.

Recientemente se han descubierto muchas otras especies que usan herramientas, desde otros primates hasta aves, peces o insectos. Pero también sabemos que hacer uso de herramientas no depende de habilidades cognitivas excepcionales, de hecho, usarlas no nos dice casi nada acerca de la inteligencia de una especie animal. Hay avispas que entran en esta categoría (las avispas excavadoras de los géneros Amnophila y Sphex), pero su comportamiento es absolutamente instintivo, rígido, ciego a posibles variables. Lo que nos aporta información acerca de la inteligencia de un animal no es el hecho de que usen herramientas sino cómo las usan.

Si hay un grupo animal que está poniendo patas arriba todo lo que creíamos conocer acerca del comportamiento, es el de las aves. Carentes de las manos que nos permiten a los primates manipular el entorno con sumo cuidado, el uso de herramientas entre las aves es excepcionalmente raro. Solo dos especies de córvidos y una de paseriformes (el pinzón carpintero, uno de los “pinzones de Darwin”) las usan de forma habitual. Es bien conocido el caso de los cuervos de Nueva Caledonia, y cómo el equipo de Oxford de Alex Kacelnik descubrió en 2002 con Betty y Abel algo que dejó al mundo asombrado.

Ya se conocía el uso de herramientas en esta especie desde 1972, cuando Ronald Orenstein, un investigador de la Universidad de Michigan, paseando por los bosques de Nueva Caledonia, se quedó boquiabierto al ver un cuervo usar una ramita para extraer un alimento (sin éxito alguno, por cierto). Pero fue en Oxford cuando Betty (una hembra nacida en libertad), y Abel (rescatado después de 10 años en un circo) protagonizaron una anécdota que se recordará por muchos años. Debían extraer un pequeño cesto con comida del interior de un cilindro, y para ello contaban con unos alambres rectos (opción incorrecta) y uno en forma de gancho (opción correcta). Cuando Abel voló con el único alambre con forma de gancho, a Betty solo le quedó una opción: agarró un alambre recto, voló hasta una pared donde había un pequeño hueco, y allí introdujo el alambre y lo dobló. Esto rompió los esquemas de la comunidad científica. En un solo movimiento Betty había demostrado ser capaz de diseñar una solución a un problema y de ponerla en práctica, fabricó su propia herramienta (de un material que no se parecía en nada a los que encontraría en la naturaleza). El entusiasmo científico se extendió rápidamente, los cuervos de Nueva Caledonia, alejados de nosotros 300 millones de años por la evolución, representaban una forma de inteligencia inusual en la naturaleza.

Betty doblando un alambre para sacar el cesto del interior de un cilindro. Este es uno de los vídeos originales publicados en 2002.

Han pasado casi dos décadas desde aquellas primeras observaciones y ahora debemos actualizar lo que sabemos. Desde 2016 existen evidencias de que aquel comportamiento de Betty no era tan sorprendente como parecía en aquel momento, aquella no fue una acción excepcional, sino algo que esta especie hace de forma habitual en su isla. Descubrieron que los cuervos de Nueva Caledonia sí doblan ramitas en el bosque, y las ramitas dobladas les son mucho más efectivas que las rectas a la hora de conseguir alimento. Los críticos decían que Betty se había comportado como un “robot”, solo había puesto en práctica aquello que su especie hace de forma sistemática en la naturaleza.

Esto fue un chasco sin duda, pero el entusiasmo despertado en 2002 con Betty había dado lugar a gran cantidad de experimentos que nos permiten ir mucho más allá. Tenemos muy claro que los cuervos de Nueva Caledonia sí son extremadamente inteligentes, pero el uso de herramientas parece ser solo una más de sus capacidades.

En 2009 investigadores de Cambridge demostraron que los grajos, que no usan herramientas en la naturaleza, son capaces de resolver de forma espontánea las pruebas más importantes superadas por los cuervos de Nueva Caledonia, incluyendo aquel mismo reto del alambre. Aunque ahora sepamos que la selección natural ha favorecido el uso de herramientas en algunas especies, y ha parcialmente “robotizado” este comportamiento, el uso creativo de herramientas depende de habilidades cognitivas que son comunes probablemente a todos los córvidos. De hecho, existen evidencias de que la visión y la forma del pico podrían ser los únicos factores limitantes para que algunas especies puedan usarlas o no.

Recientemente se ha descubierto que otra especie, los cuervos alalā de Hawai, también usan herramientas, y su pico parece resultado de adaptaciones específicas relacionadas con ello. Probablemente las habilidades cognitivas de los cuervos alalā tampoco sean muy distintas de las de otras especies de córvidos, al fin y al cabo, los córvidos, junto con los loros, son las aves más inteligentes que existen. Esto es algo que se ha corroborado recientemente, al descubrir que la densidad neuronal de las aves es muy superior a la nuestra (algo que explicaría por qué las palomas son superiores a nosotros en “multitasking”). Es especialmente interesante el caso de cuervos y loros donde además la proporción de neuronas dedicadas a comportamiento flexible/inteligente (similar a nuestra corteza) es muy superior a la nuestra. Sus encéfalos son mucho más pequeños que los de los primates, pero aprovechan mucho mejor el espacio.

Pese a los cientos de millones de años que separan a los primates de las aves, hemos descubierto que compartimos muchas de las habilidades cognitivas de las que nos sentimos más orgullosos (incluyendo incluso la llamada teoría de la mente, la capacidad de inferir los estados mentales de otros). Nuestro antepasado común con las aves (poco más que un pequeño lagarto) vivió antes de que los dinosaurios existiesen (los primeros dinosauros vivieron hace unos 230 millones de años), y con una altísima probabilidad no poseía estas habilidades. Es por ello deducible que las características que compartimos con las aves y que no esperamos encontrar en un reptil, se han desarrollado independientemente en su evolución y en la nuestra.

Esta convergencia es tan interesante como inesperada, pero eclipsa parcialmente otra que ya he tratado de forma indirecta. Cuervos y loros son los dos grupos de aves con las habilidades cognitivas más sorprendentes, y entre ellos hay cerca de 82 millones de años de distancia evolutiva. Esto es más fácil de poner en perspectiva comparándolo con los cerca de 94 millones de años que nos separan a nosotros de un cachalote, o de un lobo. Una distancia inmensa que hace que cuervos y loros sean protagonistas de otra interesantísima convergencia a estudiar.

Y, ¿qué hay del uso de herramientas en loros? Ninguna especie parece usarlas de forma habitual, pero sabemos que algunos loros sí tienen el potencial para usarlas.

Fue en 2012 cuando Fígaro, una cacatúa de las Tanimbar de un centro de investigación de Viena, sorprendió a la comunidad científica. El “Goffin Lab”, dónde se alojan estas cacatúas en Viena, es una pequeña casita donde estas aves tienen varias estancias, una de ellas exterior separada del bosque por una valla metálica. Fígaro estaba jugando con una piedra pequeña, cuando se le cayó fuera de la reja. Como no podía alcanzarla, Fígaro arrancó un trozo de madera de la pared, y lo utilizó para tratar de recuperar la piedra (sin éxito, por cierto). Esta observación supuso el pistoletazo de salida para muchos experimentos para revelar la capacidad de estos animales de fabricar y usar herramientas en la resolución de problemas. Se desvelaron con ellos unas capacidades cognitivas totalmente inesperadas.

Goffin Lab de Alice Auersperg (Viena, Austria). Una cacatúa nos demuestra cómo es capaz de: fabricar y usar herramientas, fabricar una misma herramienta con distintos materiales, modificar la forma, seleccionar y descartar herramientas, así como también una enorme destreza con el pico/lengua y curiosidad por destruir mi cámara.

Estas cacatúas jamás habían sido vistas usando herramientas en la naturaleza, pero resultaron ser capaces de mucho más: aprendían a usarlas por observación (aprendieron unas de otras), eran capaces de diseñar utensilios adecuados a cada problema, de modificar la forma, de crear una misma herramienta con distintos materiales, o incluso de guardarlas para usos posteriores. En 2017, un año después de que se descubriese que el comportamiento de Betty con los alambres era algo natural, y quizás menos inteligente de lo inicialmente pensado, las cacatúas del “Goffin Lab”, demostraron ser capaces de doblar y desdoblar alambres para fabricar herramientas en función de la necesidad.

Algunas especies de loros son capaces de usar herramientas al nivel de los mismísimos cuervos de Nueva Caledonia. Aunque destacan especialmente las cacatúas de las Tanimbar y los keas, esto podría ser algo común entre los loros. Salvando las distancias, recordemos el caso de los bonobos, animales que comparten muchísimas características con los chimpancés, capaces de usar herramientas a nivel casi humano (habilidades que han sido comparadas a la primera industria lítica de nuestra evolución: Oldowan), pero que apenas las usan en la naturaleza y nunca para conseguir alimento.

Es ahora cuando hemos descubierto la primera cacatúa usando herramientas en libertad, al menos ahí es a donde apunta nuestro análisis. Un solo individuo, de una población invasora en Singapur (Las islas Tanimbar se encuentran a unos 3000km de allí), usando ramitas y hojas, a modo de cuña, para abrir un enorme agujero en un coco y poder alimentarse de su interior. En más de 2000 observaciones de campo en Tanimbar, nunca se había observado uso de herramientas en estas cacatúas, lo cual sugiere fuertemente que ésta podría ser una innovación de un solo individuo.

El artículo es de acceso gratuito y lo podéis encontrar en este enlace.

Esta podría ser la primera observación de una cacatúa de las Tanimbar usando herramientas en libertad.

En 2012 Fígaro había descubierto las herramientas por sí mismo en Viena, y ahora otro individuo (al que no hemos puesto nombre), esta vez en libertad, parecía encontrarse en un punto similar; habíamos encontrado un innovador, un descubridor de herramientas.

Las cacatúas de las Tanimbar parecen estar a punto de desarrollar uso de herramientas de forma habitual a nivel de especie, tienen todas las habilidades que necesitan para usarlas de forma cultural. Es muy difícil encontrar la manifestación de un comportamiento en una especie antes de que dicho comportamiento se haga habitual entre la población, pero este parece ser un caso.

Las cacatúas de las Tanimbar, como los bonobos o los cuervos, poseen las habilidades cognitivas necesarias para el uso de herramientas. Quizás los requerimientos cognitivos necesarios para usar herramientas podrían alcanzarse desde distintos caminos a lo largo de la evolución. Puede que los animales generalistas, exploradores y por qué no decirlo, inteligentes, tengan mayor facilidad para entender la relación causa-efecto, las relaciones físicas entre los objetos, y quizás esa flexibilidad comportamental les haga más fácil extender los límites de su cuerpo mediante el uso de objetos. Pero, entre ser capaz de hacer algo y hacerlo hay una gran distancia. Es difícil que la selección natural pueda perfeccionar un comportamiento que solo es posible en potencia. ¿Qué se nos escapa?

Los lugares donde se encuentran estas aves tienen mucho en común. Las Tanimbar, Nueva Caledonia, Hawai y las Galápagos son todas islas tropicales remotas. Quizás entre los factores desencadenantes necesarios se encuentren: la falta de alimentos fáciles de obtener (sin pinchos, sin cáscara, sin encontrarse ocultos), la ausencia de depredadores (que favorece el juego, la tranquilidad y el tiempo necesario para experimentar), y la ausencia de competidores más especializados. En otros lugares estos nichos ecológicos están ocupados por especialistas; los pájaros carpinteros en Eurasia, América y África, el aye-aye en Madagascar y el falangero listado en Australia, por ejemplo.

Usar o no herramientas parece ser una cuestión ecológica, alcanzable por animales de habilidades cognitivas muy distantes (desde las avispas hasta nosotros), y una vez alcanzada, la selección natural acabaría favoreciendo su uso, modificando la forma del cuerpo, la percepción (ambas se evidencian en los cuervos), o la propia motivación a usarlas (como parece que ocurre entre chimpancés y bonobos). El juego, la exploración, el aprendizaje social, son características comportamentales de aves que las necesitan para sobrevivir y que se las pueden permitir.

En este planeta parece ser que usar herramientas no es indicativo de ser inteligente, pero ser inteligente sí puede ser indicativo del uso de herramientas.

Algunas referencias:

Birds have primate-like numbers of neurons in the forebrain. (2016) Olkowicz S, Kocourek M, Lučan RK, Porteš M, Fitch WT, Herculano-Houzel S, Němec P. Birds Proc Natl Acad Sci U S A. 113(26):7255-60. doi: 10.1073/pnas.1517131113

Can hook-bending be let off the hook? Bending/unbending of pliant tools by cockatoos. (2017) Laumer, I. B., Bugnyar, T., Reber, S. A., & Auersperg, A. M. I. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 284(1862), 20171026. http://doi.org/10.1098/rspb.2017.1026

Cognition without cortex. (2016) Güntürkün, O. & Bugnyar, T. Trends Cogn Sci 20(4):291-303 DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.tics.2016.02.001

Extreme binocular vision and a straight bill facilitate tool use in New Caledonian crows. (2012) Troscianko J, von Bayern AM, Chappell J, Rutz C, Martin GR. Nat Commun. 3:1110. doi: 10.1038/ncomms2111

Functional morphology and integration of corvid skulls – a 3D geometric morphometric approach. (2009) Kulemeyer C, Asbahr K, Gunz P, Frahnert S, Bairlein F. Front Zool. 6:2.

Goffin’s cockatoos make the same tool type from different materials. (2016) Auersperg AM, Borasinski S, Laumer I, Kacelnik A. Biol Lett. (11). pii:20160689

Insightful problem solving and creative tool modification by captive nontool-using rooks. (2009) Bird CD, Emery NJ. Proc Natl Acad Sci U S A. 106(25):10370-5. doi:10.1073/pnas.0901008106.

Intelligence in Corvids and Apes: A Case of Convergent Evolution? (2009) Seed A, Emery N, Clayton N Ethology. 115(5):401–420 DOI:10.1111/j.1439-0310.2009.01644.x

On the brink to tool use? Object combinations during foraging in a feral Goffin’s cockatoo (Cacatua goffiniana) may result in rewarding tool innovations. (2018) Osuna-Mascaró & Auersperg. ABC 2018, 5(2):229–234 DOI: 10.26451/abc.05.02.05.2018

Rooks use stones to raise the water level to reach a floating worm. (2009) Bird CD, Emery NJ. Curr Biol. 19(16):1410-4. doi:10.1016/j.cub.2009.07.033

Shaping of hooks in New Caledonian crows. (2002) Weir AA, Chappell J, Kacelnik A. Science. 297(5583):981

Spontaneous innovation in tool manufacture and use in a Goffin’s cockatoo. (2012) Auersperg AM, Szabo B, von Bayern AM, Kacelnik A. Curr Biol. 22(21):R903-4. doi:10.1016/j.cub.2012.09.002

The mentality of crows: convergent evolution of intelligence in corvids and apes. (2004) Emery NJ, Clayton NS. Science. 306(5703):1903-7. DOI: 10.1126/science.1098410

Tool Use in Digger Wasps (Hymenoptera: Sphecinae) (1985) Psyche A Journal of Entomology 92(2-3) DOI: 10.1155/1985/73184

Tool-use by the New Caledonian crow (Corvus moneduloides). (1972) Orenstein RI. Auk 89, 674–676

Este post ha sido realizado por Antonio J. Osuna Mascaró (@Biotay) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo Sobre el origen del uso de herramientas en aves se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Las herramientas de edición genética CRISPR y los ratones avatar
2. Las aves de Prometeo
3. Sobre la predisposición genética a padecer enfermedades (II)

Ziortza Guezuraga Emakumeak zientzian

Hil honetan, bat egiten dute lehen emakume kosmonauta eta astronauta lehen aldiz espaziora joan zireneko urteurrenak, hala kontatzen digute Berrian. Hain zuzen, ekainak 18 zituela eman zuen pauso hori Valentina Tereshkovak eta 16an Sally Ridek. Estatubatuarrek lehen emakumezko astronauta, Ride, espaziora bidali zutenerako, baina, baziren 20 urte errusiarrek lorpen hori eskuratu zutela Tereshkovari esker.

Osasuna

Garuneko hainbat asaldurak oinarri genetiko bera izan dezaketela azaltzen dute Elhuyar aldizkarian. Ikerketa batean ondorioztatu dute asaldura psikiatriko askok aldaera genetiko berak dituztela eta asaldura neurologikoak, berriz, desberdinagoak direla bai elkarrekiko eta bai asaldura psikiatrikoekiko ere, oinarri genetikoari dagokionez.

Biologia

Animaliak geroz eta nekezago ikusten dira egunez eta errua gizakiena: ahalik eta urrunen joaten saiatzen dira baina gizakiaren eraginik gabeko eremu gutxi geratzen dira eta egoera honetan animaliek iluntasunera eta gaueko babesera jotzen dutela azaltzen digute Euskal Naturan.

Eta Juanma Gallegok ere, gai berberari heldu dio eta azaldu digu gizakien presentziak animaliak uxatzen dituela ikusi dutela, antza, animaliek gizakiari beldurra diotelako. Arriskuak ekiditeko, ugaztunek gizakiekiko kontaktua alboratzen dute. Inguruan giza jarduera dagoenean animalien gaueko jarduera, batez bestean, %20 handitu dela ikusi dute ikerketa batean.

Behintzat bi hegaztiren kasuan esnea ekoizteko ahalmena aurkitu dela jakin dugu Animalien Aferak atalari esker. Pinguino enperadorea da horietako bat eta, kasu honetan, gainera,arrak sortzen du, arra baita arrautza txitatzen gelditzen dena. Pinguinoaren hestegorriak ekoizten duen esnea, beraz, esne berezia da, baina ugaztunen esneak betetzen duen zeregin bera betetzen du. Esnea sortzen duen beste hegaztia usoa da; kasu honetan papoak sortzen du esnea eta hori dela eta, «papo-esne» esaten zaio.

Kimika

Zainzuriak jan osteko pixan kimikaren eta biologiaren usaina izan ditu hizpide Josu Lopez-Gazpiok. Izan ere, gernuak zainzuriak jan osteko usaina du. Erantzulea zainzurietan dagoen molekula batek sortzen du: azido asparagusikoak. Jende guztia ez da gai pixan zainzurien usaina bereizteko, baina. Usaimenarekin lotutako zenbait genetan aldaketak dituztenek ez dute azido asparagusikoaren metabolitoak usaintzeko gaitasuna.

Genetika

Genetikan jendarte alfabetatua ikustea nahiko lukeela idatzi du Koldo Garciak. Alfabetatuak gaudela azaltzen du, baina ez dugula ulertzen irakurtzen eta ikusten duguna. Analfabeto funtzionalak garela uste du: irakurtzen duguna esateko gai gara baina ez dugu barneratzen.

Astronomia

Artizarreko azalaren eta atmosferaren arteko elkarrekintza agerian jarri dutela jakin dugu Elhuyar aldizkariari esker. Atmosferan behatutako hodei egitura misteriotsu baten izaera argitu dute: egitura hori egonkor azaltzen zen azalarekiko, harrigarria dena, atmosferak superrerrotazioa duelako. Bada, planetaren topografian dago gakoa: Artizarraren gainazal harritsuan dagoen mendien eta atmosferaren arteko elkarrekintzaren ondorioz sortzen da hodei egitura egonkor hori.

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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: Ziortza Guezuraga (@zguer) kazetaria da eta Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko zabalkunde digitaleko teknikaria.

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La convergencia entre las diferentes áreas de estudio ha supuesto desde siempre una herramienta maravillosa para reflejar de una forma global y fidedigna la realidad de cada tiempo. En este sentido, la conexión entre la naturaleza, la literatura y la ciencia es, quizás, una de las formas más fabulosas que tiene el ser humano para diseñar una ventana desde donde poder contemplar y enseñar el mundo desde múltiples y complementarias perspectivas.

La unión de estas tres áreas de conocimiento fue la temática principal del ciclo de conferencias “Naturaleza, Literatura y Ciencia” que albergó Azkuna Zentroa entre el 10 y el 19 de abril pasados.

En “Elementos a vuelapluma” García Bello analiza el papel protagonista que juegan la química y sus fenómenos en la literatura. La ponente invita a los asistentes a sumergirse en libros y canciones en los que la química se ha colado a vuelapluma, convirtiéndose en un poderoso elemento literario.

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

El artículo Zientziateka: Déborah García Bello – Elementos a vuelapluma se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Naukas Bilbao 2017 – Déborah García Bello: Saboer
2. Zientziateka: Raúl Ibáñez – El teorema de la rosa
3. Mestizajes: La ciencia en “La educación de Henri Adams”, por José Manuel Sánchez Ron

Elefantearen kurbaren arabera, aberatsek aberatsago dira, muga ekonomien eta ekonomia emergenteen hazkundeak errenta baxuenak izugarri igotzea dakarte eta, bitartean, herrialde garatuetako erdi mailako klaseak geratuta daude. Ezker eta eskuin populisten igoeraren, Brexit eta Donald Trump barne, arrazoi gisa ikusten dute askok. Baina, globalizazioa benetan da berdintasun ezaren kausa? Is globalization causing inequality?

Neurogenesirik gertatzen da helduengan, bai ala ez? Ezetzaren alde egiten duen eta Nature aldizkarian argitaratu den lana dakar Rosa García-Verdugok Human adult neurogenenesis, yes or no?

Dituen ezaugarri paregabeen artean, oso malgua da grafenoa. Dispositibo elektroniko malguak eraikitzeko, baina, malgu diren isolatzaileak ere behar dira. DIPCko jendeak lehen aldiz neurtu du malgutasuna konposatu bidimentsional isolatzaile batean: silizea. The flexibility of 2D silica

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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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¿Quién no ha intentado mantener una conversación en una lengua extranjera en un bar ruidoso y se ha dado cuenta de que no comprende casi nada? Gran número de estudiantes de idiomas extranjeros han experimentado la dificultad de entender ese idioma fuera de las aulas. En la vida real, las conversaciones se suelen desarrollar en ambientes bulliciosos como bares y restaurantes, estaciones de tren o calles con tráfico, con muchas fuentes de ruido y hablantes simultáneos. En esos escenarios, a las personas que no dominan completamente un idioma les cuesta mucho más entender la lengua extranjera que su lengua materna. Esto se debe a que cuando los niños y las niñas aprenden su lengua materna lo hacen con gran variedad de hablantes y en circunstancias y ambientes muy diversos, en muchas ocasiones con ruido y otras perturbaciones, que es lo habitual en el mundo real. Con lo cual desarrollan estrategias que les permiten comprender su idioma en dichas situaciones.

Esta circunstancia llevó a plantearse al grupo de investigación de la UPV/EHU, formado por Maria Luisa García Lecumberri y Martin Cooke, que incluir ruido de fondo en el entrenamiento de sonidos extranjeros podría ser beneficioso para la comprensión de la lengua extranjera. No obstante, también cabía la posibilidad de que, dada la dificultad añadida, introducir ruido en el entrenamiento pudiera resultar contraproducente.

Sin embargo, en su estudio, despejan las dudas y demuestran que enseñar los sonidos de un idioma con ruido de fondo, por un lado, no es en absoluto perjudicial, ya que se aprenden de igual manera que en un ambiente silencioso. Y por otro lado, se logra entender mejor ese idioma en situaciones y lugares en los que hay ruido, en los que, en definitiva, transcurre el día a día de cualquier persona.

En la investigación participaron 88 personas bilingües hablantes de euskera y castellano. Sometieron a un entrenamiento en consonantes del inglés a dos grupos de personas unas con y otras sin ruido de fondo durante 10 sesiones. A lo largo de cinco semanas trabajaron con 200 ejemplos de cada consonante inglesa, más de 4.800 ítems en total. Se les comparó con dos grupos de control expuestos a vocales con y sin ruido y con un grupo de nativos ingleses.

«Los resultados demuestran que el entrenamiento con ruido es eficaz y no perjudicial. Es más, los estudiantes entrenados con ruido fueron ligeramente superiores al identificar consonantes que los entrenados en entornos silenciosos», señala Maria Luisa García Lecumberri.

Lo más notorio del estudio es lo beneficioso que resulta el entrenamiento para entender el idioma extranjero en la vida real. «Antes del mismo las personas no nativas cometían errores en casi la mitad de las consonantes presentadas en ambiente ruidoso mientras que después de entrenarles con ruido de fondo los errores se redujeron a niveles casi nativos, aproximadamente 3 errores de cada 10 consonantes». Asimismo, a la hora de percibir las consonantes en ambientes silenciosos, las personas entrenadas con ruido obtuvieron puntuaciones muy similares a las de los entrenados sin ruido y muy cercanas a las de los nativos.

«Nuestro estudio demuestra la importancia de reproducir las condiciones naturales cuando se aprende una lengua extranjera, incluyendo variedad de hablantes y ambientes con ruidos de diverso tipo, a diferencia de la enseñanza en condiciones de laboratorio asépticas», resume Martin Cooke. El siguiente paso es averiguar cómo funciona este aprendizaje en ruido. Una de las hipótesis que baraja el grupo de investigación es que la escucha de los sonidos con ruido estimula a los oyentes a centrarse, de entre los múltiples rasgos de cada sonido, en los más robustos a las perturbaciones.

Referencia:

Martin Cooke & Maria Luisa Garcia Lecumberri (2018) Effects of exposure to noise during perceptual training of non-native language sounds Journal of the Acoustical Society of America DOI: 10.1121/1.5035080

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

El artículo Ruido en el aprendizaje de idiomas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Korrokoien kasuan, adibidez, bizi diren uretan dauden zenbait sustantzia kutsatzailek Intersex izeneko fenomenoa eragiten dute. Horren ondorioz, arrek, espermatozoideak ekoiztu beharrean, obozitoak ekoizten dituzte beraien barrabiletan, hau da, feminizatu egiten dira.

Baina, zer suposatzen du Intersex fenomenoak? Nolako eragina du fenomeno honek euskal kostaldean? Gai honi buruz gehiago sakontzeko UPV/EHUko Plentziako Itsas Estazioan irakasle eta ikertzaile lanetan dabilen Ibon Cancio biologoarekin elkartu gara.

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

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