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El actual estado del bienestar instaurado en países como España es un sistema levantado tras el desastre socioeconómico de la Gran Depresión y la Segunda Guerra Mundial. A medida que los países occidentales iban recomponiendo sus economías comenzaron a diseñar métodos para cuidar de sus ciudadanos más pobres a través de becas, servicios y subvenciones destinados a propósitos concretos, como alimentos o vivienda.

Es innegable que este sistema ha mejorado la calidad de vida general, y en especial la de los ciudadanos que reciben esas ayudas. Pero no lo ha tenido fácil: hace falta una burocracia nutrida y compleja para administrar los fondos y para asegurarse de que los ciudadanos que los reciben cumplen con los criterios establecidos.

Así que hay voces que defienden un sistema diferente, el de la renta básica universal (RBU), según el cual se reparte directamente una cantidad de dinero determinada a los ciudadanos más pobres sin imponer en qué deben gastarlo. Para los progresistas, esta podría ser una forma más eficaz de erradicar la pobreza; para los conservadores, se trata de una versión del estado del bienestar que resultaría mucho más sencilla y barata de implementar.

Los experimentos que han puesto a prueba la RBU

Pero, ¿es esto verdad? Hacen falta experimentos que nos den datos empíricos sobre los que sostener estas afirmaciones y posibles variaciones en políticas económicas y sociales que llevan décadas en pie. La revista Nature ha publicado recientemente un artículo en el que recoge y detalla algunos de los experimentos que se están llevando a cabo en todo el mundo en la materia.

Como por ejemplo, el que se realizó entre 1974 y 1978 en la ciudad canadiense de Dauphin. A los ciudadanos más pobres de Dauphin se les entregó un cheque mensual durante esos años sin indicarles en qué debían gastarlo. Mientras tanto se analizaron los cambios en distintos indicadores sociolaborales. Problemas de financiación confinaron todos esos datos en un despacho hasta que fueron rescatados y publicados en 2011 y revelaron, entre otras cosas, que los adolescentes de las familias incluidas en este programa completaron un año más de escolarización en comparación con otras familias en circunstancias parecidas, y que las hospitalizaciones se redujeron un 8,5% durante ese periodo, especialmente aquellas relacionadas con accidentes, heridas y problemas de salud mental. Y para los que temiesen que la RBU fuese a llevar a los participantes a abandonar sus trabajos, un dato interesante: las tasas de empleo se mantuvieron estables durante todo el experimento.

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Basándose en esos datos y experiencias actualmente se están realizando estudios más amplios y profundos. Uno de los mayores se lleva a cabo en el oeste de Kenia. Allí, cada mes 21.000 adultos reciben 2.250 chelines keniatas (unos 19 euros, entre un cuarto y la mitad de los ingresos de un hogar medio en la zona más pobre del país) provenientes de la organización GiveDirectly, y lo harán algunos durante dos años, y otros durante 12. Otras personas no recibirán renta y servirán como grupo de control. Se trata del experimento más amplío y prolongado sobre esta materia hecho hasta ahora.

¿Qué se consideraría un éxito?

Su éxito es algo fácil de evaluar. Para empezar, porque no está del todo claro qué se podría considerar un éxito en la aplicación de la RBU: puede que haga mejorar unos indicadores (salud, educación) y disminuir otros (empleo y, paradójicamente, también educación). Además, es importante observar los efectos no solo individuales sino de toda la comunidad al completo y no solo a corto plazo sino de forma sostenible en el tiempo.

En el artículo de Nature, la economista del MIT Tavneet Suri, una de las principales investigadoras del estudio en Kenia, describe cuál sería el ciclo de mejoras que supondría el mejor resultado de la aplicación de la RBU: mujeres mejores alimentadas tendrán hijos más sanos que las madres desnutridas, que podrán atender más años a sus estudios (por salud y porque su familia no requerirá sus ingresos para subsistir), lo cual les dará mayores y mejores oportunidades laborales y a la vez retrasará la edad de matrimonio y maternidad, que también significa madres y bebés más sanos.

Para medir todo esto, los investigadores planean medir todos los indicadores posibles, del emprendimiento en la región hasta la salud, la educación y el estado nutricional. Harán entrevistas puerta a puerta, seguimiento telefónico y tendrán reuniones en profundidad con las personas más mayores para tener un panorama general del efecto de la RBU.

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El intento fallido en Finlandia

Recientemente, otro experimento relacionado con la RBU ha tenido problemas en Finlandia. En marzo de 2016 el gobierno anunció que, en colaboración con una ONG, iban a entregar 560 euros mensuales a 2.000 personas que en ese momento recibían un subsidio de desempleo durante dos años. A ese dinero se aplicaría una fiscalidad más leve que al subsidio y no estarían obligados a buscar empleo activamente para seguir recibiéndolo. Tampoco lo perderían si empezaban a trabajar.

Aunque al principio tuvo una buena acogida, la opinión pública terminó resentida con este sistema por sus costes. Además, esos ingresos no eran ni mucho menos suficientes para cubrir las necesidades básicas y no había un grupo de control para evaluar los resultados. En abril de 2018 el parlamento finlandés se negó a otorgar fondos para un año más del experimentos. Los fallos de procedimiento desvirtuaron el experimento y se han convertido en una barrera para poner en marcha otros programas parecidos.

La política (y no solo los datos) es lo que cuenta

Pero incluso aunque se pongan en marcha, como se ha puesto el estudio keniata, ¿cómo de fiables serán esos datos, sean positivos o negativos? Teniendo en cuenta que siguen siendo muestras relativamente pequeñas en comparación con la población de un país, y que los fondos vienen de iniciativas privadas, es difícil predecir, aun en caso de éxito, si un país podría sostener un sistema así o si sus habitantes tendrían la voluntad de financiarlo con sus impuestos.

Un recordatorio de que en la mayoría de los casos será la política, y no los resultados empíricos, los que determinen que la RBU se convierta en un sistema generalizado. Algo que, por supuesto es inevitable: si la política es la asignación y gestión de los recursos públicos según las prioridades de cada persona, grupo o ideología, ¿es la asignación de dinero sin obligaciones la mejor forma de reducir la pobreza, mejorar la salud y aumentar la calidad de vida?

Referencias:

Money for nothing: the truth about universal basic income – Nature

The Town with No Poverty: The Health Effects of a Canadian Guaranteed Annual Income Field Experiment – Canadian Public Policy

This Kenyan village is a laboratory for the biggest basic income experiment ever – Vox

Finland to end basic income trial after two years – The Guardian

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

El artículo Datos vs. ideología: ¿Es la asignación de una renta básica universal la forma más eficiente de reducir la pobreza? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez Gazpio Ez. Besterik gabe, ez. Ez dago gomendagarria edo osasungarria den alkohol kontsumorik. Gehiegizko alkohol kontsumoa hainbat minbizi mota eta arazo kardiobaskularrak izateko arriskuarekin lotua dagoela gauza jakina da, baina, neurrizko alkohol kontsumoak ere hainbat gaixotasun pairatzeko probabilitatea handitzen du. Esaterako, hestegorriko minbizia izateko probabilitatea bikoiztu egiten da astean 100 g alkohol baino gutxiago kontsumituta ere -neurrizko alkohol kontsumotzat har daitekeen kantitatea-. Azken kalkuluen arabera, astean 6 baso ardo edanez gero, alkoholarekin lotutako gaixotasunen batez hiltzeko probabilitatea %1ekoa da.

1. irudia: Ikerketen arabera, neurrizko alkohol kontsumoa osasungarria dela pentsatzeko mitoa baztertu egin behar da. (Argazkia: PhotoMIX-Company – Creative Commos lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Erresuma Batuko alkohol kontsumorako gomendioak berriki aldatu dituzte orain arteko alkohol kantitate onargarria murrizteko. 2016tik hona, astean 14 alkohol unitate baino gehiago ez edatea gomendatzen dute osasun agintariek. Gainera, ez du balio 14 unitateak egun berean edatea. Gutxi gorabehera, 14 unitate ardo botila eta erdi da, edo sei garagardo. Nolanahi ere, argi utzi behar da horrek ez duela esan nahi 14 unitate horiek edatea gomendatzen dela, baizik eta ez dela hori baino gehiago kontsumitu behar. Ez dago gomendagarria edo osasungarria den alkohol kontsumorik, alegia, neurrizko alkohol kontsumoak ere osasun arazoak ekartzen ditu. Baieztapen horren aldeko argudio zientifikoak asko dira, baina, aipatzekoa da duela gutxi argitaratutako ikerketa baten emaitzak: alkohola neurriz edaten duten 600.000 kontsumitzaile aztertu dituzte eta, frogatu dutenez, talde horrek heriotza goiztiarra izateko probabilitate altuagoa zuen. Neurrizko alkohol kontsumoa astean 100 g alkohol kontsumitzea dela finkatu zuten. Hori, gutxi gorabehera, astean bost baso ardo edatea izango litzateke. Kalkuluen zergatia ulertzea erraza da: ardo baten alkohol-graduazioa «%11 vol» bada, horrek adierazten du 100 mL-tan 11 g alkohol puru daudela -alkohol hori etanola da, kimikaren zuzentasunaz hitz egiten badugu-. Organismoan zenbat etanol gramo sartzen ari garen jakiteko, formula hauxe erabili behar dugu: etanol gramoak = edandako mL-ak ´ edariaren graduazioa ´ 0,008. Esaterako, 11º-ko ardoaren 175 mL-tan 15,4 g etanol daude.

Tira, bada, aipatutako ikerketan astean horrelako 6-7 baso ardo edaten zituzten 599,912 kontsumitzaile aztertu zituzten -19 herrialde desberdinetakoak-, eta astean 100 g etanol baino gehiago kontsumitzen zutenen artean heriotza mota guztien hazkuntza gertatzen zela ikusi zuten. Erreferentzia bat emate aldera, astean 200-350 g arteko kontsumoak –2 edo 3 ardo botila– bizitza urte batez edo biz murrizten du.

2. irudia: Ikerketen arabera, neurrizko alkohol kontsumoa osasungarria dela pentsatzeko mitoa baztertu egin behar da. (Argazkia: wasi1370 – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Ikerketak alkohol kontsumoa murrizteko gomendioak berresten ditu eta, hortik, 14 alkohol unitate baino gehiago ez edateko gomendioa -alkohol unitate bat 8 g dira, alegia, zurito bat-. Deigarria da, bestalde, Erresuma Batuko azken gomendioetan ez dela bereizten gizonezkoen eta emakumezkoen kontsumoa; izan ere, aurreko gomendioetan gizonezkoentzat egunean 3-4 unitateko muga ezarri zen eta emakumezkoentzat 2-3 unitate. Edozein kasutan, horrek ez du esan nahi, sarritan hedabideetan entzuten den moduan, alkohol kantitate hori edatea gomendatzen dela edo onuragarria dela. Egia da neurrizko alkohol kontsumoak bihotzekoak jotzeko arriskua murrizten duela, baina, beste arazo kardiobaskularrak izateko arriskua asko handitzen du eta, guztia kontuan hartuta, alkohol kontsumoak onura baino kalte gehiago ekartzen ditu. Sarritan, ordea, alkohol kontsumoaren abantaila txiki horiek bakarrik hartzen dira -bihotzekoen arriskua murrizteko gaitasuna edo antioxidatzaileen presentzia bakarrik aipatuz-, eta horrek kontsumitzaileak nahasten ditu. Argi izan behar da, hortaz, edari alkoholdunak osotasunean aztertuta ez dagoela balizko onuren aldeko argudiorik.

Ikerketak okertzen direnean

Sarri askotan, interes ekonomikoek bultzatuta plazaratzen dira garagardoaren edo ardoaren ezaugarri miragarriak azaleratzen dituzten ustezko ikerketen emaitzak. Deigarria da, bidez batez, mota horretako zenbat albiste argitaratzen diren -zergatik ez dira aipatzen, esaterako, kalabazina jatea osasungarria dela dioten albisteak?-. Zentzu horretan, albiste sentsazionalistak alde batera utzi behar dira eta beti begi klinikoz aztertu behar da emandako informazioa. Gomendioen artean, garrantzitsua da albisteak aipatutako ikerketaren zehaztasunak ematea eta iturri primarioaren esteka jartzea. Informazioaren iturri primario, alegia, ikerketa bera, zein den ezkutatzen bada, gaizki pentsatu behar da. Beste zenbait kasutan, ikerketak animaliak erabiliz egin dira bakarrik, baina, ez da frogatu gizakiongan ere gauza bera egia denik. Ikerketa elikagai osoarekin egin den ere aztertu behar da; izan ere, hainbat kasutan edari alkoholdunaren nutriente jakin batzuk bakarrik aztertzen dira -modu isolatuan onuragarriak izan daitezkeenak-, eta ez da elikagaia bere osotasunean aztertzen -esan bezala, edari alkoholdunen kasuan balantze globala negatiboa da-. Ikerketen okertzearen adibide argia dugu Garagardoa eta Osasuna Informazio Zentroak zabaltzen dituen ikerketak, esaterako.

3. irudia: Beste edozein edari alkoholdun bezala, garagardoa edatea ez da osasungarria. (Argazkia: carolineandrade – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Artikulu honek esan nahi al du edari alkoholdunak kontsumitu ezin direnik? Ez, noski. Edari alkoholdunak askatasunez kontsumi daitezke, baina, informazio zuzena izatea garrantzitsua da. Zentzu horretan, norberak erabakiko du alkohola edo bestelako drogak kontsumitu nahi dituen ala ez. Kasu gehienetan gertatzen den bezala, hori bai, erabaki zuzenagoak hartzeko informazio osoa izan behar dugu eta, horregatik, jakin behar da edari alkoholdunek ez diotela osasunari onurarik ekarriko. Gehiegizko kontsumoak kalte handiak ekarriko ditu, baina, neurrizko kontsumoak ere gaixotasun arazoak eragiten ditu eta, beraz, ez dago neurrizko izena izan dezakeen alkohol kontsumorik.

Informazio osagarria:

• Bottle and a half of wine is new UK weekly alcohol limit, newscientist.com, 2016.
• The weekly alcohol limit still carries a risk of early death, newscientist.com, 2018.
• Larunbat gauetarako kimika. J. Lopez-Gazpio, ataria.eus, 2016.
• ¿Vino para la depresión? Madre mía. J. Basulto, cadenaser.com, 2013.
• ¿Quién dice que la cerveza es buena para la salud? J. Revenga, blogs.20minutos.es, 2013.
• Una copita de vino no es buena para el corazón. J. Basulto, juliobasulto.com, 2015.

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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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Las capas se corresponden con distintos periodos de actividad del volcán Chimborazo (Ecuador)

El debate entre neptunistas y plutonistas acerca del origen de las rocas de la corteza terrestre se desarrolló a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX.

Los neptunistas (llamados así por el dios oceánico romano, Neptuno) creían que, desde un punto de vista fundamental, todas las rocas se habían formado en el agua. Según el neptunista más pominente, Abraham Gottlob Werner (1749-1817), profesor en la Academia de Minería de Freiberg en Sajonia desde 1775 [1], originalmente la superficie de la Tierra estaba cubierta por un caldo espeso, caliente y acuoso. Conforme este caldo se iba enfriando comenzaron a cristalizar los minerales que formaron las rocas que constituyen la base de las cadenas montañosas. Más tarde las rocas “no cristalinas” [2] se depositarion como capas de estratos sobre las rocas primarias [3] cristalinas.

Pero la mera observación de la naturaleza planteaba problemas a esta hipótesis. Probablemente el más obvio se podía plantear como una pregunta muy simple: “¿Y los volcanes?” Los neptunistas respondían con toda tranquilidad que los volcanes eran consecuencia de que se estabn quemando restos de plantas y, por lo tanto, eran intrascendentes.

La tradición neptunista tiene una componente teológico-metafísica en su epistemología, es decir, parte de la base de que puedo conocer de forma válida el mundo pensando, más que observando. Podemos encontrar antecedentes de cosmogonías químicas, como las de los protoquímicos del siglo XVII Joachim Becher y Georg Ernst Stahl, basadas en la asunción de que los procesos que se observan en el laboratorio pueden ser la base de las hipótesis acerca de la formación de los minerales que se encuentran en la naturaleza.

Humboldt y Aimé Bonpland en el volcan Chimborazo. Óleo de Friedrich Georg Weitsch (1810)

Este tipo de afirmaciones chocaban de frente frente con los vulcanistas (llamados así por el dios volcánico romano, Vulcano). Por ejemplo, Rudolph Eric Raspe o Nicolas Desmarest afirmaban que los basaltos , encontrados a menudo entre los estratos, habían fluido desde los volcanes. Los estudios de campo en el Massif Central francés confirmaban esta idea. Curiosamente uno de los primeros centros en abrazar esta idea fue precisamente la llamada Escuela de Freiberg, algunos de cuyos miembros, como Leopold von Buch y Alexander von Humboldt, llevaron a cabo importantes estudios de volcanes sobre el terreno durante la primera mitad del siglo XIX.

Sin embargo, el vulcanista más prominente e influyente había que encontrarlo en la empírica isla de Gran Bretaña. James Hutton, muy influido por las ideas newtonianas, fue quien mejor y más completamente formuló las ideas que terminaron llamándose plutonistas (por el dios inframundano romano, Plutón). Según Hutton el calor era responsible tanto de la consolidación de las rocas del fondo del océano como de su elevación para formar la tierra seca.

En abierto contraste con la aproximación racionalista/continental neptunista, John Playfair escribió Illustrations of the Huttonian Theory of the Earth (1802) en la mejor tradición empirista/británica, concentrándose en las pruebas que apoyaban la teoría neptunista de Hutton y apenas mencionando consideraciones naturalfilosóficas o químicas.

James Hall llevó a cabo experimentos en Estados Unidos, que hoy serían inconcebibles por si peligrosidad, sometiendo piedra caliza a calor y presión enormes, y vivió de chiripa para informar sobre sus resultados: efectivamente la roca se consolidaba eb esas circunstancias. Sin embargo, ni Playfair ni Hall consiguieron convencer a la comunidad geológica de que los estratos se consolidaban por el calor.

Para los años veinte del siglo XIX la mayoía de los geólogos estabn de acuerdo en que los estratos se formaban bajo el aguay que el basalto y otras rocas ígneas eran expulsadas por los volcanes. Esa era la parte fácil. El origen de las rocas duras y cristalinas [2] como los granitos y los gneises eran el verdadero problema. A finales del XIX los mineralogistas aún andaban peleando por el origen de los granitos, en una reedición del debate neptunista-plutonista.

Si la primera fase del debate tuvo una componente filosófica. Esta segunda parte tuvo una componente, digamos, “contrarreformista” [4], en el sentido de que se apreciaban aún más componentes claramente no científicos en el debate. Fue Charles Lyell en la introducción histórica a su muy influyente Principles of Geology (1830) el primero en alertar sobre ello. De hecho, el debate, planteado en los términos en los que se hacía era completamente estéril, como el debate contemporáneo entre defensores y detractores de la teoría de la evolución por selección natural de Darwin. Puede argumentarse que se percibe una clara influencia en la tesis neptunista de la Biblia, en concreto de la idea del diluvio universal, mientras que los plutonistas eran, innegablemente, magníficos geólogos de campo.

En cualquier caso, la evolución posterior de la mineralogía, petrología y geología ha demostrado que ambos bandos aportaron ideas y datos empíricos que contribuyeron a desarrollar las teorías modernas sobre el origen de minerales y rocas.

Notas:

[1] Con él estudiaron minería, entre otros, Alexander von Humboldt y Andrés Manuel del Río en 1791/92.

[2] A simple vista diríamos hoy. Recordemos las definiciones de roca y mineral que vimos aquí.

[3] Sobre la distinción entre rocas primarias y secundarias véase esto.

[4] La Contrareforma fue un movimiento en la Europa católica como reacción a la Reforma de Lutero

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

El artículo Neptunistas y plutonistas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Laktatoaren atalasea modu errazean eta inbasiorik gabe kalkulatzeko sistema berria proposatu dute. Laktatoaren atalasea aldagai fisiologiko oso baliagarria da bai iraupeneko atleten errendimendua kalkulatzeko bai eta haien entrenamenduak antolatzeko.

Hainbat metodo proposatu izan dira laktato atalasea kalkulatzeko; horietako batzuetan ekipamendu espezializatua edo langile kualifikatuak behar dira kalkulua egiteko, beste batzuetan, berriz, eremu testa erabiltzen da. Lehenengo metodoak garestiak eta zailak dira, bigarrenak, bere aldetik, ez dira nahikoa fidagarriak. Honi aurre egitearren proposatzen dute metodo berria: atletari edo entrenatzaileari erabakiak errazago hartzen lagunduko dion sistema erabilerraz, ez-inbasibo eta fidagarria.

Askotariko ezaugarriak dituzten hainbat mailatako 140 atleta baino gehiagoren lagina baliatu eta aztertu dute sistema garatzeko. Horrekin batera, ikaskuntza automatikoko sistema dago metodo honen oinarrian, erraz neur daitezkeen aldagai fisiologikoen eta laktato atalasearen arteko lotura aurkitu duena. Atleten laktato atalasea kalkulatzeko gai da sistema harreman horri esker.

Sistema konplexua da, izan ere, pertsonen arteko aldeak nabarmenak dira, baita a priori populazio definitua iruditu daitekeena (aisialdiko iraupen atleten artean, adibidez) ere. Hori dela eta, populazio anitz horrentarako sistema baliagarria lortzea da proiektuaren erronka nagusia.

Datu baseetako informazioa mugatua denez, ikaskuntza automatikoko sistemaren ikasteko gaitasuna ere mugatua da. Proiektu honetan, hala ere, fidagarritasuna lortu dute. Hala, emaitzek erakusten dute gai direla ezarritako mugen barruan laktatoaren atalasea %89ko igartze mailarekin kalkulatzeko, modelo nahiko sinplea erabiliz.

Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Atletei laktatoaren atalasea kalkulatzeko sistema sinple eta fidagarri bat proposatu dute

Erreferentzia bibliografikoa

Etxegarai, Urtats;, Portillo, Eva; Irazusta, Jon; Arriandiaga, Ander; Cabanes, Itziar. Estimation of lactate threshold with machine learning techniques in recreational runners, Applied Soft Computing (2018). DOI: 10.1016/j.asoc.2017.11.036.

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Hace unos lustros llegamos a olvidarnos de ellas, aunque en realidad no habían desaparecido; sólo retrocedido. Los tratamientos farmacológicos, por un lado, y una mayor prevención, por el otro, habían conseguido mantener a raya a las enfermedades de transmisión sexual. La penicilina fue efectiva en los años cuarenta del pasado siglo para curar la sífilis; muchos soldados que habían combatido en la segunda guerra mundial se beneficiaron del tratamiento antibiótico. Y la emergencia del SIDA a comienzos de los ochenta condujo a muchas personas a practicar sexo de forma segura, recurriendo al uso de preservativos como nunca antes se había hecho. Pero las cosas parecen haber cambiado.

En varios países occidentales se viene observando un aumento continuado de la incidencia de la sífilis, gonorrea y clamidiasis durante los últimos años. En España, en concreto, los casos de sífilis y gonorrea han aumentado desde comienzos de este siglo. Y es posible que el mismo fenómeno haya ocurrido también en otros países.

Los especialistas atribuyen el repunte de la incidencia de estas enfermedades al hecho de haberse perdido el miedo al SIDA con la consiguiente relajación de las medidas profilácticas. Los más mayores quizás han abandonado las prácticas seguras, pero muchos jóvenes posiblemente ni siquiera han llegado a adoptarlas. Se perdió el miedo al SIDA como consecuencia de los grandes avances en antirretrovirales, que han conseguido aumentar de forma impresionante la esperanza de vida de las personas seropositivas. Además, desde 2012 se dispone de las denominadas medicinas profilácticas pre-exposición, que son fármacos antirretrovirales que se toman de forma preventiva con objeto de evitar el contagio del VIH. El uso creciente de estos fármacos ha venido acompañado por una disminución del uso de preservativos. Y el problema es que los condones protegen frente a todas las enfermedades de transmisión sexual, pero los antirretrovirales solo lo hacen frente a virus como el VIH.

A la pérdida del miedo parece haberse unido en los últimos años un segundo factor. Las aplicaciones para citas –dating apps– han experimentado un auge enorme. Estas aplicaciones facilitan una mayor promiscuidad, pues pueden poner en contacto a mucha gente con suma facilidad. Eso, en principio, no debería ser un problema. Pero en la práctica lo es porque, al parecer, quienes conciertan citas para practicar sexo de ese modo utilizan menos los condones que el resto. Se desconoce si hay relación causal entre esos dos comportamientos y, de haberla, en qué dirección se produce. Esto es, no está claro si el uso de las dating apps conduce per se a la adopción de pautas de riesgo en las relaciones sexuales o si quienes hacen un mayor uso de las apps en cuestión son quienes, de suyo, tienden a “relajar” las precauciones con mayor frecuencia. Sea una cosa o la otra, la combinación de los dos factores –mayor promiscuidad y menos precauciones- es un peligroso cóctel.

La gonorrea, la sífilis y la clamidiasis son enfermedades provocadas por bacterias y por esa razón mucha gente no les tiene miedo. Confían en que, de contraer cualquiera de ellas, podrán curarse tratándose con antibióticos. Sin embargo, de la misma forma que está ocurriendo con otras bacterias patógenas, también estas están desarrollando resistencias frente a los antibióticos habituales y si aumenta la prevalencia de estas enfermedades, cabe esperar que también aumenten las resistencias, con lo que el problema podría alcanzar proporciones preocupantes.

Solo la prevención puede evitar contagios. Y dado que en este momento no se dispone de vacunas para estas enfermedades, la alternativa sensata al cóctel peligroso consiste en practicar sexo tomando las debidas precauciones; o sea, pasa por ponerse el condón.

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

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Una versión anterior de este artículo fue publicada en el diario Deia el 25 de marzo de 2018.

El artículo Un cóctel peligroso se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxune Martinez

Astrofisika

Naiara Barrado eta Itziar Garate astrofisikariek azaldu ziguten Hubble iraupen luzeko misio zientifikoa izateaz gain, ezagutzen den arrakastatsuenetarikoa ere izan dela. Hubble teleskopioak 28 urte daramatza orbitan unibertsoa arakatzen. Badira urte batzuk eta ordezkoa ere prest dute erretiroa har dezan. Ángel Gómez kazetariak Zientzia Kaieran aurkeztu digu Hubbleren ondorengoa James Webb izeneko espazio-teleskopioa izango dela. Webb espazio-teleskopioa hiru zatitan jaurtiko da espaziora eta geroago espazioan muntatuko dira zatiok. Optika-aparailuak material arin eta sendoaz eginak ditu, berilioz; horrez gain, hozkailu kriogenikoak izango ditu, teleskopioko detektoreak 7ºK-era jaisteko.

Biologia

Naturak baditu hamaika trikimailu biziraupenerako. Henry Walter Bates naturalistak, XIX. mendean Amazoniara egin zuen bidaian, ikusi zuen Dismorphia espezieko tximeletek toxikoak ziren beste espezie batekoen itxura hartzen zutela harrapakariengandik ihes egiteko. Hau da, “babeserako baliabideak zituztenak” imitatuz babesten ziren. Bere omenez batesiar mimetismoa izena jarri zioten fenomenoari. Batesiar mimetismoaz baliatzen diren Syrphidae eta Bombilidae familiako dipteroei buruz hitz egin digute Euskalnaturan. Mikel Yarzak Syrphidae familiako eulien kasua kontatzen digu. Familia horretako espezie askok himenopteroak (intsektuen ordena zabala da eta beraien artean erleak, liztorrak eta inurriak daude) imitatzen dituzte, haien kolore hori eta beltzen patroiak hartuz. Xehetasun guztiak Mimetismo batesiarra sirfidoetan artikuluan.

Badira gehiengoak egiten duenaren kontra jokatzen duten animaliak. Esaterako, Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutiak azaldu digute igel batzuek, beste anfibio gehienek egiten dutenaren kontra, uretatik urrun hazten dituztela ondorengoak. Adibidez, espezie tropikal batzuek zapaburuak landare jakinen hostoetan bildurik uzten dituzte, ur-bolumen txiki eta mugatuetan haz daitezen. Ur-bolumen txikiko lekuan hazteak badu nolabaiteko ordaina. Ranitomeya imitator espezieko igelek ur-bolumen oso txikiak erabiltzen dituzte euren zapaburua hazteko. Ur-bolumen txikia ez da nahikoa zapaburua hazteko beraz igel bikoteak zaindu egin behar du zapaburua. Ingurune-baldintza honek monogamoa bihurtu du Ranitomeya imitator igela. Bera da monogamia biologikoa duen lehen urlehortarra.

Biokimika

Nagore Elu biokimikariak Angelman sindromea ikertzen dihardu UPV/EHUko ikertalde batean. Ikerketaren helburua da Angelman sindromearen oinarri molekularrak argitzea. Doktoretzako bigarren urtean egiten ari da eta ikertzeaz gain baditu bestelako eginkizunak, horien artean zientziaren dibulgazioan jarduten du Ondarroako Zientziaren Giltzak elkartean. Zientzia-gaiak gizarteari hurbiltzea funtsezkoa iruditzen zaio Nagoreri: “Iruditzen zait jende askori arrotzak egiten zaizkiola zientzia eta teknologia, eta gai horiek normalizatzeko, hurbiltzeko ahalegin bat egin behar dugu guk, ikertzaileok”. Ana Galarragak ekarri digu ikertzaile gazte honen egunerokotasunaren nondik norakoak: “Zientziaren berri duen gizartea askeagoa eta manipulagaitzagoa da“.

Ekologia

2014ko ikerketa batek adierazi zuen plastikoen eta arrantza-tresnen hondarrak zirela itsasoko uretan gehien ikus zitezkeenak. Lau urte beranduago egoerak okerrera egin du eta itsasoa gizakion zabortegia bihurtu dugu. Izan ere, Sustaturen bidez jakin dugu munduan zehar, minutuero, zabor kamioi bat husten dela itsasoan, eta zabor horren zati handi bat plastikoa dela. Nerea Segurak egoeraren larritasuna agerian uzten dituen hainbat datu eman dizkigu. Esaterako, itsasora botatzen ditugun plastikozko botilek 500 urte behar dituztela deskonposatzeko eta hauen tapoiak betirako irauten dutela. Xehetasun guztiak “Plastiko hondakinak jaten ditugu egunero” artikuluan.

Gizakiok bizidunen % 0,01 gara. Kopuruari dagokionez birusak, zizareak, edo arrainak baino gutxiago gara baina, aldiz, biosferan asko eragiten dugu. Munduan biomasaren banaketari buruzko ikerketa bat abiapuntu hartuta, Ana Galarragak azaldu digu gizakion pisu kuantitatiboa txikia izan arren, gure zibilizazioak espezie guztiengan izandako suntsipen eragina handia izan dela. Hala da, gizakia suntsipen handiko izakia da, ugaztun basatien % 83a eta landareen % 50a desagerrarazi baitu.

Geologia

Garai bateko bizitzaren arrastoak dira iknofosilak. Lurraren historiaren erakusleihoak dira aztarna hauek eta Zumaian kokatuta dagoen Euskal Kostaldeko Geoparkeak iraganeko leiho bat atondu du, orain dela 53 milioi urteko izaki bizidunek utzitako aztarnen iknofosilaren erreplika eginez. Erreplika egitearen arrazoia izan da itsasoaren higadurak eta euriak fosilen aztarnetan eragindako kalteak saihestea eta aztarnaren “biziraupena” bermatzea. Arantxa Iraolak Berrian jakitera eman digu erreplikak sei metroko luzera duela eta metro bateko zabalera eta, bertan, garaiko animalien sigi-sagek utzitako arrastoak daudela.

Sustatuk ere jaso du erreplika honen berri. Ondare geologikoa den iknofosila itsas hondoan eratu zen, 1.000 metroko sakoneran. Iknofosilaren erreplika zehatza egin dute Eleuterio Baeza Museo Geomineroko kontserbatzailearen gidaritzapean, UPV/EHUko Arte Ederretako ikasleen laguntzarekin eta ia ez dago alderik originala eta kopiaren artean. Aztarnan 50 arrasto baino gehiago ikus daitezke eta Sustatun azaltzen digutenez “ekinido arrasto multzoa ikus daiteke bertan, itsas trikuaren itxurako animaliek egindakoak”.

Bideoa: Zumaiako Baleike agerkariak Itzurun hondartzan dagoen 6 m-ko iknofosilaren erreplika egiteko prozesua jaso du urratsez urrats.

Ingeniaritza

Eguzki-energia lortzeko, polimerozko zuntz optiko hibrido bat sortu du modu eraginkorrean eta merke UPV/EHUko Itsaso Parola ikertzaileak. Zuntz optikoa sortzeko ikertzaileak osagai organikoak eta ez-organikoak dituen polimeroa erabili du eguzki-kontzentragailu moduan. Zuntz optiko honek eguzki-argia xurgatzen du eta uhin-luzera handiago batean igortzen du; argia zuntz optikoaren muturrera garraiatzen du barne-islapen osoaz, eta muturrean, zelula fotovoltaikoa kokatzen da.

Kimika

Ez da ezaguna urak bi forma ezberdin (isomeroak) dituela maila molekularrean. Baliteke orain ezagunagoa egitea, kontuan izanik Basileako Unibertsitateak lortu duela bi forma hauek bereiztea eta erreaktibotasun kimiko desberdinak ager ditzaketela erakustea. Ana Galarra kazetariak eman digu honen berri Elhuyar aldizkarian: Uraren bi isomeroak bereizita, erreaktibitatean aldea dutela frogatu dute.

Neurozientzia

Juanma Gallego kazetariak gai kitzikagarri bat hurbildu digu egunotan. Ikertzaileek isolamenduak eulien eta arratoien garunean duen eragina frogatu dute, eta uste dute antzeko prozesua jazo daitekeela ere gizakiengan. Eta zein da eragin hori? Antza, isolamenduak oldarkorragoak bihurtu ditu animaliak eta etengabeko beldurra pairatzen dute. Izan ere, isolamendu kronikoak garunean sustantzia kimiko berezi bat sortzen du eta honek garuna eraldatzen omen du. Datu guztiak “Isolamendu sozialak garuna eraldatzen duela aurkitu dute” artikuluan.

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En #Naukas17 nadie tuvo que hacer cola desde el día anterior para poder conseguir asiento. Ni nadie se quedó fuera… 2017 fue el año de la mudanza al gran Auditorium del Palacio Euskalduna, con más de 2000 plazas. Los días 15 y 16 de septiembre la gente lo llenó para un maratón de ciencia y humor.

Dos de los grandes especialistas en paleoantropología a nivel mundial explican en esta entrevista, entre otras cosas, por qué su disciplina se parece cada vez más a Juego de Tronos.

Entrevista a JM Bermúdez de Castro y María Martinón

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

El artículo Naukas Bilbao 2017 – Aberrón entrevista a María Martinón y a José Mª Bermúdez de Castro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Naukas Bilbao 2017 – María José Calderón y Belén Valenzuela: Esta física es la leche
2. Naukas Bilbao 2017 – José Miguel Viñas: Me río yo del cambio climático
3. Naukas Bilbao 2017 – Álex Méndez: Luz de luna

Minbiziaren okerrena metastasia da askotan. Koloneko minbiziak gibelerako metastasiari aurre egiteko forma berritzailea azaltzen digu aurkitzaileetako batek: MicroRNA-loaded nanoparticles against liver metastasis

Konklusio zientifiko bat elkarrekin argitaratzea erabakitzen duten zientifikoek, egiatan, konklusio horren eskubide intelektualak partekatzea da erabakitzen dutena, ala ez? Jesús Zamorari galdetu, Intelectual property rights and the individualization of items of knowledge

Polimero sintetiko ia guztiak dira semikristalinoak. Parte bat kristalinoa eta bestea amorfoa dela onartzen da, baina hirugarren bat ahazten da. DIPCkoek The forgotten fraction in semicrystalline semiconducting polymers

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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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Scaffolds obtenidos por bioimpresión de proteína de pescado. Foto: Biomat

Partiendo de subproductos alimentarios ricos en quitina, y tras un tratamiento específico basado en los principios de la química verde, es posible obtener biomateriales que pueden ser procesados por técnicas empleadas actualmente por la industria. La quitina es el segundo polímero natural más abundante después de la celulosa y constituye el exoesqueleto de insectos, arácnidos y crustáceos, entre otros.

El grupo BIOMAT de la UPV/EHU trabaja en la obtención de quitina a partir de fuentes alternativas. Las materias primas que utiliza el grupo son residuos de la industria conservera, a partir de las cuales esperan desarrollar un proceso optimizado de obtención de quitina y proteína, que podrían ser utilizadas en una amplia gama de aplicaciones, ya que poseen propiedades de gran interés, entre las que destacan su biocompatibilidad y biodegradabilidad. Además, se pueden obtener materiales en una gran variedad de formatos (polvo, pellet, film, hidrogel).

Asimismo, la quitina se puede utilizar como refuerzo en la obtención de hidrogeles para aplicaciones biomédicas basados en proteínas. Los hidrogeles son materiales porosos con alto contenido en agua, formados por entramados moleculares que les confieren gran elasticidad y resistencia, y que cumplen una serie de requisitos específicos relativos a biocompatibilidad, biodegradabilidad y citotoxicidad necesarios para las aplicaciones biomédicas. Precisamente, el grupo de investigación ha obtenido muy buenos resultados al usar quitina obtenida de las plumas de calamar como refuerzo en la fabricación de hidrogeles de proteína.

“Imagina un producto hecho de proteína, que sea muy ligero, muy resistente y en el que se adhieran y crezcan las células. Suena complicado, pero en los últimos años hemos investigado cómo desnaturalizar las proteínas para poder modificarlas en función de las propiedades requeridas para cada aplicación específica y, una vez renaturalizadas, siguen siendo biocompatibles y no generan rechazo”, subraya Pedro Guerrero, investigador del grupo BIOMAT.

Hidrogel de proteína reforzado con quitina de calamar. Foto: Biomat

“Uno de nuestros objetivos consiste en desarrollar nuevos materiales para formular hidrogeles similares a los tejidos biológicos, por tanto, estos hidrogeles deben tener unas propiedades específicas para poder interactuar con células o fármacos, por ejemplo”, explica el investigador.

El grupo BIOMAT pretende desarrollar un nuevo material basado en proteína y quitina para fabricar “andamios” (scaffolds) innovadores y que este material sea, además, apto para la fabricación aditiva mediante tecnología Fused Deposition Modeling (FDM), bioimpresión por inyección y bioimpresión por extrusión. “Existe la necesidad de desarrollar nuevos materiales para fabricar estructuras 3D, examinando no sólo las características del material sino también su viabilidad para emplearlo utilizando las técnicas industriales de diseño asistido por ordenador. El reto no está solo en la tecnología de las impresoras, sino también en los materiales que se utilizan para alimentar dichas impresoras”, añade el Dr. Guerrero.

Esta estrategia consiste en modular y controlar las propiedades químicas, físicas y biológicas bajo condiciones de reacción moderadas para fabricar scaffolds para ingeniería de tejidos, depositando una capa de proteína termoplástica sobre otra de forma sucesiva hasta completar el scaffold. Como ventaja de partida, los materiales basados en proteínas son biocompatibles y biodegradables y, por tanto, aptos para la ingeniería tisular.

Una vez obtenidos los materiales basados en proteínas, estos deben cumplir una serie de requerimientos para su utilización en ingeniería de tejidos: ser biocompatibles con los tejidos; mostrar una biodegradabilidad controlada para ser sustituidos por el tejido una vez que éste se haya regenerado; no ser citotóxicos, para evitar respuestas adversas en el organismo; tener las propiedades mecánicas requeridas para cada tipo de aplicación, en función de la localización del scaffold; y poseer una porosidad y una morfología apropiadas para favorecer el crecimiento celular y el transporte de metabolitos, nutrientes y moléculas bioactivas, tanto dentro del scaffold como entre este y el medio circundante. Los resultados de los análisis, llevados a cabo en colaboración con el grupo de la Dra. Rosa Hernández en la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU, muestran la viabilidad de los materiales desarrollados para aplicaciones biomédicas.

Referencia:

Tania Garrido, Alaitz Etxabide, Koro de la Caba, Pedro Guerrero (2017) Versatile soy protein films and hydrogels by the incorporation of β-chitin from squid pens (Loligo sp.) Green Chem. DOI: 10.1039/C7GC02982A

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

El artículo Andamios con aplicaciones biomédicas a partir subproductos alimentarios ricos en quitina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La posibilidad de tratar de manera efectiva el envejecimiento con fármacos como si de una enfermedad más se tratase era tenido por una quimera irreal, cuando no directamente producto de la charlatanería de feria (como las que desgraciadamente frecuentan nuestras ciudades hoy en día), hasta hace pocos años. La primera pista de que quizás el envejecimiento no era ese proceso inexorable, designio de los dioses, consecuencia del paso del tiempo que no admitía siquiera el atrevimiento de ser estudiado con la pretensión de buscar una solución vino de la mano de un gusano.

En concreto de individuos de la especie Caenorhabditis elegans, un gusano sencillo de aproximadamente 1 mm de longitud que vive en ambientes templados y que desde los años 70 del siglo pasado comenzó a habitar los laboratorios de investigación genética.

Pero, ¿cuál es el organismo modelo idóneo para estudiar envejecimiento?

Existe un gran número de descubrimientos relacionados con la biología del envejecimiento que se realizaron en seres unicelulares como la levadura, Saccharomyces cerevisiae. Por ejemplo, en esta levadura se descubrió el gen Sir2, iniciador de toda la saga relacionada con las sirtuínas y el popular resveratrol. Y la mosca, Drosophila melanogaster, también ha aportado lo suyo. Pero es obvio que la levadura y la mosca, pese a su utilidad, son organismos bastante alejados de los humanos.

En los laboratorios de investigación biomédica la especie predominante con mucha diferencia es el Mus musculus, el ratón, y, como no puede ser menos, también se estudia envejecimiento en este animal. Un modelo en auge es el del pez cebra, Danio rerio, cuyos embriones son transparentes, fácilmente manipulable genéticamente, poseedor de espectaculares capacidades regenerativas y que comparte gran parte de su genoma con los humanos, entre muchas características que hacen de él un gran modelo de estudio. Pero la esperanza de vida de un ratón ronda los 3 años y en el caso del pez cebra se acerca a los 5 años. Demasiado tiempo para los investigadores (y las agencias financiadoras).

Por ello, unos pocos investigadores han apostado establecer un modelo de envejecimiento rápido. Ese es el caso del Nothobranchius furzeri, conocido en inglés como el “african turquoise killifish” o killifish en corto. El killifish es un pequeño pez de agua dulce que vive en las charcas estacionales de Zimbabue y Mozambique. Una vez pasada la época de lluvias las charcas que son hogar de estos peces se secan y desaparecen. El killifish es capaz de producir y fecundar unos huevos que son resistentes a la sequedad y que entierra entre el barro seco para que, con la llegada de la nueva temporada de lluvias, la especie continúe adelante.

Todo el periodo de vida del killifish se desarrolla en esos 4-5 meses que duran los charcos estacionales en los que vive, resultado de una adaptación de su longevidad a las condiciones de vida extrema. Estos peces fueron en los últimos años llevados al laboratorio desde sus charcas en Zimbabue y Mozambique. Allí se han conseguido adaptar, reproducir y mantener con el objetivo de servir para el estudio del envejecimiento y de las enfermedades humanas, haciendo de este pez el vertebrado con el periodo de vida más breve que se puede crecer en cautividad. En el laboratorio también muestran un periodo de vida corto de pocos meses. Pero lo resaltable es que estos animales envejecen, es decir, muestran un periodo de vida que va desde el crecimiento y maduración sexual, hasta el declive funcional típico del envejecimiento y hasta la muerte. Es una vida completa comprimida en poco tiempo. Una vida acelerada.

Se ha realizado además un esfuerzo ingente que ha permitido en muy poco tiempo tener disponible la secuencia del genoma completo, la generación de herramientas moleculares que permiten la manipulación del genoma durante el desarrollo embrionario (y con ello la obtención de peces modificados genéticamente), el análisis de los patrones de expresión de genes …, en resumen, todo el kit básico que permite a un laboratorio moderno realizar investigación biomédica. Y como “prueba de concepto” se han eliminado genes clave en el control de la longevidad identificados hace años en otras especies y que son comunes al killifish, lo que ha permitido demostrar su utilidad en investigación del envejecimiento. Se han generado y estudiado peces que carecen de la enzima telomerasa (responsable del mantenimiento de la longitud de los telómeros), de genes clave en la estabilidad genómica, en el control de las células madre adultas, en la senescencia celular, en la regulación de la ingesta de nutrientes, etc. En todas aquellas vías que la investigación en este campo ha revelado en los últimos años como cruciales en el control de la longevidad, validando este nuevo organismo modelo.

En el último año el killifish nadó entre los medios de comunicación de medio mundo debido a un curioso estudio que generó llamativos titulares del tipo “la caca joven rejuvenece a los peces viejos”. En él se demostraba que la microbiota intestinal puede tener un papel importantísimo en el estado de salud de un organismo relacionado con la edad. Aunque la aplicación inmediata de este descubrimiento aún esté lejos (yo al menos no lo adoptaría del modo como se identificó), este ejemplo nos ilustra las posibilidades derivadas del estudio del envejecimiento con este nuevo modelo animal.

Suele ocurrir que esos nuevos organismos modelo surgen del esfuerzo individual de uno o unos pocos laboratorios que trabajan arduamente para establecer una nueva especie como animal de laboratorio y que desarrollan la mayoría de los reactivos y herramientas para su estudio. Ese es el caso del laboratorio que dirige Anne Brunet, investigadora del envejecimiento en cuyo laboratorio de la Universidad de Stanford, en California, EEUU, jóvenes investigadores como Itamar Harel (ahora con su propio grupo en la Universidad Hebrea de Jerusalén, Israel), Bérénice Benayoun (que dirige su laboratorio en la Universidad del Sur de California, EEUU) y sobre todo Dario Valenzano (líder de laboratorio en el Instituto Max Planck de Envejecimiento de Colonia, Alemania), han sido responsables en gran medida del desarrollo del killifish como modelo animal para el estudio del envejecimiento.

Lograr establecer un nuevo organismo modelo para la investigación biomédica supone un tremendo esfuerzo, una gran confianza en una idea y el apoyo de un sistema que no mira a corto plazo y cree en la originalidad e intuición de grandes científicos, prestándoles un decidido apoyo.

Este post ha sido realizado por Manuel Collado(@Mcollado_CHUS) y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo Killifish, una vida acelerada se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia Nagore Elu Arantzamendi batxilergoan hasi zen bideratzen gaur egun bere denboraren zati handiena hartzen dion jarduerara: ikerketa. Dioenez, garai hartan oso gustuko zuen biologia: “Giza gorputzak nola funtzionatzen zuen jakin nahi nuen. Horrek piztu zidan jakin-mina, eta Medikuntza edo halako zerbait ikastea nuen buruan”.

Ez zen mediku egin, ordea. Unibertsitateko ikasketak aukeratzeko garaia iritsi zitzaionean, ikasketa berri bat azaldu zen: Biokimika. “Haren alde egin nuen, pentsatu bainuen nahiago nuela gaitzekin egin lana, eta ez gaixoekin”, gogoratu du Eluk. Eta bete-betean asmatu zuelakoan dago.

Irudia: Nagore Elu Arantzamendi biokimikaria eta ikertzailea laborategian.

Biokimika ikasita, ikerketara bideratzea nahiko “naturala” dela iruditzen zaio: “Gradu-amaieran ezagutu nuen ikerketa-mundua, eta asko gustatu zitzaidan. Gero masterra egin nuen, eta orain doktoretzako bigarren urtea egiten ari naiz, Ugo Mayorren ikerketa-taldean”.

Hain zuzen, Angelman sindromearen oinarri molekularrak argitzea da taldearen helburua, eta haiekin batera dabil Elu: “Niretzat oso garrantzitsua da inguruan dudan jendea. Sartu nintzenean, taldea oso txikia zen; tesia bukatzen ari ziren bi pertsona baino ez zeuden. Baina orain handitu egin da, eta niri horrek sekulako laguntza eta babesa ematen dit. Edozein arazo edo oztoporen aurrean, ez zaude bakarrik, baduzu norengana jo”.

Zientziaren Giltzak

Ikertzeari bezainbesteko garrantzia ematen dio Eluk ikerketa gizarteratzeari. Horren erakusgarri, zientzia-gaiak hedatzeko hitzaldiak eta bestelako ekimenak antolatzen dituen elkarte baten kide da bere herrian: Zientziaren Giltzak. “Zientziaren berri duen gizartea askeagoa eta manipulagaitzagoa dela dio elkartearen leloak, eta guztiz bat nator dioenarekin”, adierazi du Eluk.

Haren ustez, zientzialarien akats nagusienetako bat da ez diotela egiten dutenaren berri ematen jendeari, “ez dakitelako, edo ez dutelako ahalegin nahikorik egiten”. Eluren esanean, ordea, funtsezkoa da dibulgazio-lana, jendeak jakin dezan zer egiten duten zientzialariek egunerokotasunean eta uler dezaten zenbaterainoko garrantzia duen: “Iruditzen zait jende askori arrotzak egiten zaizkiola zientzia eta teknologia, eta gai horiek normalizatzeko, hurbiltzeko ahalegin bat egin behar dugu guk, ikertzaileok”.

Horregatik parte hartzen du Zientziaren Giltzak elkartean. “Jendea jabetzen bada zertan ibiltzen garen zientzialariok, babes edo laguntza handiagoa emango digute”.

Horrez gain, kirolzalea ere bada: “Nire ihesbidea da, eta lanerako ere ona da: kateatuta zaudenean, ona da burua beste zerbaitetan jartzea. Askotan, kirola eginda bururatzen zaizkizu irtenbideak”.

Fitxa biografikoa:

Nagore Elu Arantzamendi (Ondarroa, 1992). Biokimika eta biologia molekularra ikasi zuen Euskal Herriko Unibertsitatean. Ondoren, Biomedikuntza eta biologia molekularra masterra egin zuen UPV/EHUn, eta gaur egun Biomedikuntzako doktoretza programako bigarren urtea egiten ari da, Eusko Jaurlaritzaren bekar bati esker. Horrez gain, Ondarroako Zientziaren Giltzak Elkarteko kide ere bada.

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Egileaz: Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.

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Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Johana Torralba, Estibaliz Goikoetxea, Beatriz Apellaniz GIB birusa, giza historian zehar egon den pandemiarik hilgarrienetariko baten eragilea da, HIESa alegia. Osasunaren Mundu Erakundearen arabera, gaur egun 37 milioi pertsona inguru daude GIB birusaz kutsatuta.

Irudia: Sistema immuneak birusaren hainbat proteina ezagutu ditzakeen arren, patogenoaren gainazalean agerian dagoen bakarra, Env da.

Gaixotasun honi aurre egiteko erreferentziazko terapia HAART deituriko erretrobirusen kontrako eraginkortasun handiko tratamendua da, birusaren hainbat ituren aurkako farmako konbinazioa hain zuzen. Terapia honi esker HIESa duten gaixoen heriotza tasa asko murriztu den arren, infekzio berrien kopuruak etengabe egin du gora urteetan zehar: HAART terapiak ez du infektatuen gorputzetik birusa guztiz ezabatzen eta terapia hau ez dago beti eskuragarri munduaren hainbat eskualdetan. Pandemia honekin behin betiko amaitu ahal izateko aipaturiko infekzio berri hauek saihestea nahitaezkoa da; beraz, terapia honek dituen mugak kontuan harturik, txerto prebentibo baten garapena premiazko beharra bihurtu da pandemia honi bukaera eman ahal izateko.

Birusak dituen proteinen artean, txertoaren garapenaren ikuspuntutik interes handiena duena Env glukoproteina da. Izan ere, sistema immuneak birusaren hainbat proteina ezagutu ditzakeen arren, patogenoaren gainazalean agerian dagoen bakarra, Env da. Honetaz gain, infekzioari hasiera emateko ezinbesteko proteina denez, GIB birusaren aurkako txerto eraginkor bat lortzeko immunogeno egokia da. Hori dela eta, txertoaren lorpenerako Env konplexuan oinarritzea biderik errazena dirudi; hala ere, urteak daramatzagu txerto honen bila eta ahaleginak ugariak izan diren arren ez da oraindik esperotako helburua lortu. Izan ere, birusak sistema immunetik ihes egiteko zenbait teknika garatu ditu, txertaketaren bidezko protekzioaren lorpena oztopatzen dutenak.

Aipatu moduan, txerto eraginkor baten diseinua burutzea erronka gogorra dela dirudi; hala ere, espektro zabaleko antigorputz neutralizatzaileen existentziak eta hauen transferentzia pasiboz lorturiko emaitza positiboek GIBaren aurkako txertoaren garapena lortzea posiblea dela iradokitzen dute. Infektatuen %1ak, elitezko neutralizatzaile deritzenak, Env konplexuaren gune kontserbatuetara zuzendutako antigorputz berezi hauek ekoizten dituzte; hain zuzen, txertaketaren bidez birusaren infekziotik babestuko luketen antigorputz hauen sintesia piztea bilatzen da. Hala ere, birusak garatu dituen estrategia natural desberdinek eta immunizazioz sortu nahi diren antigorputz neutralizatzaileen ezaugarri bereziek oso zaila egiten dute txertoaren garapena lortzea.

Erronka zail honi aurre egiteko jarritako ahaleginak ugariak izan dira; orain arte 250 entsegu kliniko baino gehiago burutu direlarik. Lehenengo txertoen saiakerak birus indargabetuetan oinarritu ziren, baina arriskutsuak izan zitezkeela ikusi zen. Arrisku hau ikusita, birus osoak erabili beharrean, honen azpiunitateak erabiltzen hasi ziren, baina orokorrean entsegu hauek eraginkortasun oso baxua izan zuten. Immunitate-sistema humorala eta zelularra pizteko helburua zuen RV144 entseguan soilik lortu zen eraginkortasun apala (%31 ingurukoa).

Orain arte hainbat txerto mota desberdinekin saiakerak egin dira: hala nola, Env natiboan oinarritutako immunogenoen garapena (SOSIP trimero disolbagarria adibidez), immunogeno hauek soluzioan erabili beharrean VLPetan (ingelesetik Viral Like Particles) adieraztea, nanopartikula edo liposometan immunogenoak txertatzea, antigorputzek ezagutzen dituzten segmentu zehatzak soilik erabiltzea, eta abar. Estrategia guzti hauen bitartez lortutako aurrerakuntzak nabariak izan diren arren, emaitza desiragarririk ez da lortu. Hala ere, birusaren immunogeno naturalen eta hauek ezagutzen dituzten antigorputzen egituraren ikerkuntza sakona dela medio, txerto berrien diseinuan bide berriak ireki egingo direla dirudi; adibidez, antigorputz neutralizatzaileen B zelula germinal aitzindaria immunogeno batez piztea eta Env konplexua imitatzen duten beste immunogeno batzuen bitartez antigorputzen heltze prozesua bideratzea.

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 32
• Artikuluaren izena: GIBaren aurkako txertoaren bila
• Laburpena: GIB birusa, giza historian zehar egon den pandemiarik hilgarrienetariko baten eragilea da, HIESA alegia. Nahiz eta azken urteetan HAART terapia antirretrobiralari esker heriotza tasa asko murriztu den, infekzio berrien kopurua etengabe emendatzen ari da. Hori dela eta, pandemiarekin azkenik amaitu ahal izateko txerto prebentibo baten garapena tresna eraginkorrena izan daitekeela dirudi. Hala ere, birusak garatu dituen estrategia natural desberdinek eta immunizazioz sortu nahi diren antigorputz neutralizatzaileen ezaugarri bereziek oso zaila egiten dute infekziotik babestuko lukeen txertoaren garapena. RV144 entsegu klinikoaren eraginkortasun apalek eta espektro zabaleko antigorputz neutralizatzaileekin immunizazio pasiboz lorturiko emaitzek iradokitzen dute hurbilago gaudela txerto eraginkor baten garapena lortzetik. Orain arte hainbat txerto mota erabili diren arren, emaitza onik ez da lortu. Hala ere, sakon aztertzen ari da bai immunogeno naturalen egitura, bai immunogenoak ezagutzen dituzten antigorputzen egitura, eta badirudi, besteak beste, ikerketa horiek bide be- rriak irekiko dituztela txerto berrien diseinuan.
• Egileak: Johana Torralba, Estibaliz Goikoetxea eta Beatriz Apellaniz
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 7-22
• DOI: 10.1387/ekaia.17854

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Egileez: Johana Torralba eta Beatriz Apellaniz Biofisika Intstitutuan eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Biokimika eta Biologia Molekularreko Sailean dabiltza eta Estibaliz Goikoetxea irakaslea da.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Una de las formas más estéticas de pasar por un tratamiento de ortodoncia es utilizar brackets transparentes, los denominados brackets de zafiro. Existen otros métodos todavía más discretos, como el Invisaling, aunque no es válido para todos los casos y en algunas situaciones el tiempo del tratamiento podría dilatarse.

Sabemos que el zafiro es una piedra preciosa de gran valor. Una piedra del tamaño de un guisante costaría unos 1.500 €. Entonces, ¿cómo es posible que los brackets se fabriquen con este material y aun así la ortodoncia no alcance precios astronómicos? ¿Realmente llevamos zafiros pegados a nuestros dientes?

Qué es el zafiro

El zafiro es un mineral de tipo corindón. Esto quiere decir que está compuesto por óxido de aluminio. El óxido de aluminio es transparente como el vidrio, en cambio el zafiro presenta diferentes coloraciones, especialmente azuladas. Estos colores se deben a la presencia de impurezas de cromo, hierro o titanio.

Tanto el rubí como el zafiro son corindones. A estas piedras las denominamos rubí o zafiro por una clasificación arbitraria en función del color: se le llama rubí a los corindones de colores cálidos (a excepción de la variedad amarilla, que es considerada zafiro) y zafiro a los colores fríos (a excepción de las variedades blanca y gris que son rubíes).

Estas piedras preciosas tardan miles de años en formarse a partir de rocas metamórficas, y precisan alta temperatura y presión. Es uno de los motivos por los que son tan escasas y, por tanto, tan valiosas. Otra de las virtudes del zafiro es que es extremadamente duro (resistente al rayado). Le corresponde una dureza de 9 en la escala de Mohs, lo que le convierte en el mineral más duro tras el diamante.

La evolución de los brackets transparentes

Los primeros brackets estéticos aparecieron alrededor de la década de los 70. Estos brackets se fabricaban inyectando policarbonato en un molde. El policarbonato es un polímero (coloquialmente denominado plástico) de tipo termoplástico, es decir, que se puede moldear aplicando calor. Es un material transparente y resistente al impacto, lo que podría hacer suponer que sería un buen sustituto de los brackets metálicos. La realidad es que este material no tuvo el buen resultado que se esperaba. Aparecían manchas y coloraciones debidas al consumo de colorantes alimenticios, café, té, zumos y tabaco. Además, no era lo suficientemente duro, con lo que terminaba deformándose por presión del arco metálico que une los brackets entre sí.

A mediados de los 80 se desarrollaron los primeros brackets cerámicos. Estos se fabrican de dos maneras, o bien esculpiendo piedra de cristal zafiro empleando herramientas con punta de diamante, o bien a través de un aglutinado térmico de alúmina. El primero se denomina alúmina monocristalina, y el segundo alúmina policristalina, por presentar el óxido de aluminio formando diferentes tipos de cristales (diferentes ordenamientos) en lugar de uno.

Ambos materiales resisten la tinción, la ranura no se distorsiona por presión del arco y además son químicamente inertes, con lo que el paciente puede ingerir cualquier líquido y comida sin miedo al desgaste.

El arco metálico se fija a los brackets a través de gomas, con lo que estas sí terminan tiñéndose con la comida. Pero como se cambian al menos una vez al mes, no son un verdadero problema estético.

Tampoco presentan grandes problemas de fricción con el arco, obteniéndose resultados similares a los que se obtienen con los brackets metálicos convencionales. También hay brackets cerámicos que resuelven estos problemas incorporando metal a la ranura o un sistema de autoligado que evita el uso de gomas.

Cómo se pegan los brackets a los dientes

Para pegar los brackets primero se limpian los dientes con un cepillo y una pasta de pulir de polvo de piedra pómez. Luego se aplica un gel con ácido ortofosfórico, que no daña el diente y abre los poros superficiales del esmalte para ganar retención. Además, este ácido elimina completamente la placa bacteriana. Los restos se eliminan con agua.

Una vez terminada la limpieza se procede a la colocación de los brackets, para ello se utilizan composites adhesivos de secado rápido, también transparentes. Químicamente son acrilatos (como el metilmetacrilato, los poliácidos acrílicos y los diacrilatos). Para sellar el composite se aplica aire y luz ultravioleta.

Cómo se hace el zafiro de los brackets

El zafiro de los brackets de zafiro no es el mismo que el de las piedras preciosas de las joyas. Si fuese así, el precio de la ortodoncia sería desorbitado. Para la ortodoncia se fabrica el zafiro de forma sintética, de modo que obtenemos la misma estructura química y la misma composición: óxido de aluminio. Al no contener impurezas de otros metales, este zafiro será completamente transparente.

La composición del zafiro es óxido de aluminio (Al2O3), también denominado alúmina. Este compuesto se extrae de las minas de bauxita. La bauxita es una roca con alto contenido en óxido de aluminio hidratado. Este mineral se pulveriza finamente. Es el que se utiliza para fabricar aluminio. Y tiene la propiedad de que si lo calentamos lo suficiente es capaz de formar cristales de zafiro.

Para fabricarlo se parte de pequeños cristales de alúmina que se calientan en un crisol en un horno a 2.200 oC, la mitad de la temperatura de la superficie del sol, que logra fundir la alúmina. A continuación se introduce en el crisol una varilla con una minúscula porción de zafiro. Y se deja caer la temperatura para que la alúmina comience a solidificar. La porción de zafiro actúa como semilla. Alrededor de ella empezará a cristalizar la alúmina siguiendo la misma estructura cristalina que el zafiro. Este proceso de crecimiento del cristal puede tardar hasta un par de semanas. Así suelen fabricarse piedras de zafiro sintético de hasta 200 kg.

Estas piedras de zafiro sintético son tan duras como el zafiro natural. Para tallarlas es necesario emplear un mineral más duro que el zafiro: el diamante. También hay técnicas que permiten el tallado por medio de corte ultrasónico o por combinación de ambas. Así se talla el zafiro que se emplea para los brackets, para los láseres, para las esferas de los relojes o los protectores de sensores y cámaras militares.

Conclusión

Los brackets de zafiro son realmente de zafiro. En lugar del valioso zafiro natural se emplea o bien alúmina policristalina, o bien zafiro sintético. Este último es un cristal de alúmina, igual que lo es el zafiro natural, compuesto por los mismos elementos en la misma disposición.

Si llevas brackets de zafiro, llevas zafiro pegado a tus dientes. Sonríe con glamur.

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

El artículo Los brackets de zafiro, ¿son realmente de zafiro? 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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Igel batzuek, beste anfibio gehienek egiten dutenaren kontra, uretatik urrun hazten dituzte ondorengoak. Ur-masa horietan ⎯ibai, aintzira, urtegi edo zingira⎯ harrapari ugari daudelako jokatzen dute horrela. Ur horietatik alde eginez, kumeek ⎯larbek, kasu honetan⎯ bizirik irauteko eta heldutasunera iristeko aukera gehiago dituzte.

1. irudia: Uretatik urrun hazten dituzte ondorengoak zenbait igelek.

Jakina, inguru lehorrak baldintza oso gogorrak ezartzen dizkie urlehortarrei, batez ere igel edo apo bihurtzeko igaro behar duten metamorfosia oraindik burutu ez badute. Zapaburuak diren bitartean, uretan bizi behar dute halabeharrez; haien hornidura anatomikoa eta fisiologikoa, ez bata eta ez bestea, ez dira egokiak lehorreko lurzoruaren gainean bizitzeko. Hori dela eta, espezie tropikal batzuek zapaburuak landare batzuen hostoetan bildurik gelditzen den ur-bolumen txiki eta mugatuetan hazteko gaitasuna garatu dute. Euriaren ondorioz sortzen diren ur-biltegi txiki horiei phytotelmata esaten zaie.

2. irudia: Phytotelmatan, landare batzuen hostoetan bildurik gelditzen den uretan, hazten dituzte zapaburuak zenbait igelek. (Irudia: Überraschungsbilder).

Antza denez, baldintza berezi horiek eraginda sortu da zapaburuak elikatzeko prozedura aparta: igel emeak, amak, beste arrautza bat erruten du larba dagoen phytotelmatan. Ernaldu gabe dago, bere zeregin bakarra zapaburuaren elikagaia izatea baita. Gurasoen arreta handia eskatzen du prozedura horrek, baina bistan da merezi duela, ez baitzen bestela sortuko, eta, batez ere, ez baitzen denboran zehar mantenduko.

Aurreikuspen teorikoen arabera, kide monogamoek osatutako bikoteak sortzea errazagoa da gurasoen arreta handia beharrezkoa denean. Dirudienez, ondorengoak aurrera ateratzeko ahalegin handia egin behar denean, emankorragoa da bi bikotekideek umeak zaintzen ahalik eta ahalegin handiena egitea, bikotetik kanpo ugaltzeko aukerak bilatzea baino.

Amazonas oihanean elkarren antz handia duten bi igel-espezie bizi dira, biak pozoitsuak; haien habitatak ere oso antzekoak dira; are gehiago, berdinak izango lirateke kontu txiki batengatik ez balitz. Ranitomeya imitator espeziekoek ur-bolumen oso txikiak (24 ml) erabiltzen dituzte euren zapaburua hazteko eta Ranitomeya variabilis izenekoek apur bat handiagoak (110 ml) erabiltzen dituzte. Lehena monogamoa da, baina bigarrena ez. Azterketa genetikoek erakutsi dutenez, gainera, biologikoa da monogamia, ez soziala bakarrik. Izan ere, aurkituriko monogamia biologikoa duen lehen urlehortarra da Ranitomeya imitator.

3. irudia: Ranitomeya imitator espeziekoek ur bolumen oso txikiak (24 ml) erabiltzen dituzte euren zapaburua hazteko eta Ranitomeya variabilis izenekoek apur bat handiagoak (110 ml). (Irudia: Gabsch).

Hain ur bolumen txikiak erabiltzen dituenez, oso baliabide gutxi dago bertan; izatez, uretan dagoena ez da nahikoa zapaburua hazteko, eta hori dela eta, bikotekideek zaindu egin behar dute. Lehen aipatu ditugun arrautza trofikoak erabiltzen dituzte horretarako. Hain da handia zaintzak eskatzen duen ahalegina, non bi bikotekideak lankidetzan aritzera behartuta baitaude. Ranitomeya variabilisen kasua desberdina da; zapaburua hostoetan gelditu den uretan utzi ondoren, kasik ez diote kasurik egiten. Amak guztiz galtzen du ardura eta aita lur-eremua zaintzen gelditzen da.

Garrantzizkoa izan da aurkikuntza hau, agerian uzten baitu espezieen parekatze-sistema aukeratzeko orduan ingurune-baldintzek duten eragina. Ingurune-baldintzez ari garenean, baliabideei buruz ari gara, ur-putzuetan dagoen janari-kantitatea baita gakoa.

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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.

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Incluso después de la medición directa de sus ondas gravitacionales, aún hay muchas preguntas sin resolver sobre los agujeros negros. ¿Qué sucede cuando dos agujeros negros se fusionan, o cuando las estrellas chocan con un agujero negro? Esto es lo que pretende contribuir a resolver un nuevo método numérico desarrollado por un equipo internacional de investigadores encabezado por Michael Dumbser, de la Universidad de Trieste (Italia). El código de simulación “ExaHyPE” está diseñado de tal manera que será capaz de calcular ondas gravitacionales en la próxima generación de superordenadores a exascala.

La dificultad de simular agujeros negros reside en la necesidad de resolver el complejo sistema de ecuaciones de Einstein. No existe una solución analítica, por lo que debe realizarse usando la fuerza bruta, numéricamente, usando para ello la potencia los superordenadores. La precisión y la rapidez con la que se puede aproximar una solución dependen del algoritmo utilizado. En este sentido ExaHyPE podría ser un hito. A largo plazo, este trabajo teórico podría ampliar las posibilidades experimentales para detectar ondas gravitacionales de otros cuerpos astronómicos además de los agujeros negros.

Esta aproximación es, esencialmente, un método Galerkin, es decir, transforma una relación continua, como una ecuación diferencial, en un operador discreto (no continuo) lo que permite optimizar los cálculos de ondas gravitacionales en superordenadores, tanto en precisión como en velocidad.

ExaHyPE ha sido diseñado para explotar las posibilidades de cálculo de los superordenadores a exaescala. Aunque aún no se han construido, los científicos de todo el mundo ya están estudiando cómo hacer uso de esta próxima generación de máquinas. Estos superordenadores representan la evolución futura de los superordenadores a petascala actuales. Para entender qué significa esto pensemos que el ordenador en el que se ha escrito este texto tiene un procesador que opera a 3 gigahertz, lo que supone que es capaz de procesar unos pocos gigaflops u operaciones de coma flotante por segundo; un superordenador como el MareNostrum del Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación puede alcanzar los 11,15 petaflops, es decir, hace más de 10 millones de veces el número de cálculos por segundo que hace este ordenador. De esta unidad, el petaflop, es de donde viene el nombre de la generación actual de superordenadores. La próxima trabajará con exaflops, 1000 veces más rápido, del orden de un millón de billones (1018) de cálculos por segundo.

Mientras esperan que se construyan los primeros ordenadores a exaescala, los científicos de ExaHyPE ya están probando su software en los mayores centros de supercomputación de Alemania.

Posiblemente lo más interesante de este nuevo algoritmo es la posibilidad de aplicarlo, además de a objetos astrofísicos, a fenómenos terrestres con los que comparten analogías en las matemáticas subyacentes, como tsunamis y terremotos.

Referencia:

Michael Dumbser, Federico Guercilena, Sven Köppel, Luciano Rezzolla, and Olindo Zanotti (2018) Conformal and covariant Z4 formulation of the Einstein equations: Strongly hyperbolic first-order reduction and solution with discontinuous Galerkin schemes. Phys. Rev. D doi: 10.1103/PhysRevD.97.084053

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

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

El artículo Con qué calcular ondas gravitacionales en superordenadores a exaescala se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En mi anterior entrada en el Cuaderno de Cultura Científica, “Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (I)”, estuvimos hablando del sistema de numeración inca, que es un sistema de numeración decimal y posicional, como también lo es el sistema de numeración indo-arábigo que utilizamos de forma generalizada en la actualidad, pero cuyas cifras básicas son nudos que se realizan sobre cuerdas que cuelgan de una cuerda principal en los quipus.

Quipu inca, American Museum of National History (Nueva York), División de Arqueología

Los quipus servían para representar los números, relacionados con los diferentes usos de estos instrumentos matemáticos y sociales, sin embargo, no servían para realizar operaciones aritméticas como sumas, restas, multiplicaciones y divisiones. Como mucho podían registrar los resultados de una operación aritmética, como mostramos en la anterior entrada con la suma de cuatro cantidades y su resultado, 658 = 38 + 273 + 258 + 89.

Para realizar las operaciones aritméticas utilizaban una especie de ábaco, que el cronista José de Acosta (1540-1600) menciona en su texto Historia Natural y Moral de las Indias, como “quipus de granos de maíz”.

“… pues verles otra suerte de quipos, que usan de granos de maíz, es cosa que encanta; porque una cuenta muy embarazosa, en que tendrá un muy buen contador que hacer por pluma y tinta, para ver a como les cabe entre tantos, tanto de contribución, sacando tanto de acullá y añadiendo tanto de acá, con otras cien retartalillas, tomarán estos indios sus granos y pondrán uno aquí, tres acullá, ocho no sé dónde; pasarán un grano de aquí, trocarán tres de acullá, y, en efecto, ellos salen con su cuenta hecha puntualísimamente sin errar un tilde, y mucho mejor se saben ellos poner en cuenta y razón de lo que cabe a cada uno de pagar o dar, que sabremos nosotros dárselo por pluma y tinta averiguado. Si esto no es ingenio y si estos hombres son bestias, júzguelo quien quisiere, que lo que yo juzgo de cierto es que, en aquello que se aplican, nos hacen grandes ventajas.”

El jesuita José de Acosta nos describe la destreza con la cual los indios realizaban sus operaciones aritméticas con este instrumento de contabilidad inca, el “quipu de granos de maíz”, que hoy se conoce con el nombre de “yupana” (que procede del término quechua “yupay” que significa contar) o, simplemente, “ábaco inca”.

Sin embargo, en el texto de José de Acosta no se describe cómo es ese dispositivo para realizar operaciones aritméticas, ni cómo funciona. Otro tanto pasa en el texto Comentarios reales de los Incas (1609) del escritor e historiador Gómez Suárez de Figueroa (1539-1616), apodado el Inca Garcilaso de la Vega, que también se maravilla con el manejo que tenían del ábaco al decir que “hacían las cuentas con piedrezuelas y las sacaban tan ajustadas y verdaderas…”. En dicho texto también menciona que los indios sabían mucho de geometría y de aritmética.

Yupana de piedra tallada (1400 – 1532 d.C.), del Museo Nacional de Arqueología, Antropología e Historia de Perú. Fotografía de Daniel Giannoni

Pero respecto al instrumento para realizar esos cálculos, el ábaco inca o yupana, solo es mínimamente descrito en dos fuentes de la época. La primera es la Historia del Reino de Quito y crónica de la provincia de la compañía (1789), del sacerdote jesuita Juan de Velasco (1727-1792), quien se refiere a “ciertos archivos o depósitos hechos de madera, de piedra o de barro, con diversas separaciones, en las cuales se colocaban piedrecillas de distintos tamaños, colores y figuras angulares”. Se correspondería con una serie de artefactos encontrados en excavaciones arqueológicas, como el que aparece en la imagen anterior, y que se conocen como “yupanas arqueológicas”.

La otra fuente sobre la yupana es la imagen del quipucamayo que aparece en el texto Nueva corónica i buen gobierno (1615), del cronista Felipe Guamán Poma de Ayala, dibujado junto a los dos instrumentos matemáticos incas, el quipu y la yupana.

Dibujo de un quipucamayo, de hecho, el “contador mayor y tesorero” que informaba directamente al Inca, del libro “Nueva corónica i buen gobierno” (1615), de Felipe Guamán Poma de Ayala, que aparece con los dos instrumentos matemáticos incas, el quipu y la yupana, o ábaco inca

Esta imagen es la única “especie de explicación” que existe sobre el ábaco inca y su funcionamiento. A partir de la misma se ha intentado reconstruir su funcionamiento, pero debido a la falta de información que supone esa única imagen, existen muchas teorías que intentan explicarlo. Veremos algunas de ellas.

En la mayoría de intentos de explicar el funcionamiento de la yupana de Poma de Ayala se considera que, de forma similar a los quipus, el sistema de numeración que está detrás de la yupana es un sistema de numeración posicional decimal. Cada una de las filas se correspondería con una de las potencias de diez, las posiciones de la representación del número, es decir, las unidades (1), decenas (10), centenas (100), unidades de millar (1.000) y decenas de millar (10.000).

La interpretación más antigua se debe al antropólogo sueco Henry Wassen (1908-1996), que aparece en su artículo The ancient peruvian abacus (1931). En su interpretación de la ilustración de Poma de Ayala los círculos blancos representarían huecos del ábaco en los que colocar los maíces o piedrecitas, de forma que los círculos negros de la imagen representarían huecos en los que ya se han colocado los maíces. Además, Wassen asigna a cada una de las columnas, de izquierda a derecha, los valores 1, 5, 15, 30. Es decir, cada maíz en la primera columna de la izquierda tendría el valor de 1, dentro de la posición correspondiente en función de la fila, cada maíz de la segunda columna tendría el valor 5, el valor 15 en la tercera y 30 en la última.

(a) imagen de la Yupana de Poma de Ayala e (b) interpretación de Henry Wassen. Imagen de “La cresta del pavo real”

De esta forma, la yupana representada por Poma de Ayala estaría representando al número 408.257. En la primera fila, la de las unidades, tendríamos 2 maíces en la primera columna (2 × 1), más tres en la segunda (3 × 5), ninguno en la tercera (0 × 15) y un maíz en la cuarta columna (1 × 30), en total, 2 + 15 + 30 = 47. De la misma forma se realizaría el cálculo para las demás filas, obteniéndose el resultado mencionado,

47 + 21 × 10 + 20 × 100 + 36 × 1.000 + 37 × 10.000 = 408.257.

Una de las cuestiones que llaman la atención de esta interpretación es que hay números que se pueden representar de varias formas. Por ejemplo, el número 47 mencionado antes también se podría obtener como (2, 0, 1, 1), es decir, 2 maíces en la primera columna, ninguna en la segunda, 1 en la tercera y 1 en la cuarta, frente a la representación anterior (2, 3, 0, 1). Aunque esto bien podría tener la intención de dejar espacios para manejar los maíces en el propio proceso de la operación aritmética.

Aunque una de las mayores críticas a esta interpretación de la yupana, motivo por el cual se quedaría rápidamente desfasada, es la complejidad de la misma.

George G. Joseph en su libro La cresta del pavo real realizó una interpretación similar, pero más sencilla, y en su opinión más plausible que la de Wassen, de la yupana de Poma de Ayala. Para Joseph los maíces o piedrecillas de cada columna tendrían siempre el valor de una unidad (1), pero en la primera columna solo se podrían colocar 5 maíces, es decir, habría 5 huecos, en la segunda 3 maíces, en la tercera 2 y en la última 1.

(a) imagen de la Yupana de Poma de Ayala e (c) interpretación de George G. Joseph. Imagen de “La cresta del pavo real”

De esta forma, el valor representado en la ilustración del ábaco inca de Poma de Ayala sería 53.636, puesto que sería

6 + 3 × 10 + 6 × 100 + 3 × 1.000 + 5 × 10.000 = 53.636.

Una observación rápida de esta interpretación de la ilustración de Nueva corónica i buen gobierno, me hace preguntarme que de ser esta la interpretación correcta, cuál es el motivo por el cual los maíces (círculos negros en la imagen) están colocados en esas posiciones y no en otras. Por ejemplo, tanto en la primera fila como en la tercera hay 6 maíces en cada una de ellas que representan el 6 en cada una de las posiciones, pero están colocadas en diferentes posiciones, mientras que, si el objetivo es solamente representar a los números, sería más lógico y en orden, de izquierda a derecha, rellenando huecos.

Una posible explicación estaría en el hecho de que la yupana no es simplemente para representar números, sino para realizar operaciones aritméticas, y Poma de Ayala podría estar representando el resultado de una operación aritmética, por ejemplo, una multiplicación, de forma que los maíces habrían quedado en la posición consecuencia de los movimientos de la operación aritmética.

George G. Joseph se aventura a intentar explicar cómo serían las operaciones aritméticas con la yupana, según su interpretación de la misma. Como él mismo comenta, la adición y la sustracción no plantearían muchos problemas, y la forma de realizarse sería más o menos sencilla.

Pero realiza la siguiente conjetura sobre el mecanismo de multiplicación con el ábaco inca. Supongamos que se quieren multiplicar los números 116 y 52. Teniendo en cuenta que 52 es igual a 5 × 10, primero se desplazaría una fila hacia arriba la representación del número 116 con maíces, es decir, se obtendría el número 1.160 (10 × 116). Ahora se sumaría 1.160 a sí misma 5 veces (5 × 1.160), obteniendo 5.800. Y finalmente se añadiría dos veces 116 al resultado anterior, obteniéndose el valor buscado, 6.032, como se muestra en la imagen de abajo.

El método es esencialmente utilizar la idea de multiplicación sobre una numeración posicional, ya que

116 × 52 = 116 × (5 × 10 + 2) = 116 × 10 × 5 + 116 × 2,

de forma análoga a como se realiza en otros procedimientos de multiplicación para sistemas posicionales.

Tres pasos del posible procedimiento de multiplicación utilizando la yupana de Poma de Ayala, según la interpretación de George G. Joseph en “La cresta del pavo real”

El historiador italiano radicado en Perú, Carlo Radicati di Primeglio (1914-1990), propone también una interpretación en la que cada maíz simboliza una unidad, como en el caso de Joseph, pero en su opinión se podían poner hasta nueve maíces en cada recuadro, y no 5, 3, 2 y 1, como sugiere la imagen del texto de Poma de Ayala. A partir de esa suposición construye toda una serie de procedimientos para sumar, restar, multiplicar y dividir, que pueden verse en su texto El sistema contable de los Incas, Yupana y Quipu (1976).

Para terminar la entrada de hoy del Cuaderno de Cultura Científica veamos la última de las interpretaciones, que podríamos clasificar como clásicas, tanto por el momento en que son formuladas, como por el hecho de que mantienen la suposición de un sistema de numeración de la yupana es decimal y posicional. Es la propuesta del ingeniero textil británico William Burns Glynn (1923-2014), quien cuando llegó a Perú quedó fascinado por el arte textil peruano y por los quipus, y es quien propuso el nombre de “yupana” para el ábaco inca.

La propuesta, en cuanto a la representación de los números dentro del ábaco, es similar a la propuesta por George G. Joseph, con la diferencia de que solo son válidas para la representación de los números las tres primeras columnas (con 5, 3 y 2 huecos para piedras), mientras que la última columna sería la columna de la “memoria”, y que sería un elemento fundamental para los métodos de cálculo.

Por lo tanto, en cada fila puede haber hasta 10 piedras (5 + 3 + 2), y cuando se tienen las 10 piedras, se pueden sustituir por una de memoria mientras se está computando, lo cual equivale a una piedra en la siguiente fila (hacia arriba). Por ejemplo, en la siguiente imagen se representa el número 53.906, según el modelo de Glynn.

Representación del número 53.906, según la interpretación de Glynn

A partir de la interpretación de William Burns Glynn de la yupana, este propone los posibles métodos para realizar las operaciones aritméticas que podrían utilizar en el imperio inca. Veamos el sencillo proceso de suma, que esencialmente es el mismo que en cualquier otro ábaco.

Supongamos que queremos sumar 489 y 754. En primer lugar, se colocan las piedras en la yupana representando uno de los números, por ejemplo, el 489, y se colocan las fichas que representarían el otro número fuera de la yupana, al lado de la memoria, como se muestra en la imagen.

A continuación, se empiezan a meter piedras de las unidades que están en el lateral dentro de la yupana hasta completar las 10 (5 + 3 + 2), en este caso solo una y quedando tres aún en el lateral. Una vez completadas las diez se recogen y se pone una en la parte de la memoria, quedando como en la siguiente imagen.

Como ya quedan huecos libres en las unidades de la yupana, se colocan las piedras que aún quedan en el lateral, que son tres, y después, la piedra de la memoria se pasa a la siguiente fila, en este caso, a la de las decenas. El resultado es el siguiente.

Una vez que hemos terminado con las piedras laterales de las unidades, se realiza la misma operación para las decenas. Solo queda un hueco libre en la segunda fila, la de las decenas, luego se coloca una de las piedras laterales de las decenas y como se ha completado la fila, se quitan las 10 piedras de esa segunda fila y se pone, en su lugar, una piedra de memoria. Además, han quedado libres los huecos, por lo que se colocan las piedras restantes del lateral de las decenas, que, en este caso, son 4. El resultado es el siguiente.

Como antes, la piedra que está en la memoria (en la parte de las decenas) se traslada a la siguiente fila de la yupana, la de las centenas. Y de nuevo, se incorporan las piedras del lateral, que en este caso son 7, a la zona de la yupana, y cuando se complete la fila se quitan las 10 piedras y se coloca una en la memoria, dejando sitio para continuar colocando las piedras del lateral. Y no nos olvidemos de subir la piedra de la memoria, a la siguiente fila, en este caso, la de las unidades de millar (como se muestra en la siguiente imagen). Como ya no hay más piedras en el lateral para añadir se ha concluido la suma y el número que queda representado es el resultado, 489 + 754 = 1.243.

La interpretación de Glynn de la yupana de Poma de Ayala ha alcanzado cierta popularidad y se está utilizando en la enseñanza, como una nueva herramienta didáctica.

Existen más interpretaciones del ábaco inca que aparece en la ilustración de la Nueva corónica i buen gobierno de Felipe Guamán Poma de Ayala, algunas abandonan la condición de decimal del sistema de numeración y otros la condición de ser un sistema posicional. Pero de estas otras interpretaciones más modernas hablaremos en otra ocasión.

Dos yupanas del Perú (siglos XV-XVI), que se encuentran en el museo Raccolte extraeuropee del Castello Sforzesco, de Milán

Bibliografía

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

2.- Carlos Radicati de Primeglio, El sistema contable de los Incas, Yupana y Quipu, Librería Studium, 1976.

3.- Carlos Radicati de Primeglio, Estudios sobre los quipus, UNMSM, Fondo Editorial; COFIDE; Istituto Italiano di Cultura, 2006.

4.- Diego Pareja, Instrumentos prehispánicos de cálculo: el quipu y la yupana, revista Integración, Departamento de Matemáticas UIS, vol. 4, n. 1, p. 37-55, 1986.

5.- Felipe Guamán Poma de Ayala, Nueva corónica i buen gobierno, 1615. Versión online en la Biblioteca Real Danesa

6.- José de Acosta, Historia natural y moral de las Indias, 1589. Versión online en la Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes, 1999.

7.- George Gheverghese Joseph, La creta del pavo real, Las matemáticas y sus raíces no europeas, Pirámide, 1996.

8.- Henry Wassen, The ancient Peruvian abacus, Comparative Ethnological Studies 9, p. 191-205, 1931.

9.- William Burns Glynn, La Tabla de Cálculo de los Incas, Lima, 1981.

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 Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Juegos matemáticos con tabletas de chocolate

Juanma Gallego Isolamendu kronikoa ezarri dietenean, arratoiak erasokorragoak bihurtzen direla frogatu dute zientzialariek, haien garunean sustantzia kimiko berezi bat sortzen dutelako.

Ezaugarri komuna dute erlijio monoteistek. Haien profetek, gehienetan, isolamenduan aurkitu dute inspirazioa. Ezaguna da Jesukristo 40 egunez basamortuan izan zela, eta bertan deabruaren tentazioei muzin egin ziela. Mahomak ere egun osoak eman zituen Hira mendiko kobazulo batean, isolatuta. Testamendu zaharrean eta Toran, profeta askok isolamendua baliatu dute judutarren jainkoaren hitzak entzuteko. Erlijio horietako jarraitzailerik sutsuenek ere bide hori jarraitu dute. Euskal Herriko hainbat lekutan aurki daitezke, adibidez, harrian zizelkatutako koba artifizialak, Erdi Aroan landutakoak. Profeten bidea urratu nahian, hara joaten ziren eremitak, gainerako mundutik urrunduta. Halako egoeretan errazagoa dirudi inspirazioa aurkitzea; garunean zerbaitek klik egiten duela ematen du. Inspiraziorako zein eromenerako bidea zabal dezake klik horrek; muga lausoa baitago egoera horien artean.

1. irudia: Isolamenduak eulien eta arratoien garunean duen eragina frogatu dute, eta uste dute antzeko prozesua jazo daitekeela ere gizakiengan. (Argazkia: Jake Oates / Unsplash)

Profetek basamortuan eta liburu sakratuetan jainkoaren hitza bilatzen duten modu berean, zientzialariek garunean izaten diren prozesu molekularrak gertutik jarraitzen dituzte, bertan izaten diren aldaketetan mundua ulertu nahian. Orain klik horietako bat aurkitu berri dute.

Ohi bezala, arratoiak baliatu dituzte garunaren inguruko ezagutza handitzeko. Eta frogatu dute isolamendu kronikoak eragin garrantzitsua duela garunean. Aurkitu dituzten prozesuek gizakiengan antzeko modu batean funtziona dezaketela uste dute. Azken helburua garbia da: buruko asaldurak sendatzeko irtenbide bat aurkitzea.

Caltech Kaliforniako Teknologia Institutuko ikertzaileek aurkitu dute denbora asko isolatuta ematen duten arratoiek sustantzia kimiko berezia sortzen dutela garunean, eta horrek erasokorragoak eta beldurtiagoak bihurtzen dituela ikusi dute. Cell aldizkarian argitaratu dituzte emaitzak.

Besteak beste, arratoi ezezagunen aurrean oldarkorragoak dira isolatutako animaliak; etengabeko beldurra dute, eta eraso bat suposatu ditzaketen estimuluen aurreko hipersentsibilitatea erakusten dute ere. Ikertzaileek nabarmendu dutenez, isolatze luzeak baino ez ditu eragiten arazo hauek, bi aste ingurukoak. 24 orduko isolatzeak, aldiz, ez omen du horrelako aldaketarik sortzen.

Eulietan ere

Aurreko ikerketa batean Drosophila euli ezaguna erabili zuten bakardadearen eragina aztertzeko, eta orduan ikusi zuten takikinina izeneko neuropeptidoak zeresanik bazuela isolamendu egoeran gertatzen den oldarkortasuna areagotzeko orduan (neuropeptidoek mezulari lanak egiten dituzte organismoan, mezu kimikoen bitartez). Horregatik, molekula horrek ugaztunetan eragin berdina ote duen aztertu nahi izan dute.

Arratoietan Tac2 geneak neurokinina B (NkB) neuropeptidoa kodetzen du. Portaera emozionalarekin eta sozialarekin lotuta dauden garunaren eremuetan sortzen da neurokinina: amigdalan eta hipotalamoan. Denbora luzez isolatuta egoteak Tac2 genearen espresioa handitzen du, eta, ondorioz, neurokinina zabaltzen da garunean. Ezaguna da neuropeptido hau erasokortasunari lotuta dagoela; besteak beste,nerabezaroan amorruaren handitzea ekarri ohi du.
Ikertzaileek osanetant izeneko botika erabili dute hainbat arratoitan neuropeptidoaren errezeptoreak kimikoki indargabetzeko. Botika hori berez eskizofrenia eta nahasmendu bipolarra sendatzeko garatua izan zen. Baina, botika ziurra izanda ere, gaitz hauei aurre egiteko eraginkorrik ez zen. Halere, kasu honetan ikusi dute botikari esker arratoiek berriro ere estresik gabe jarduten dutela. Tac2 genearen eragina handitzeko kontrako bidea jorratu dutenean, berriz, arratoiek estresa garatu dute.

2. irudia: Aurreko lan batean David J. Anderson neurobiologoaren laborategian eulien oldarkortasuna aztertu zuten. Argazkian, laborategi horretan hartutako irudi bat. (Argazkia: Eric Hoopfer / Caltech)

Behin oldarkortasunaren “etengailua” aurkituta, zientzialariek garuneko eremu zehatzetan egin dituzte probak. Ikusi dute Tac2/NkB prozesuaren eragina ez dela berdina izaten garun osoan. Aitzitik, garunaren hainbat lekutan sortzen da, eta hauetako isuri bakoitzak portaerari lotutako aldaketa desberdinak eragiten ditu. Horrela aurkitu dute, adibidez, amigdalan Tac2 genearen eragina kentzean beldurrari lotutako portaerak gutxitzen direla, baina erasokortasunari lotutakoak bere horretan mantentzen direla. Hipotalamoan eginez gero, berriz, beldurra mantentzen da, baina ez, ordea, erasokortasuna. Isolatutako arratoiak hain dira erasokorrak, ezen normalean ezin baitituzte bueltatu arratoi taldeetara. Halere, botika horrekin tratamendua jaso ondoren, erasoak geldiarazi dituzte.

Zientzialariek espero dute ikerketa hau baliagarria izatea gizakiengan buruko gaitzak sendatzeko bide berriak aurkitzeko. Orain arte neurologoek erabiltzen duten estrategia serotonina eta dopamina bezalako neurotransmisoreetan datza: hauek manipulatuz gaitza sendatzen saiatzen dira, baina manipulazio horrek albo ondorioak ditu.

Ikerketa garatu duen laborategiko buru David J. Anderson neurobiologoak azaldu du intsektuetan zein ugaztunetan antzeko prozesuak aurkitzeak itxaropena pizten duela: “frutaren eulietatik arratoietara funtzio hau nolabait mantendu izanak pentsarazten dit peptido honek rol bat izan dezakeela estres mota batzuetan, eta baita estresak giza garunetan eragiten dituen ondorioetan ere”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zelikowsky M. et al (2018). The neuropeptide Tac2 controls a distributed brain state induced by chronic social isolation stress, Cell, Volume 173, Issue 5, p1265–1279.e19, 17 May 2018. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.03.037

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

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Fuente: San Diego Zoo

El tamaño de los animales es una variable que ha de ser tenida en cuenta siempre que estudiemos su funcionamiento. La razón de su importancia es que un buen número de funciones cursan a velocidades que dependen del tamaño, pero esa dependencia no corresponde a una proporcionalidad lineal estricta. El caso mejor conocido y de más profundas implicaciones es el de la tasa metabólica, que expresa la velocidad a la que transcurre el conjunto de reacciones químicas que configuran el metabolismo de un organismo.

Como vimos aquí, la tasa metabólica de un animal en reposo depende de su masa de acuerdo con la función potencial M = a Wb. En tal ecuación el coeficiente a puede tomar valores diversos dependiendo de las condiciones ambientales en que se encuentra el animal y de otras circunstancias, y la potencia b toma valores que pueden diferir entre especies y condiciones ambientales, pero que, para el conjunto de animales, es de 0,75. Por lo tanto, la tasa metabólica específica de masa (M/W) puede expresarse de acuerdo con la ecuación M/W = a Wb W-1 = a Wb-1 y, por lo tanto M/W = a W-0.25. O sea, la tasa metabólica es mayor cuanto menor es el tamaño de los animales.

Tasa metabólica en función de la masa. Fuente: Singer, Dominique. (2006). Human Hibernation for Space Flight: Utopistic Vision or Realistic Possibility?. Journal of the British Interplanetary Society. 59. 139-143.

Todas las actividades animales (a las que se hizo referencia aquí) conllevan gasto de energía, por lo que requieren su suministro en forma de ATP o moléculas equivalentes. Y en la inmensa mayoría de los casos ese suministro se produce gracias al catabolismo de sustratos energéticos que utiliza el O2 como aceptor final de electrones en la cadena respiratoria mitocondrial (lo vimos aquí). Por ello, el consumo de oxígeno (VO2) constituye el indicador universal del nivel que alcanza el conjunto de actividades que constituyen el metabolismo.

Dado que, como se ha señalado, la actividad metabólica varía en función de la masa de los animales de acuerdo con una función potencial en la que b vale 0.75, interesa indagar acerca de la dependencia existente entre las variables implicadas en la captación de oxígeno del exterior y el tamaño. Y para ello, debemos expresar el consumo de oxígeno en función de los parámetros respiratorios relevantes. Así, VO2 = Va (Ci –Ce), siendo Va la tasa ventilatoria -que es el volumen de medio respiratorio que intercambia el órgano respiratorio con el exterior por unidad de tiempo-, y (Ci – Ce), la diferencia de concentración de oxígeno entre las corrientes inhalante y exhalante.

La diferencia entre las concentraciones inhalante y exhalante de oxígeno es, para la generalidad de los animales, independiente del tamaño. En términos matemáticos la potencia que relaciona la diferencia entre esas concentraciones y la masa de los animales es igual a 0; o sea, (Ci – Ce) = a’ W0. La tasa ventilatoria, sin embargo, sí varía con el tamaño, y lo hace de acuerdo con una dependencia similar a la del metabolismo. Aunque el valor de b puede variar entre especies, si se consideran en conjunto las aves y los mamíferos (que son los grupos para los que se dispone de mayor volumen y mejor información), ese valor no difiere significativamente de 0.75. Así pues, Va = a’’ W0.75, como cabía esperar, puesto que si VO2 = a W0.75y (Ci – Ce) = a’ W0, y dado que Va = VO2/(Ci – Ce), entonces Va = a/a’ W0.75 – 0; o sea, Va = a’’ W0.75. En definitiva, cuanto mayor es el tamaño de un animal mayor es su tasa ventilatoria, pero esta última crece más lentamente cuanto más crece aquel o, lo que es lo mismo, la diferencia entre dos animales de distinto tamaño no es de la misma magnitud relativa que la diferencia entre los tamaños, sino que la tasa ventilatoria aumenta en menor medida que lo hace la masa del animal.

Por otro lado, la tasa ventilatoria es, a su vez, el producto entre la frecuencia respiratoria o número de ciclos respiratorios por unidad de tiempo (fc) y el volumen corriente (en inglés tidal volume) (VC): Va = fc VC. El volumen pulmonar y el volumen traqueal de aves y mamíferos son linealmente proporcionales a la masa del animal. Parece lógico, por ello, que el volumen corriente exhiba el mismo tipo de dependencia con el tamaño. En efecto, VC = a’’’ W1. Eso sí, la frecuencia respiratoria disminuye cuanto mayor es un animal de acuerdo con una función en la que la potencia que afecta a la masa vale -0.25; o sea: fc = a’’’’ W-0.25. Así ha de ser, dado que Va = a’’ W0.75 y VC = a’’’ W1, por lo que fr = a’’ W0.75/ a’’’ W1= a’’/a’’’ W0.75-1 = a’’’’ W-0.25. En definitiva, cuanto mayor es un animal, menor es la frecuencia de sus ciclos respiratorios, o lo que es lo mismo, respira más lentamente.

Fuentes:

William A. Calder III (1996): Size, Function and Life History. Dover Publications Inc, Mineola, NY, EEUU.

Knut Schmidt-Nielsen (1984): Scaling: Why Animal Size is so Important. Cambridge University Press, Cambridge, RU

Geoffrey W. West (2017): Scale. Penguin Random House, NY, EEUU

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

El artículo La función respiratoria depende del tamaño de los animales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La cianita o distena es un silicato de aluminio que se suele encontrar en rocas metamórficas. Es uno de los minerales indicadores para estimar la temperatura, presión y, por tanto, profundidad a la que ha estado sometida la roca.

A finales del siglo XIX los mineralogistas encontraron que el desarrollo de una rama de la física, la termodinámica, aportaba una perspectiva completamente diferente a la hora de considerar el origen de minerales y rocas. En especial la desarrollada por Josiah Willard Gibbs y que da lugar a una de las expresiones más simples, y profundas, sobre los sistemas en equilibrio: la regla de las fases.

La regla de las fases de Gibbs dice que el número de fases (F) en un sistema [1] más el número de grados de libertad (L) del sistema [2] siempre es igual al número de componentes (C) más 2. Esto es, F + L = C + 2.

Los mineralogistas empezaron a construir diagramas de fases para los minerales y rocas más comunes para intentar comprender la secuencia y manera en la que se formaban los distintos cristales. Esta línea de investigación supuso la aparición de los Estados Unidos en la escena investigadora internacional, hasta ese momento dominada por británicos, alemanes, franceses y suecos. Su necesidad de aparato matemático, su rupturismo con los enfoques tradicionales y su productividad contribuyeron a que el peso de la investigación mineralógica estuviese a comienzos del siglo XX a punto de cambiar de orilla atlántica.

Diagrama de fases para silicatos de aluminio.

En 1902 se funda el Instituto Carnegie de Washington, con una laboratorio equipado con todo lo necesario específicamente para el desarrollo de diagramas de fases. Gibbs explicaba su regla de las fases en su On the Equilibrium of Heterogeneous Substances (1878); 50 años después se publicaba The evolution of igneous rocks (1928) por parte de Norman Bowen, del Instituto Carnegie, en el que se recogían todos los fundamentos geoquímicos y geofísicos necesarios para el estudio de la formación de minerales y rocas, convirtiéndose en “el manual” de petrología por excelencia.

Pero, si bien la parte, digamos, final del proceso había quedado bastante clara, el tema recurrente del origen último de minerales y rocas no se solucionó entre las paredes de los laboratorios. De hecho, tantos los investigadores de bata como los de bota se alineaban en dos campos opuestos, y frecuentemente se comparaban con neptunistas y plutonistas del siglo XIX [3].

Pliegue tigmático en una migmatita. Las migmatitas se forman cuando parte de una roca metamórfica se funde y recristaliza en forma de roca ígnea, creándose una mezcla de roca metamórfica con roca ígnea. Se forman por efecto de temperaturas extremas sobre rocas preexistentes y no son el resultado de reacciones en estado sólido.

La clave de la discusión estaba en el origen de un grupo de rocas llamadas migmatitas [4], un término que creó Jakob Sederholm en 1907 para designar a un tipo de roca que es una mezcla de roca metamórfica y roca ígnea. Por una parte estaban los migmatistas, minoritarios, que creían que las migmatitas se formaban in situ al actuar distintos fluidos sobre rocas existentes convirtiéndolas en algo completamente diferente.

Por el otro estaban los magmatistas, encabezados por Bowen y Reginald Daly, de la Universidad de Harvard, que afirmaban que la composición de las migmatitas se debía a la intrusión de magma a partir de depósitos existentes bajo la corteza terrestre. Pero los magmatistas no eran un todo compacto pues en este bando estaban los creyentes en el magma único y los creyentes en la variedad de magma, además de los debates sobre si los magmas son entes homogéneos o tienen partes diferenciadas.

Las discusiones continuaron hasta la Segunda Guerra Mundial. Tras ella, nuevas técnicas de laboratorio y nuevos sistemas de exploración, especialmente la prospección del suelo marino, sugirieron nuevos derroteros para la investigación mineralógica.

Notas:

[1] Una fase es una parte homogénea de un sistema heterogéneo separada del resto de partes por una frontera distiguible; cada estructura cristalina es una fase, por tanto.

[2] Lo de los grados de libertad es asimilable al número de variables intensivas independientes del sistema, es decir, independientes de la masa, como la presión o la temperatura.

[3] La próxima entrega de esta serie estará dedicada en exclusiva a esta batalla. Solo avanzaremos que, al igual que la de evolucionistas y creacionistas en biología, la de neptunistas y plutonistas tiene un componente de guerra de religión.

[4] Del griego μιγμα, migma, mezcla.

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

El artículo Diagramas de fases, migmatistas y magmatistas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Angel Gomez Roldan Makina konplexu bat eten gabe lanean aritzen bada 30 urte, atzeratuta geratzen da halabeharrez, konponketetan eta hobekuntzetan aritu arren. Izan ere, nekez eskuratuko ditu makina horrek makina moderno batek dituen prestazioak eta teknologia aurreratua. Hori hala da garbigailuetan zein autoetan, edo, kasurako, teleskopioetan.

Joan den apirilean, hogeita zortzi urte bete zituen munduan den teleskopiorik ospetsuenak: Hubble espazio-teleskopioa, oraindik ere orbitan jarraitzen duena. Ikus ditzagun beraren inguruko zehaztapen batzuk. 1990.eko apirilaren 24an jaurtiki zen, eta egun 28.000 km egiten ditu orduko, Lurretik 600 km-ra. Zeruko milaka objekturen milioi bat behaketa egin ditu, eta 10.000 astronomok erabili dute, gero 15.000 ikerkuntza-artikulu argitaratzeko. Horrela, esan dezakegu inoiz egin den zientzia-tresnarik emankorrenetakoa dela teleskopio hau.

1. irudia: James Webb espazio-teleskopioaren irudi grafikoa. (Irudia: NASA/Jet Propulsion Laboratory)

Argi dago Hubble teleskopioak iraultza bat eragin zuela astronomian. Izan ere, astronautek aukera izan dute konponketak egiteko eta horri esker, luzaro bizi izan da teleskopioa. Hala ere, 2009.ean azken konponketa egin zitzaionetik, hasiak dira bere ordez erabiliko duten James Webb teleskopioan lanean.

Nolakoa izango da teleskopio hau? Ispilu primarioaren diametroa izaten da honelako aparailuaren ezaugarri nagusia, horren arabera mugatzen delako argia biltzeko ahalmena. Hori dela eta, esan beharrekoa da 2.4 metroko ispilu monolitiko bakarra duela Hubble zaharrak, baina 18 segmentu hexagonal izango dituela James Webb teleskopioak. Hori, 6.5 metroko irekieraren parekoa izango da gutxi gorabehera, hau da, bost aldiz handiagoa izango du biltzeko azalera.

2. irudia: Bi teleskopioetako ispiluen tamainen arteko erkaketa. Ezkerrera, Hublerena (2.4 m-ko diametroa) eta eskuinera Webbena (6.5 m-ko diametroa). (Irudia: NASA)

Egitasmoak hasiera batean Belaunaldi Berriko Espazio Teleskopioa izena hartu zuen, duela 20 urte. 10 m-koa egin nahi zuten, baina 6.5 m-ra jaitsi zuten azkenean, diru eta teknologia kontuak direla eta. Egun, bere kostua 9.000 milioi dolarretik gertu dabil. Horrelako kostua du hegazkin-ontzi nuklear batek esaterako. Egitasmo honetan elkarlanean ari dira NASA eta Europako eta Kanadako Espazio Agentziak, eta Webb izena jarri diote, Apollo egitasmoaren garai onetako NASAko administratzaileetako baten izena hartuta.

Teknologia-aurrerapen handiak daude teleskopio berrian. Zerbait azpimarratze aldera, ispilu primario segmentatua du. Hiru zatitan jaurtiko da espaziora eta geroago espazioan muntatuko dira; optika-aparailuak berilioz eginak dira, eta materiala oso arina eta sendoa da; gainera, hozkailu kriogenikoak izango ditu, teleskopioko detektoreak 7ºK-era jaisteko. Horrela, infragorriko behaketa hobetu egingo da, hain zuzen ere infragorriaren esparruan arituko delako teleskopioa.

Eraikitze lanetan zortzi urte eman dituztela, prest daude dagoeneko osagai guztiak. Azpimarratu beharrekoak dira ispilu primarioko hexagono segmentuak, urrezko geruza mikrometriko batez estaliak. Geruza hau bereziki islatzailea da infragorrian. Bereziak dira beste lau tresna hauek ere: infragorri hurbileko kamara eta espektrometro objektuanitza, infragorri ertaineko espektrografo objektuanitza, eta iragazki sintonizagarriko kamara. Espektroa 0.6 eta 2.7 nanometroen artean egongo da, eta argi ikusgarria ere nolabait detektatzeko ahalmena izango du.

Bideoa: Harrigarriro erakusten da hemen nola muntatuko diren teleskopioa eta bere babes-pantaila. Azken hau, tenis-zelai baten tamainakoa da, eta babestu egiten du teleskopioa Lurraren eta Eguzkiaren argitik, aparailu optikoek eraginik jasan ez dezaten.

Lau esparru finkatu dira teleskopiorako. Horrelako izen pizgarriak jarri zaizkie esparruei:

1. Garai Ilunen Amaiera: Lehenengo Argia eta Berionizazioa.
2. Galaxien elkarretaratzea.
3. Izarren jaiotza eta Izarren eta Sistema Protoplanetarioen jaiotza.
4. Planeta Sistemak eta Bizitzaren jatorria. Horrela, unibertsoaren etapa guztiak aztertuko dira, Big Bang ondoko lehenengo distiretatik, Lurraren antzera bizitza gordetzeko ahalmena daukaten planeta-sistemen sorkuntzaraino. Gure Eguzkia Sistema bera ere aztertuko da.

3. irudia: James Webb teleskopioa, huts-kamerara sartu baino lehen; kameran espazioaren baldintza bortitz berberen pean ezartzen da, tenperatura kriogenikoetan alegia. Ispilu primarioaren segmentuak urrezko geruza islatzaile batez estalita dago. (Irudia: NASA)

Bestetik, Hubblerenak ehunka kilometroko orbita egiten du Lurraren inguruan, baina Webbena Lurretik 1.5 milioi kilometrora kokatuko da Eguzkia-Lurra-teleskopioa lerroa eginez. Lagrange 2 edo L2 izeneko gunean, orekatu egiten dira Eguzkiaren, Lurraren eta bertan kokatuko da teleskopio berria. Webbena baina askoz ere egokiagoa izango da behaketak egiteko. Hala ere, askoz ere jasankorragoa eta fidagarriagoa izan beharko da, ez baita astronautak konponketak egitera joateko modurik izango. Gainera, oso handia izango da (6.500 kg-ko pisua) eta beraz, jaurtitzeko gailua Ariane 5 ECA europarraren aldaerarik indartsuena izan beharko da. Horrela bada, atzerapen handiak egon dira, teknologia- eta diru-zailtasun handiak gainditu behar izan direlako. Izan ere, Amerikako Estatu Batuetako Espazio Agentziak izugarri murriztu ditu aurrekontuak. Edonola, 2020.eko maiatzean jaurtiko da, Kourou espazio-portutik (Guayana Frantziarra).

Azkenik, aurreikusten da gutxienez bost urte iraungo duela, baina 10 urterako erregaia eramango du. Ondo bidean, 2030.era arte iraungo du. Bitartean, Lurrean bertan eraikitzen ari dira beste bi teleskopio erraldoi (30 eta 40 m-koak). Hurrengo hamarkadaren bukaera aldean jarriko dira abian. Zein gauza miresgarri aurkituko ditugu gailu hauen bidez? Zientzian beti egiten dira sumatu ere ezin egin daitezkeen aurkikuntzak.

Informazio osagarria: James Webb Space Telescope

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Egileaz: Ángel Gómez Roldán (@AgomezRoldan) Astronomia aldizkariko editore nagusia da.

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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola (@JCOdriozola).

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