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Uxue Razkin

Biologia

Itsaspeko eremu berri bat aurkitu dute: arrarofotikoa eta bertan arrain asko daudela ohartu dira ikertzaileak. Murgilaldiak Curaçao uhartearen hegoaldean dagoen uharri eremu batean egin dituzte, Venezuelako ipar-mendebaldean. 80 murgilaldi inguru izan dira. Ontzi horrekin 309 metroko sakonera heltzeko aukera izan dute. Horiei esker, itsas eremu berria aurkitu dute: arrarofotikoa, 130 eta 300 metro arteko sakoneran kokatu dutena. Aztertutako 71 espezietatik, 31 bertan bizi dira batez ere.Ikertzaileek uste dute uharrietako eremurik sakonenek babesleku gisa funtzionatzen dutela.

Malgutasun izugarria du narra-txakurren bihotzak. Artikuluak ematen dizkigun datuen arabera, lo daudenean txakurren bihotz-taupadaren maiztasuna 40-60 min-1-koa da, 80-100 min-1-ko baliora igotzen da ibilian doazen txakurretan. Lasterketa aurreko urduritasunagatik 100-150 min-1-ra igotzen da eta 300 min-1-raino lasterka egiten dutenean. Narra-txakurrek ahalmen metaboliko ikaragarria dute. Lasterka ari diren artean indar handia garatzen dute eta, hala ere, urrun daude garatu dezaketen indar handienetik.

Beatriz Fernandez (Bilbo, 1984) Antartikatik itzuli da. Bertan, EHUko ikertzaile talde batek hilabetez ikertu du nola irauten duten bizirik likenek eta goroldioek euren ehunetan urik gabe. Topstep proiektuaren baitan, helburua ekoizpen masiboaren eta landareek sufritzen duten estresaren arteko erlazioa topatzea da, Fernandezek dioenez. “Antartikan, zera jakin nahi genuen: nola eusten dieten landareek tenperatura hotzei eta ur likidorik gabeko garai luzeei”, gehitzen du ikertzaileak. Antartikan topatutako landareei dagokienez, bi hodidun landare espezie besterik ez daude eta horietako bat ere ikertu dute. Biomasari dagokionez, ikertzaileak dio Antartikako kosta eremua aberatsa dela: “Esaterako, 400 liken espezie baino gehiago topa ditzakegu bertan”.

Neurozientziak

Ugaztunen helduaroan zehar, neuronak sortzen dira garunaren hipokanpoan memoriarekin lotutako funtzioentzat lagungarri delarik. Gizakietan ere hori gertatzen zela uste zen, baina orain argitaratu den ikerketa batek zalantzan jarri du hori. Asiako, Europako eta AEBko hainbat unibertsitatetako zientzialariek elkarlanean egindako ikerketa zabal baten arabera, hipokanpoan gertatzen den neuronen sorkuntza gelditu egiten da heldu egiten garenean. Hipokanpoko neurona berrien kopurua murrizten da jaio ostean eta helduaroan ez dago sorkuntzarik.

Ingeniaritza eta teknologia

2018. urtea mugarritzat edukiko duten hamar teknologien zerrenda argitaratu du Massachusetts Institute of Technologyk eta Berriak jaso ditu artikulu interesgarri honetan. Adibidez, hiru dimentsioko inpresioak ez du ekarri benetako iraultza oraindik plastikoarekin egin delako. MITen arabera, metalezko piezak merke eta azkar inprimatu ahal izateak aldatuko du hori. Horren harira, azpimarratu dute 90.000 euro baino merkeagoa den lehen Metal 3D inprimagailua merkaturatu dutela azken hilabeteotan. Halaber, ugaztunak artifizialki ugaltzeko bidea zabalik dagoela ohartarazi dute. AEBko Michigango Unibertsitatean eta Rockefeller Unibertsitatean dagoeneko ari dira giza enbrioi artifizialak sortzen zelula amekin. Argitaratutako zerrenda horretan bada lekua aurikular itzultzaileentzat. Hizkuntza batetik bestera hitz egin ahala itzultzen duten gailuen urtea izango da aurten, MITen arabera. Badaude beste teknologia adibide batzuk artikuluan. Ez galdu!

5G sistemen ezaugarri berritzaile bat, aurreko arkitekturekin konparatuta, datu eta kontrol mailen bereizketa da. Lan honek ziklo kognitibo zentralizatu eta banatuen erabilera konbinatua aztertzen du 5G sareen maila ezberdinetan parte hartuz. Bereziki, cloudean oinarritutako maila anitzeko ziklo kognitiboa aurkezten du, 5G arkitekturaren kontrol- eta kudeaketa-atazak bermatzeko. Ondorioz, maila baxuko ziklo kognitibo banatuak erabaki logika erabiltzailearen aldirian mantentzen du. Baina, era berean, operazio informazio baliagarria cloud zerbitzarietara igotzen da.

Leeuwenhoeken mikroskopio iraultzaileen sekretua argitu dute. XVII. mendean, Anton van Leeuwenhoek, berak egindako mikroskopioei esker, inork ikusten ez zituen gauzak ikusten hasi zen. Lenteetan zegoen gakoa. Guztira, bostehun bat mikroskopio egin zituen. Orain, Delfteko ikertzaileek aztertu dute hark erabilitako bat eta ikusi dute haren lentea nola egina dagoen. Orain jakin nahi dute beira-mota bereziren bat erabiltzen ote zuen.

Paleontologia

Duela 90.000 urte neandertalek landutako zurezko tresnak aurkitu dituzte Aranbaltzan. 2013an hasi ziren aztertzen Barrikan dagoen aztarnategia. Orain arteko informazioari esker, jakin badakigu neandertal-taldeen bizileku izan zela duela 100.000 eta 44.000 urteen artean eta orain jakin da duela 90.000 urte landutako zurezko tresnak zuedela. Joseba Rios Garaizarrek (CENIEH) zuzendu du ikerketa eta harentzat “izugarrizko aurkikuntza da”. Tresnen artean, 15 cm-ko objektu zorrotz bat nabarmentzen da. Analisiak egin ondoren, zehaztu dute haginezko adar bat landuta eta sutan gogortuta egin zutela, eta lurrean zuloak egiteko erabili zutela.

Emakumeak zientzian

Ada Yonathek Kimikako Nobel Saria jaso zuen 2009.urtean. Haren aurkikuntza ezagutu nahi duzu? Bada, 80ko hamarkadan, israeldarrak argitu zituen erribosomaren egitura eta bere izaeran parte hartzen duten mekanismoak; hala nola, proteinen biosintesia. Ildo horri jarraiki, antibiotikoak aukeratzeko oinarri estrukturala argitu zuen. Horrela, bide berri bat ireki zuen antibiotikoak patogenoen erribosomari zuzenean eragiteko, antibiotikoen erresistentziari kontra eginez. Halaber, egitura biologikoetan kristalografia aztertzeko teknika berri bat sortu zuen: krio bio-kristalografia. Horrekin erribosoma bat nolakoa zen ezagutu zuen, hiru dimentsiotan irudikatu baitzuen.

Gailu informatikoen barruan gertatzen dena azaltzen digu Code.org-k. Horretarako bideo sorta bat aurkeztu digute. “Howcomputerswork” deitu diote bideo serie horri. Bertan, teknologia digitalaren munduan dabiltzan emakume batzuk aurkezten dizkigute.

Medikuntza

Kimika, fisika, biologia, ingeniaritza eta medikuntzaren alorrean aritzen diren zientzialariak bildu dira Donostian, ESMI Europako Irudi Molekularreko Elkarteak antolatutako kongresuan aste honetan. Irudi molekularreko teknikak izan dira mintzagai eta hauek nola erabilgarriak diren gaixotasunak garapenaren lehen faseetatik antzemateko eta tratamenduen aurrean organismoak ematen duen erantzuna ebaluatzeko.“Tresna horiei esker, aukera dugu bizidunetan gertatzen diren prozesu biologikoak aztertzeko, betiere modu ez-inbaditzaile batean, hau da, kalterik sortu gabe”, azaldu du CIC Biomaguneko ikertzaile Jordi Llop-ek.

Gizonentzako pilula antisorgailu bat segurua dela frogatu dute. Albo-ondorio nagusienak hauexek ziren: aknea, aldarte-aldaketak, depresioa eta gizentzea. Orain, ondorio txarri ez duen pilula bat aurkeztu du Washingtongo Unibertsitateak. Halere, hau saio klinikoen hasiera besterik ez da izan. Oraindik eraginkorra dela frogatu behar dute eta ondoren, dosiak zeintzuk izango diren zehazteko probak egin.

Osteoporosia gaztarotik prebeni daiteke, jarduera fisiko moderatu-biziarekin eta bai kaltzioan bai D bitaminan aberatsa den dietarekin, UPV/EHUko ikerketa baten arabera. Egoera fisikoarekin eta dietarekin lotu da gaixotasuna; hau da, jarduera moderatu-bizia eta inpaktuzko kirolak gomendagarriak dira, dieta egokiarekin lagunduta, betiere gehiegikerietan erortzen ez bagara.

Genetika

Generik ikertuen artean, beste adibide bat aurkeztu digute: APOE. Gene hau kolesterola eta antzeko molekulen prozesamendurako oso garrantzitsua da. Bereziki gibelean eta giltzurrunetan aktiboa da. Beste prozesu batzuekin ere lotura dauka: Alzheimer gaixotasunean, sistema immunologikoan eta kognizioan.

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

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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.

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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.

El cine no es más que la combinación del arte de la narrativa y el avance tecnológico. Lo sabe y lo explica como nadie Carolina Jiménez, artista de efectos especiales digitales para el cine que ha participado y participa en algunas de las superproducciones más conocidas de los últimos años.

Carolina Jiménez: Ciencia y cine, avanzando de la mano

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

El artículo Naukas Bilbao 2017 – Carolina Jiménez: Ciencia y cine, avanzando de la mano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Naukas Bilbao 2017 – Álex Méndez: Luz de luna
2. Naukas Bilbao 2017 – Teresa Valdés-Solís: Limpia, fija y da esplendor
3. Naukas Bilbao 2017 – Ignacio López-Goñi: Las bacterias también se vacunan

Zenbait bakteriok ezin diote fagozitosiari aurre egin eta makrofagoak, sistema inmunearen zelulak, Troya zaldi gisa erabiltzen dituzte. NuRCaMein-ek azaltzen digu A new pathway to avoid macrophage pathogenic infections

Bestelako primateek baino gutxiago lo egiteaz gain, beharko luketen baino gutxiago egiten dute lo gizakiek, bizi estiloari dagozkion hainbat faktore kontuan izanik. Zergatik? Rosa García-Verdugok Humans, the non-sleeping primates

Atomo bat imajinatzeko eskatuk banizu, zientzia fisikoetako egungo ereduekin zerikusirik ez duen zerbait imajinatuko duzu, ziur aski. DIPC-ko jendea Our current image of atoms

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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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Un equipo de investigación de la UPV/EHU ha desarrollado un fibra óptica con dopantes híbridos que concentra la luz solar con un rendimiento alto y un coste bajo. Hasta ahora nunca se había utilizado como concentrador solar una fibra óptica de plástico que combina componentes orgánicos e inorgánicos.

Imagen: Itxaso Parola / UPV/EHU

Los resultados muestran que el rendimiento de la fibra al concentrar y transportar luz solar es alto, y que, conectado a células fotovoltaicas, resulta ser un sistema muy apropiado para suministrar electricidad a pequeños dispositivos.

Tan solo un 3 % de la energía consumida en 2017 proviene de sistemas eólicos, solares y de biomasa; los expertos, sin embargo, creen que actualmente la obtención de energía solar tiene las mayores perspectivas de crecimiento. No cabe duda de que siempre dispondremos de energía solar, y además de aprovecharla utilizando huertos solares, también se pueden utilizar sistemas más pequeños integrados en diversos espacios (en casas, tejados, etc.).

A nivel mundial se están llevando a cabo muchos estudios de mejora de células solares fotovoltaicas. Las células fotovoltaicas más avanzadas hasta el momento son las de silicio, pero son muchos los aspectos que necesitan ser mejorados: las fuentes de silicio son limitadas; las instalaciones requieren de grandes superficies; son necesarios sistemas de seguimiento solar, así como luz solar directa; su rendimiento disminuye mucho en días nublados o con luz difusa, etc. En definitiva, todavía resulta caro disponer de la energía solar.

Precisamente, en una investigación llevada a cabo por los departamentos de Física Aplicada I e Ingeniería de Comunicaciones de la UPV/EHU, en colaboración con el grupo Applied Organic Materials de la Universidad Técnica de Brunswick, han conseguido una fibra óptica de plástico con dopante híbrido que servirá para producir energía a pequeña escala. Para mejorar las características de la fibra óptica han añadido al polímero un dopante compuesto por substancias tanto orgánicas como inorgánicas. “Podrá utilizarse con células fotovoltaicas que alimenten pequeños dispositivos o sensores, y podría tener una gran potencialidad en el mercado de la fotovoltaica integrada en edificios o edificación verde —explica Itxaso Parola, autora de la investigación—. Además, conectada a fibras pasivas, se puede transportar la luz desde un extremo al otro de la fibra, y así, servir para alimentar dispositivos alejados de la fuente de energía”.

“La fibra óptica de plástico con dopante híbrido funciona como un concentrador solar luminiscente: absorbe la luz solar y la emite a una mayor longitud de onda; transporta la luz al extremo de la fibra, por reflexión interna total, y en el extremo de la fibra se coloca la célula fotovoltaica —explica Parola—. Es la primera vez que se utilizan para ese fin fibras ópticas de plástico que combinan componentes orgánicos e inorgánicos”. Asimismo, la investigadora de la UPV/EHU ha destacado que, como otros concentradores luminiscentes, este también resulta muy apropiado para obtener energía solar en espacios situados en sombra y en días nublados.

Según los resultados de las medidas llevadas a cabo, una fibra de 6 cm de longitud puede llegar a concentrar un tercio de la luz que emite el sol un día soleado de verano, y en opinión de la investigadora “ese resultado es muy bueno”. Han medido el rendimiento de la fibra en diversas condiciones ambientales y de iluminación, y “hemos observado que tiene un buen rendimiento en todos los casos, aunque el rendimiento es incluso algo mayor cuando la luz no incide directamente en la fibra. Esa característica es muy positiva teniendo en cuenta que el rendimiento de las células de silicio es muy pequeño en días nublados o de luz difusa”, comenta. Aunque la investigadora ha reconocido que cuando la fibra es muy larga la luz que se transporta por el interior se debilita, “con una sola fibra de 6 m de longitud hemos conseguido concentrar una intensidad de luz 1,3 veces mayor que la luz directa del sol”, detalla.

Tal como afirma la investigadora, es mucho más barato preparar sistemas como este que utilizar mayores superficies de células de silicio. De todas formas, Parola reconoce que es necesario investigar más en este campo para arrojar luz sobre varios aspectos: “Nosotros hemos realizado experimentos utilizando una única fibra, pero se necesitarían haces de fibras para poder cubrir el área activa de una célula fotovoltaica. Por otra parte, la superficie de las células fotovoltaicas es cuadrada, y al cubrir esa superficie con fibras cilíndricas siempre quedarán pequeñas zonas que no obtendrán luz. Ahora, estamos probando con diferentes diámetros de fibra; cuando la fibra es más gruesa pierde flexibilidad, pero, al mismo tiempo, absorbe más luz. Todavía tenemos mucho que investigar, pero los resultados son muy prometedores”.

Referencia:

I. Parola, D. Zaremba, R. Evert, J. Kielhorn, F. Jakobs, M. A. Illarramendi, J. Zubia, W. Kowalsky, Hans-Hermann Johannes (2018) “High performance fluorescent fiber solar concentrators employing double‐doped polymer optical fibers” Solar Energy Materials and Solar Cells. DOI: 10.1016/j.solmat.2018.01.013

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

El artículo Una fibra óptica de plástico actúa como concentrador solar luminiscence se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Usar el cine para hablar de ciencia es algo que suelo hacer habitualmente, y muchas películas se prestan a ser analizadas desde un punto de vista biológico, y eso es lo que vamos a hacer hoy con La forma del agua. Lo primero que me gustaría comentar sobre ella es que he quedado maravillado con esta nueva película del director mexicano Guillermo del Toro, y me ha recordado a lo mucho que disfruté con su obra El laberinto del fauno. Y es que como se oye mucho por ahí, los monstruos de este cineasta son maravillosos. Si encima me dan la excusa para poder hablar de biología, pues ya tenemos la película perfecta. Pocos Premios de la Academia para mi gusto ha ganado. Cabe recordar que La forma del agua se ha llevado el Oscar a la mejor película, al mejor director, a la mejor banda sonora y al mejor diseño de dirección; un total de cuatro estatuillas de las trece nominaciones que tenía.

Cartel de la forma del agua

Pero empecemos por el principio. ¿De qué trata está película? Si hay que hacer un resumen, tenemos que decir que va sobre el amor, el amor en sus múltiples facetas. Es una oda al amor, claramente. Un precioso cuento de amor en el que uno queda atrapado desde que empiezan las primeras palabras a narrar la historia, acompañadas de unas bellas imágenes cuidadas al máximo. Y es que está claro que ese es otro de los puntos fuertes de la película, la fotografía, que junto con la magnífica banda sonora, terminan de conformar esta maravillosa historia que ha cautivado a tanta gente.

El inicio de la película

Intentaremos que no haya spoilers en el post, pero está claro que tengo que contar algunos detalles, así que si alguien no quiere que le adelante algún detalle tiene que dejar de leer aquí, aunque me voy a centrar solo en la parte biológica que concierne a la criatura y no en la historia que se relata. Y es que esta criatura me ha cautivado a muchos niveles, y nos va a dar pie para que hablemos de detalles biológicos interesantes, que podemos conocer a lo largo del metraje de la película.

La criatura de La forma del agua

Muchos, al verla la primera vez, no hemos podido evitar acordarnos de otro de los monstruos clásicos del cine, La criatura de la Laguna Negra, de la película homónima de 1954 (Creature from the Black Lagoon), que fue titulada en español La mujer y el monstruo. Y es que el propio director, Guillermo del Toro, ha reconocido que esta película marcó su vida cuando la vio de pequeño.

“Tenía seis años cuando vi El Monstruo de la Laguna Negra en la televisión y hubo tres cosas que despertó en mí, la primera que no revelaré; la segunda fue la imagen más hermosa que había visto, me sentí abrumado por la belleza; y la tercera cosa fue que en realidad esperaba que terminaran juntos y no lo hicieron…”

La Criatura de la Laguna Negra

Tengo que reconocer que la primera frase que se nos puede pasar a la mayoría por la cabeza cuando vemos a la criatura es: – Vaya bicho más feo -, pero yo tuve la sensación contraria, me parecía una criatura de gran belleza, magnífica, digna de admiración, por lo que ahí coincido con las palabras de Del Toro, que no había leído hasta que me he puesto a buscar información para escribir esta reseña. Y es que el monstruo está perfectamente diseñado, con un cuidado extremo de todos los detalles, para que nos guste; lo que contrasta muchísimo con el disfraz, mas bien cutre, de la película de 1954, cosa que por otro lado es normal. Los monstruos de las películas antiguas nos suelen parecer mas feos casi siempre.

Comparativa

Según se narra al inicio de la película, cuando traen al monstruo a un laboratorio secreto del Gobierno, se habla de que lo encontraron en Sudamérica, del mismo modo que la Criatura de la Laguna Negra fue encontrado por un paleontólogo en el Amazonas, por lo que ambas tienen el mismo origen. El ser tiene aspecto de anfibio, y desde el primer momento se deja ver su piel húmeda y suave, aunque en algunas partes de la película se pueden intuir algo parecido a escamas, más o menos de gran tamaño que me hicieron dudar de la naturaleza de dicha criatura. Es más, atendiendo a ciertas características, podemos dudar de si estamos ante un anfibio estricto o si es un paso intermedio en la escala evolutiva entre este grupo y el de los reptiles. O incluso un espécimen intermedio entre anfibios y peces, todo ello complicado por la forma claramente antropomórfica del ser.

¿Pez, anfibio o reptil?

Desde el principio de la película nos dejan muy claro que la criatura necesita agua salada, por lo que tenemos que empezar hablando de ósmosis, que es un fenómeno físico que ocurre cuando tenemos dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable, es decir una superficie que permite el paso de ciertas sustancias de forma selectiva. En el caso que nos interesa vamos a considerar que la membrana semipermeable permite el paso del agua, pero no de las sustancias que lleve disuelta, esto es, permite el paso del disolvente, pero no de los solutos. La ósmosis, se produce cuando dos disoluciones de diferentes concentraciones se encuentran separadas por una membrana de este tipo.

En este caso, el agua atravesará la membrana desde donde hay menor concentración de solutos hasta donde hay mayor concentración. La lógica y la experiencia nos dice que esto ocurre hasta que las dos disoluciones se igualan, y ambas presenten la misma concentración. A la disolución que tiene mayor concentración de solutos se le llama hipertónica, mientras que a la que tiene menos se le llama hipotónica. Cuando las dos se igualan, tras pasar el líquido desde el medio hipotónico al hipertónico, los dos medios pasan a convertirse en isotónicos, es decir, tienen la misma concentración. A partir de esto se define por ejemplo, la presión osmótica, pero no vamos a entrar en más conceptos físicos, sino que nos vamos a quedar en la aplicación biológica de este proceso. Sobre ósmosis y criaturas de este tipo nos habló magistralmente mi admirado Sergio Palacios en este post.

Ósmosis

Al igual que los peces, nuestra criatura cuenta con adaptaciones que le permiten sobrevivir a determinada concentración de sales en el agua, y debido a ello pueden vivir en el océano. Pero aquí nos encontramos el primer problema, que ahora comentaremos mientras repasamos algunas escenas de diálogo de la película, en las que se habla del origen de la criatura en los siguientes términos:

“… Sí, y lo sé bien. Yo saqué a esa bestia inmunda del fango de un río en Sudamérica y la arrastré hasta aquí. Y por el camino no congeniamos mucho.

Bien, esa criatura puede parecerles humana, porque se yergue sobre dos piernas, pero Dios nos creó a su imagen y semejanza. No creerán que Dios se parece a eso, ¿no?”

(Lo dice el Coronel Strickland hablando con las limpiadoras del laboratorio).

El actor Michael Shannon interpretando magistralmente a Strickland

Vale, tenemos una criatura marina, que dice que fue sacada del fango de un río sudamericano… No cuadra mucho, pero sigamos buscando pistas, a ver si podemos averiguar qué río era. El mismo Strickland, suelta más adelante la siguiente frase:

“Los indígenas del Amazonas lo veneraban como un Dios.”

Se trata del río Amazonas, que por cierto es el mismo río donde se hallaba la criatura de la película de 1954. Pero, ¿es el Amazonas un río de agua salada? Nada más lejos de la realidad. La consideración de agua dulce, que es como se entiende que es la de los ríos, se hace teniendo en cuenta que la salinidad esté entre un 0 y un 0,05 %, por lo que no parece muy lógico que esta criatura pueda vivir en el río Amazonas, excepto que lo haga en su desembocadura. En esa zona se mezclan los dos tipos de agua, dulce y salada, por lo que no sería extraño que los encuentros entre la criatura y los indígenas, y el lugar donde atraparon a este ser fuera la desembocadura del río Amazonas.

Delta del Amazonas

La concentración salina en los mares es de entre 33 y 35 g/l, es decir, de aproximadamente un 3,5 %, a causa de la sal común, el cloruro sódico, que hay disuelta en este medio. Sin embargo, la concentración de los fluidos corporales de los peces teleósteos, que son la mayoría de los peces que viven en medios marinos, es mucho menor, por lo que estos animales nadan en un medio hipertónico o hiperosmótico. Debido a esto, el agua tenderá a salir desde el interior de las células hacia dicho medio, por lo que corren el riesgo de morir, literalmente, deshidratados a pesar de vivir rodeados del líquido elemento. Para compensarlo no tienen mas remedio que beber.

Cabe suponer que nuestra criatura tenga las adaptaciones que los peces marinos: Al beber agua salada, está introduciendo en sus cuerpos una gran cantidad de sales que van disueltas en el agua, por lo que necesita algún mecanismo para expulsar este exceso salino. Y este mecanismo consiste en eliminar las sales mediante unas células especializadas de las branquias, y mediante una orina escasa, pero muy concentrada.

Osmorregulación en peces de agua salada

Existen peces que pueden vivir en los dos medios, es decir, los llamados peces diádromos, que viajan entre los ríos y los mares o viceversa. Hay peces que se aparean y nacen en los ríos, pero que pasan la mayor parte de su vida adulta en el mar, son los llamados peces anádromos, cuyo ejemplo más conocido quizás sean los salmones, entre los que destaca la especie Salmo salar, el salmón común o salmón del Atlántico. Entre los peces catádromos, también uno de los ejemplos más conocidos es el de las anguilas, Anguilla anguilla. Estos curiosos peces con forma alargada, nacen en el Océano Atlántico, en el conocido mar de los Sargazos, donde pasaran unos meses en forma de larva, llamadas larvas leptocéfalas, que arrastradas por las corrientes llegan hasta las costas de Europa, donde remontan los ríos para crecer y vivir en ellos durante muchos años. De adultos viajan río abajo para volver al mar de los Sargazos, donde nacieron, y reproducirse, llevando a cabo la puesta en dicho lugar.

En ambos casos, el problema está en que la osmorregulación debe adaptarse al medio en el que se encuentran en cada momento y para ello las estructuras celulares de las branquias deben cambiar acomodándose a la salinidad del medio. Cuando están en agua dulce, medio hipotónico, el epitelio branquial es capaz de absorber sales, mientras que en agua salada, medio hipertónico, las células de las branquias expulsan sal activamente. El control de la diferenciación y de la actividad de estas células se realiza mediante hormonas, así por ejemplo, el cortisol y la hormona del crecimiento activan este epitelio en la transición de los ríos al mar, mientras que la prolactina lo hace cuando ocurre el paso contrario.

Osmorregulación en peces de agua dulce

Y para complicar aún más el asunto existen algunas especies de peces llamados anfídromos, que se mueven entre el mar y el agua dulce, o entre los ríos y el agua salada, aunque no lo hacen por causas reproductivas, como los anteriores, sino para alimentarse o a causa de cambios estacionales. Un ejemplo de ellos son las lisas, Mugil cephalus, un pez carroñero muy habitual en las desembocaduras de los ríos, ya que es muy adaptable a distintas condiciones de salinidad e incluso a la contaminación. Creo que en un caso parecido a éste nos encontraríamos a nuestra criatura, que vive en el océano y que sube a la desembocadura de los ríos en busca de alimentos, más aún cuando en la película se cita que los indígenas le lanzaban flores, frutas y otros presentes. En varias escenas vemos como le encanta comer huevos cocidos, una fuente de proteína, ofrecidos por personajes humanos.

Los huevos, fuente de proteínas…

De nuevo nos encontramos otro problema de coherencia en los diálogos de la película que llegué a pensar que era un error cuando lo escuché la primera vez, y que me ha hecho buscar la versión original para ver si era un fallo de traducción. Se trata de lo que el Dr. Robert Hoffstetler le dice a Elisa, una de las limpiadoras, durante uno de los momentos más importantes del metraje:

“El agua debe tener entre un 5 y un 8 % de salinidad. Vale con sal común.”

El actor Michael Stuhlbarg con el doctor Robert Hoffstetler

¿Cómo? una salinidad mucho mayor que la media del agua del mar… ¿pero no habíamos quedado en que era una criatura marina que podía moverse a la desembocadura del río Amazonas? En un principio pensé que ahí se habían pasado con el porcentaje, quizás para enfatizar el problema de sacar a la criatura del laboratorio y hacer ver una necesidad o dependencia mayor del agua salada. Uno de los sitios más salados de nuestro planeta es el mar Muerto, cuya salinidad es variable, pero puede rondar entre un 22 y un 28 % de salinidad. El Gran Lago Salado norteamericano tiene una salinidad entre un 5 y un 22 % y muchos lagos salados sudamericanos tienen una salinidad variable entre el 3 y el 25 %. Pero nuestra criatura no vive en un lago, ni en el Mar Muerto.

Podemos aceptar que la criatura puede adaptarse a rangos variables de salinidad, lo que sumado a que también vemos que el agua del tanque del laboratorio y la bañera tienen que tener un producto (que no se menciona qué es), que le da un aspecto verdoso, y que me recordaba en todo momento a las aguas eutrofizadas. Todo ello nos da las pistas necesarias para que podamos concluir que su hábitat es una zona en la desembocadura de un río que está sufriendo este proceso de eutrofización. Esto consiste en que en un cuerpo de agua cerrado o casi cerrado, con poca corriente, los nutrientes que ingresan masivamente al sistema generan una gran biomasa de organismos de vida efímera. Al morir, toda esta masa biológica se acumula sobre el fondo al no ser totalmente consumidos por organismos descomponedores, sobre todo bacterias. Estos procesos naturales de eutrofización se pueden observar en las lagunas formadas por los cauces antiguos de ríos que se transforman en pantanos y posteriormente se cubren de vegetación. En el Amazonas, por supuesto, también ocurre esto. Por fin dimos con la clave del posible sitio de origen de nuestra misteriosa criatura.

Tanque de agua de la criatura

Cuando la criatura sale del laboratorio y tiene que pasar un tiempo en una bañera, además de lo que supone un espacio tan pequeño para un ser más alto que un humano medio, lo pasa muy mal suponemos que por no haber controlado exactamente la concentración salina del agua de la bañera, que seguramente se haya quedado corta. Gran parte de los problemas que tiene en esos momentos se deben a la necesidad de un hábitat natural amplio y acondicionado para que sobreviva, con una concentración salina adecuada.

La criatura en una bañera “eutrofizada” artificialmente

Hasta ahora, en todo momento hemos hablado de peces, pero dijimos al principio que nuestra criatura protagonista posiblemente se tratara de un anfibio, por lo que pasemos ahora a hablar de por qué pensamos esto, teniendo en cuenta las adaptaciones a la vida acuática y terrestre que vemos en la criatura, que son las típicas de este tipo de seres en la ficción.

En primer lugar atendamos a su aspecto general, con un color verdoso muy habitual en muchos grupos de anfibios, como ranas, sapos y tritones. El patrón de colores ondulado es muy característico y llamativo visto así, pero en el medio acuático eutrofizado que comentábamos antes debe significar un buen camuflaje para la criatura. La piel del tritón jaspeado, Triturus marmoratus, o las escamas del pez león, Pterois antennata, presenta patrones parecidos.

Tritón jaspeado y pez león

Es cierto que en el nuevo monstruo de Del Toro nos encontramos con la producción de luz en algunas células de la piel, lo que es una novedad frente a monstruos más clásicos. La bioluminiscencia es la producción de luz por parte de organismos vivos. Bioquímicamente hablando, se trata de una reacción en la que interviene una enzima llamada luciferasa, que hace que el oxígeno oxide a la proteína llamada luciferina, que da lugar a la oxiluciferina, produciéndose también agua y luz. Se trata de una transformación directa de energía química en energía lumínica. En la vida real las funciones de esta bioluminiscencia pueden ser múltiples, desde atraer a posibles presas, servir para comunicación entre individuos, camuflaje o distracción o como señal de advertencia. Para nuestra criatura no sabemos cual es la función en libertad, pero en la película vemos que está asociada con la regeneración de tejidos.

Bioluminiscencia

No hay anfibios bioluminiscentes que conozcamos, aunque recientemente se encontró una rana que brilla en la oscuridad, pero lo hace por fluorescencia que es diferente a la bioluminiscencia. Se trata de una rana sudamericana, la rana puntuada, o Hypsiboas punctatus, una especie que vive en montañas, pantanos, marismas y bosques tropicales y subtropicales, de varios países de Sudamérica, como Argentina, Bolivia, Brasil o Colombia, y que es capaz de brillar en la oscuridad. Lo que si tienen los anfibios es una capacidad increíble para regenerar los tejidos, así que la capacidad del monstruo para hacerlo también tiene su punto de justificación científica.

Hypsiboas punctatus

El ajolote mexicano y otras especies de salamandras y tritones presentan la capacidad de regenerar sus tejidos. Si se lesionan una extremidad o la cola son capaces de regenerarla, pero lo más asombroso es que también pueden hacerlo con partes de sus órganos vitales, como el corazón o el cerebro. Básicamente, lo que hacen estos animales es revertir sus células hasta el estado de células madre, para poder reparar los tejidos renovando todas las células que hagan falta. Al igual que nuestra bestia protagonista tiene esta capacidad para curar, estos anfibios están siendo usados para investigar posibles tratamientos de regeneración en pacientes amputados y curación de algunas enfermedades.

Regeneración en anfibios

Otra característica evidente en la criatura es su modo de respiración. Desde el principio se ven unas agallas grandes en el cuello entre las que suponemos entrever varias hendiduras branquiales, que dan acceso a las branquias que usa para respirar dentro del agua. Así mismo parece claro que cuenta con pulmones, que le permiten respirar en tierra. Hay varias referencias a ello en la película:

“Absorción de oxígeno e intercambio de dióxido de carbono. ¿Qué demonios es esto hijo?”

(Lo dice el general Hoyt hablando con el coronel Strickland)

“Esta criatura puede alternar entre dos mecanismos de respiración totalmente diferentes.”

(La intervención del Dr. Robert Hoffstetler matiza datos sobre la respiración de la criatura)

Detalle de diseño de la criatura. Se ven los repliegues branquiales en la cara y el cuello

Detalle del tórax de la criatura durante una sesión de maquillaje

Strickland apostilla a la intervención anterior con una frase que dice: – “El pez del fango también.”-, en referencia a los peces del género Periophthalmus, también llamados saltarines del fango. Estos fascinantes seres viven en manglares tropicales y tienen la capacidad de respirar aire en un modo de vida anfibio. Tienen capacidad para respirar a través de la piel, su mucosa bucal y faringe. Esto solo es posible en condiciones de mucha humedad, limitándolos a permanecer en el área fangosa. Éste tipo de respiración cutánea es muy similar al de los anfibios, por lo que el comentario de Strickland no está tan fuera de lugar.

Otra importante adaptación para ayudar a respirar aire es la existencia de grandes cámaras branquiales que actúan como un depósito de oxígeno, lo cual les sirve mientras están en tierra. La habilidad de enterrarse en profundos hoyos de sedimentos fangosos, les ayuda en su termorregulación, y también a evitar depredadores. Además, pueden utilizar esta capacidad para desovar en estos agujeros en el fango. Gracias a la cámara branquial pueden respirar cuando están enterrados y el agua tiene poca concentración de oxígeno.

Periophthalmus barbarus

Volviendo a la película, el propio Strickland vuelve a hacer otro comentario en referencia a los pulmones de la criatura:

“¿Ve eso que tiene a lo largo del pecho? Esta criatura tiene un cartílago articulado que separa los pulmones primarios de los secundarios. (…)”

En nuestro mundo real, los anfibios usan varios sistemas de respiración, como son la cutánea, la branquial, la pulmonar y la respiración a través de la cavidad oral. La respiración cutánea la utilizan cuando están sumergidos, por ejemplo para reproducirse, y de esta manera pueden respirar también a través de la piel mientras ésta se mantenga húmeda en el exterior. Tengamos en cuenta que los anfibios fueron los primeros vertebrados que salieron del agua para llevar a cabo gran parte de su vida fuera del agua, aunque no se independizaron totalmente de ella. Su reproducción los ata al agua, ya que sus huevos, sin cáscara, necesitan ser depositado en lugares muy húmedos o masas de agua para que no se desequen.

Respiración branquial en renacuajos

Respiración cutánea en anfibios adultos

Los primeros peces que desarrollaron la capacidad de salir del agua para sobrevivir cierto tiempo en tierra, la adquirieron gracias al desarrollo de pulmones, aunque estos fueran rudimentarios y menos efectivos que los de reptiles, aves y mamíferos. Los pulmones de las salamandras y tritones son unos simples sacos de paredes lisas bien vascularizadas, mientras que los de ranas y sapos son un poco más complejos con pliegues y cámaras, lo que aumenta la capacidad respiratoria. Estos primeros pulmones que tuvieron los anfibios derivan de la vejiga natatoria de los peces.

Vejiga natatoria

En cuanto a la respiración branquial, en los renacuajos y larvas de los anfibios es la forma más usual de respirar, y, normalmente, tras la metamorfosis, al llegar a adultos, sustituyen estas estructuras por los pulmones y pasan de tener respiración branquial a tener respiración pulmonar. De todas maneras, el tipo de respiración depende de la especie. Por ejemplo los ajolotes adultos pueden conservar la respiración branquial, mientras algunos tipos de salamandras, como las del género Bolitoglossa, carecen de respiración pulmonar y lo hacen exclusivamente por respiración cutánea.

Bolitoglossa mexicana

Nuestra criatura, es un ser alto y galante, para este papel, Guillermo del Toro ha utilizado al actor Doug Jones, que también hizo del Fauno en su famosa película. Este actor no es la primera vez que se mente en la piel de un hombre-anfibio, bastante parecido a éste, puesto que ya lo hizo en otra de las películas del cineasta mexicano. En Hellboy hacía el papel Abe Sapien, aunque este personaje es descrito más como un hombre-pez. En cualquier caso el parecido de ambas criaturas es más que razonable.

Abe Sapien

El propio Guillermo Del Toro dice que para los movimientos del monstruo quería la fluidez del Silver Surfer de los 4 Fantásticos, al que por cierto también interpretó Jones en su versión cinematográfica. Para que el diseño de la criatura fuera atractivo, el director se llevaba frecuentemente el traje a su casa para pedir opinión femenina en cuestiones como el abdomen más o menos marcado, el trasero o la anchura del pecho y los hombros. Doug Jones necesitaba cuatro horas de preparación y maquillaje para terminar teniendo el aspecto de la criatura. El resultado era una piel con todas las imperfecciones y detalles que un híbrido entre humano y anfibio debería tener: en el cuello y repliegues de la piel hay imperfecciones, hoyuelos, líneas, arrugas, cicatrices, vasos sanguíneos y pliegues. En cuanto a los colores también se ven diferentes tonos y variaciones según el ángulo de observación, la sombra, el medio en el que esté y la iluminación.

Doug Jones durante una sesión de preparación del traje y el maquillaje

Se pueden ver en las extremidades de la criatura estructuras a modo de aletas, aunque no demasiado grande para primar el aspecto antropomórfico sobre el anfibio. Llama poderosamente la atención la creta dorsal que presenta a lo largo de su espalda, siguiendo la línea de la columna vertebral, que puede ser una referencia a su condición de macho. Los machos de los tritones desarrollan este tipo de crestas dorsales en su espalda y en su cola como un signo de dimorfismo sexual que se usa para hacerlos más llamativos en el cortejo.

La cresta en la espalda de la criatura

La condición de macho de nuestro espécimen queda clara desde el principio, pero se hace referencia varias veces a su entrepierna, que se observa bastante plana, sin señal de la presencia de ningún pene u órgano copulador. Es la protagonista de la película, Elisa, la que en un momento dado explica a su amiga si la criatura tiene pene o no, y es aquí donde, debido a su condición de muda, lo hace mediante gestos. Atendiendo a como lo explica, la imagen que me hice de como era la estructura del pene de la criatura me recordó a la de un animal acuático, pero que precisamente no es un anfibio, ya que la mayoría de ellos carecen de pene, sino a la de los cocodrilos, que son reptiles.

Detalle del cuerpo completo de la criatura

Un juguete sexual inspirado en el supuesto órgano copulador de la criatura

El aligátor americano, también conocido como caimán americano, Alligator mississipiensis, es un tipo de cocodrilo que habita en Estados Unidos. Estos animales tienen un extraño pene blancuzco y con aspecto blando, que está continuamente en erección pero retraído en el interior de la cloaca, y que solo es impulsado al exterior por un reflejo muscular, al estimularse los nervios adecuados. En nuestra criatura el pene también se mantiene en el interior del cuerpo de ésta, hasta que no es necesaria su presencia, lo que coincide un poco con la explicación de Elisa y con la entrepierna plana que vemos en pantalla. Al no depender de sangre ni de ningún tipo de mecanismo hidráulico para su funcionamiento son los músculos los que se encargan de producir su salida, y la estructura elástica de un tendón es la que hace que se retraiga de nuevo, como si de una goma elástica se tratara.

En cuanto la musculatura de la cloaca se relaja y se abre, éste se libera. Los propios científicos encargados de su estudio comparan la eyección del pene del aligátor con la salida del contenido de un tubo de pasta de dientes, para que nos hagamos una idea. Si esto es así con la criatura de La forma del agua no lo sabemos, pero a mí es lo que se me vino a la mente. De esta característica reptiliana hablaba al principio del post, cuando dudábamos de su naturaleza.

El pene siempre erecto de un aligátor

Otro de los aspectos importantes es el rostro, pues Doug Jones se tiene que expresar, y una máscara habría sido un estorbo para ello. El rostro de la criatura está conseguido con prótesis para las agallas y repliegues, que se manipulaban externamente y se movían por control remoto. Se esforzaron por crear un rostro no demasiado extraño y una boca que fuera besable, por lo que los labios son bastante humanos. Su nariz es casi inexistente, reduciéndose a dos pequeñas fosas nasales y son sus grandes ojos lo que más destaca en su rostro. Estos parpadean de una curiosa forma, en horizontal en vez de en vertical, y es debido a que posee una membrana nictitante o tercer párpado, que es transparente y sirve para protegerlo del agua cuando se sumerge. De hecho vemos como estos párpados se le cierran en algunas escenas justo cuando se está hundiendo en el agua.

Los ojos de la criatura

Son muchos los detalles que hemos analizado de esta criatura, y aún así estoy seguro de que podríamos profundizar mucho más en cada uno de ellos o en otros que se nos hayan pasado, como por ejemplo la forma de alimentación, pero queda claro que disfrutar del cine añadiendo un punto de vista científico hace que una película, ya de por sí magnífica, mejore aún más.

Este post ha sido realizado por Carlos Lobato (@BiogeoCarlos) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Referencias científicas y más información:

Kelly, D. A. (2013). Penile anatomy and hypotheses of erectile function in the American alligator (Alligator mississippiensis): muscular eversion and elastic retraction. The Anatomical Record, 296(3), 488-494.

Salas, R., Cruz, S. J. M., Castillo, E. B., & Guzmán, C. T. (2018). Análisis morfométrico y batimétrico de la laguna de Huamanpata, región Amazonas. INDES Revista de Investigación para el Desarrollo Sustentable, 2(2), 30-38.

Jackson, D. C. (1987). HOW DO AMPHIBIANS BREATHE BOTH. Comparative physiology: Life in water and on land, 9, 49.

Daniels, C. B., & Orgeig, S. (2003). Pulmonary surfactant: the key to the evolution of air breathing. Physiology, 18(4), 151-157.

España, M. D. C. M., Martinez, J. M., Moreira-Turcq, P., Bonnet, M. P., Villar, R. E., de Gamundi, A. V., … & Seyler, P. Monitoreo espacial y temporal del estado trófico de los lagos de planicies de inundación en la Amazonía central mediante sensores remotos.

Brainerd, E. L., & Owerkowicz, T. (2006). Functional morphology and evolution of aspiration breathing in tetrapods. Respiratory physiology & neurobiology, 154(1-2), 73-88.

La “osmótica” criatura de la Laguna Negra

Pero mira como osmorregulan los peces en el río

Descubrieron un arrecife de coral en el río Amazonas

Descubren inmenso arrecife en la desembocadura del río Amazonas

Wikipedia: Ósmosis

Wikipedia: Osmorregulación

La salinización de los ríos es un problema medioambiental en todo el planeta

El artículo La Criatura de “La forma del agua” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Los animales que respiran en agua
2. La distribución del agua animal y el curioso caso del potasio
3. La forma de las hojas

Uxue Razkin 80ko hamarkadan Ada Yonath israeldarrak argitu zituen erribosomaren egitura eta bere izaeran parte hartzen duten mekanismoak; hala nola, proteinen biosintesia. Bakterioen erribosometan oinarritu zuen bere ikerketa. Ildo horri jarraiki, antibiotikoak aukeratzeko oinarri estrukturala argitu zuen. Horrela, bide berri bat ireki zuen antibiotikoak patogenoen erribosomari zuzenean eragiteko, antibiotikoen erresistentziari kontra eginez.

1. irudia: Ada Yonath kristalografoa lanean laborategian. (Argazkia: Wikimedia)

Tortolosa baten itxura dute erribosomek lehen begi-kolpean. Barruan, labirinto amaigabea. RNAz eta proteinaz osatuta daude, eta zelula guztietan aurkitzen dira, espermatozoideetan izan ezik. Hala, zelula prokariotoetan (bakterioak, adibidez) zein eukariotoetan aurki daitezke, azken hauetan, egia da, handiagoak direla eta osagai gehiago dituztela. Oso garrantzitsua da egiten duten lana; ezinbesteko prozesu batean parte hartzen baitute, proteinen sintesian, alegia. DNAn dagoen kode genetikoa RNA mezularira (RNAm) igarotzen da RNA polimerasari esker –transkripzioa deritzo honi–. Horren ondotik, erribosomak RNAm horrek dakarren informazioa irakurri eta itzulpena egiten du. Azkenik, erribonukleotido sekuentzia batek aminoazido sekuentzia bat osatzen du, proteina, hain zuzen ere.

2009an Kimikako Nobel Saria jaso zuen Ada Yonath kristalografoak, Venkatraman Ramakrishnan eta Thomas A. Steitz lankideekin batera erribosomaren egitura eta funtzioen inguruan egindako ikerketengatik. Egitura biologikoetan kristalografia aztertzeko teknika berri bat sortu zuen: krio bio-kristalografia. Horri esker, hiru dimentsioko erribosoma sortzea erdietsi zuen eta hala, organulu horren tunela ezagutu zuen, baita proteinaren luzatze prozesua, sinkronizazioa, zelula barneko erregulazioa eta trafikoa ahalbidetzen duten elementuen dinamika ere.

Ametsetik errealitatera

Ada Yonath Jerusalemen jaio zen, 1939an. Bere gurasoek Poloniatik emigratu zuten Israelera. Bertan, janari-denda bat ireki zuten. Haien egoera ekonomikoa ez zen ona, dendak ez zuen diru-sarrera handirik ematen. Halere, eskola ospetsu batera bidali zuten Ada. Bere aita hil zenean, etxez aldatu ziren, Tel Avivera joan ziren bizitzera. Bertan, Tichon Hadash eskolan izena eman zuen. Haren amak ezin zuenez matrikula ordaindu, Adak matematika klaseak eman zituen matrikulatu ahal izateko.

Horren ondotik, Jerusalemera itzuli zen berriz eta kimikan graduatu zen Hebrear Unibertsitatean, 1962an. Bi urte geroago, biokimikako masterra lortu zuen. 1968an, Wizmann Institutuan doktoregoa egin zuen. Bertan, kolagenoaren egituraren inguruan X izpien kristalografia ikasketak egiteko abagunea izan zuen. Doktoretza ondoko ikasketak Massachusettseko Teknologia Institutuan (MIT) eta Carnegie Mellon Unibertsitatean (Pensylvannia) egin zituen, prestigiotsuak biak. Bietan ala bietan, proteinen kristalografia ikertzen hasi zen.

2. irudia: Ada Yonath haren ikerketa-taldeko kideekin Grenoblen dagoen Sinkrotroi Erradiazioen Laborategi Europarrean (ESRF) (Argazkia: Micheline Pelletier/Corbis)

1970ean, proteinen kristalografia laborategi bat sortu zuen Israelen estreinakoz. Hortik aurrera, erribosomak izan zituen aztergai zenbait zentrotan, hala nola Max Planck Institutuko egitura molekular genetikoko sail batean (Hamburg, Alemania) eta Wizmann Institutuan –ikerketa-talde biak Yonathek gidatu zituen–. 1980an, bi leku horietan lanean ari zela, lehendabiziko erribosoma mikrokristala sortu zuen 25.000 saiakera egin ostean. Halaber, erribosomak hobeto ezagutzeko teknika berri bat garatu zuen: krio bio-kristalografia; hasiera batean zientzialari askok kritikatu eta ukatu zutena. Zertan datza teknika hori? Nitrogeno likidoak kristalak hozten ditu, difrakzio makina baten bidez. Hala, bere izaera kristalografikoa mantentzen da. Teknika horren bitartez, Yonathek erribosomaren egitura ezagutu zuen. 2000-2001 bitartean, bakterioaren erribosoma baten bi zatiko egitura hiru dimentsiotan egitea lortu zuen.

Erribosomaren egitura ikertu nahi zuela erabaki zuenean, bere lankideek ameslari hutsa zela esan zioten. Yonathek behin adierazi zuen moduan: “Nire bizitza guztian zehar esperimentuak egin ditut, kuriositate hutsez. Behin etxeko balkoiaren garaiera neurtu nahian nenbilela, lurrera erori eta beso bat apurtu nuen”. Ameslaria izatea ez da gauza txarra, amets horri lana eta ahalegina gehituz gero. Ada Yonathek hori bera egin zuen, ezinbestean zientzia zuelako amets:

“Zientzian buru-belarri aritzea plazera da; ezagutza berriak sortzen ditu eta gizateria garatzea ahalbidetzen du. Maite dudana egiten badut, pertsona hobea izango naizela pentsatzen dut”.

Egun, biologia estrukturala irakasten du Weizmann Institutuan. Erribosomen ikerketan dihardu; bidenabar, antibiotikoek organulu horietan nola jokatzen duten aztertuz.

Iturriak:

• Encyclopædia Britannica: Ada Yonath
• Mujeres con Ciencia: Ada E. Yonath: “La ciencia es la fuerza para el futuro”
• Nobel Prize: Ada E. Yonath

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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.

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The post Ada Yonath (1939- ): Erribosomaren egitura deskodetzea amets zuen emakumea appeared first on Zientzia Kaiera.

Después el éxito de la primera edición de la jornada “Las pruebas de la educación”, el pasado 2 de febrero tuvo lugar la segunda edición de ésta jornada que nuevamente completó aforo.

La jornada busca generar debate sobre cuestiones que afectan a la educación, desde el sistema educativo hasta los métodos de aprendizaje en auge, pasando por los problemas de aplicación de los distintos programas o las técnicas y herramientas con los que hacer frente a los problemas cognitivos de los alumnos. Y todo ello basándose en la evidencia científica disponible al respecto.

Problemas de aprendizaje

El encargado de abrir la jornada fue José Ramón Alonso, quien trató el tema del autismo en la educación. Tras explicar que el déficit de la interacción social y los patrones de comportamiento restringidos y repetitivos son las principales características de los trastornos del espectro autista, el ponente pasó a dar una serie de consejos para los profesores de estos alumnos.

Entre ellos, ayudar al niño a desarrollar estrategias y habilidades para comunicarse o adaptar la enseñanza a las peculiaridades del aprendizaje del niño. Dirigirse al niño en primera persona e individualmente o hacer preguntas cerradas en lugar de abiertas son algunas de las adaptaciones que el profesorado puede aplicar para facilitar el día a día a los alumnos con trastorno del espectro autista.

Por otro lado, un trastorno de aprendizaje común en el aula es la dislexia, que crea dificultades de lectura en los alumnos que lo padecen. Joana Acha describió la base fonológica del trastorno acreditada por la neurociencia. En la actualidad hay muchos métodos que aseguran ayudar con la dislexia: el método Tomatis, el Brain Gym, el método Doman o la kinesiología. Ninguno de ellos está avalado por la evidencia científica.

En el caso de la dislexia lo probado científicamente es de base fonológica, ya que se ha demostrado que trabajar habilidades como el conocimiento fonológico, la asociación sonido-letra o la adquisición del léxico visual, entre otras, tienen un efecto positivo.

Deberes, evaluación y eficacia

¿Sirven para algo los deberes? ¿Qué utilidad tienen las evaluaciones? Son dos de las cuestiones a la orden del día en el ámbito educativo y que han provocado posturas muy encontradas, hasta llegar a la huelga de deberes. La psicóloga Marta Ferrero fue la encargada de presentar las pruebas científicas al respecto.

Y lo cierto es que, pese a la mala fama que tienen últimamente, las pruebas científicas avalan tanto los deberes como las evaluaciones. Según las investigaciones, la evaluación no solo sirve para valorar, sino que favorece el aprendizaje y fomenta el estudio: cuantas más evaluaciones (recuperación de información, no solo exámenes con nota) más sesiones de estudio. No solo eso, también ayuda a detectar las lagunas de conocimiento en el aprendizaje.

En el caso de los deberes la conclusión es clara: los deberes aportan beneficios a todos los alumnos. Pero no cualquier tipo de deberes. Según explicó la ponente, los deberes han de mandarse con un propósito y también es importante que en los hogares se cree un espacio y una rutina para hacerlos. Finalmente, Ferrero presentó las dificultades deseables1 (concepto enmarcado en la Teoría del Desuso, de Bjork y Bjork2) como método de enseñanza.

Este método está basado en el funcionamiento de la memoria, que es precisamente el tema que trató el psicólogo Joaquín Morís. Al principio de su ponencia el psicólogo sentó la base de que todo aprendizaje implica memoria y que memoria no es igual a aprender de memoria.

Según explicó Moris, cuanto más accesible una habilidad, menor aprendizaje. Y es que entra en juego la ilusión de la fluidez: “si estoy haciendo bien la tarea, cómo no voy a estar aprendiendo”. De ahí que las dificultades deseables sean un método para mejorar el aprendizaje.

Por supuesto, el aprendizaje se da en el contexto de un sistema educativo concreto que también influye. La filóloga Inger Enkvist presentó el caso del sistema educativo sueco, que instauró la escuela educativa única o de base. En ella los profesores tenían 5 consignas: motivación, actividad, concreción, individualización y colaboración. El sistema concatenó reformas y leyes educativas y en la década de los ochenta prácticamente desaparecieron las notas, un alumno recibía su primera nota a los 15 años. Se trata de un sistema que, según la ponente, además de no contar con el beneplácito del profesorado, no obtuvo los resultados esperados.

Además del sistema educativo, los distintos centros también tienen un gran impacto en la educación. Es de lo que trató la ponencia de Beronika Azpillaga, quien forma parte de un grupo que investiga la eficacia de distintos centros escolares en el País Vasco y analiza las características de aquellos con mejores resultados.

Entre las claves de los centros eficaces destacó el seguimiento y las tutorías fuertes, la atención a la diversidad y la importancia de un buen equipo humano. En esta ocasión trajo la segunda parte de la investigación que junto a Luis Lizasoain presentó en la anterior edición de la jornada.

En la charla-coloquio final se pusieron de manifiesto algunos de los problemas a los que se enfrenta la educación en la actualidad. Entre ellos destacó la distancia existente entre la investigación y la docencia y la dificultad del profesorado para acceder e interpretar correctamente investigaciones científicas relevantes de su campo. Debido a este cisma, es frecuente que los profesores se dejen llevar por metodologías que se ponen de moda a pesar de carecer de base científica y que, preocupantemente, en muchas ocasiones provienen de fuentes fiables.

De ahí que se subrayase la importancia de dotar a los profesores de las aptitudes y herramientas adecuadas para que puedan discernir entre metodologías eficaces y científicamente probadas y metodologías sin base alguna.

Referencias:

1Bjork, R.A. (1994) Memory and metamemory considerations in the training of human beings. In J. Metcalfe &A. Shimamura (Eds.), Metacognition: Knowing about Knowing (pp. 185-205) Cambridge, MA:MIT Press.

2 Bjork, E. L., & Bjork, R. A. (2014). Making things hard on yourself, but in a good way: Creating desirable difficulties to enhance learning. In M. A. Gernsbacher and J. Pomerantz (Eds.), Psychology and the real world: Essays illustrating fundamental contributions to society (2nd edition). (pp. 59-68). New York: Worth.

Sobre la autora: Ziortza Guezuraga, periodista, es colaboradora de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo Crónica de la 2ª jornada “Las pruebas de la educación” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Crónica de la 1ª jornada “Las pruebas de la educación”
2. Las pruebas de la educación 2018: El coloquio
3. Cómo destruir un buen sistema de educación. El ejemplo sueco

Bego Blanco, Jose Oscar Fajardo, Fidel Liberal, Ianire Taboada Etorkizuneko 5G sareek erronka argiak dituzte jadanik: inoizko trafiko hazkunderik handienaren eskakizunei era jasangarrian aurre egitea eta hainbat egoeratan ertzetik-ertzerako etendurarik gabeko erabiltzaile esperientzia eskaintzea, datu abiadura ultra-altuarekin, atzerapen ultra-baxuarekin eta konexio masiboekin. Helburu honekin, 5G sare arkitekturaren diseinu paradigma berria aurreko belaunalditik neurri handian aldentzen da irrati interfazean ez ezik, baita sare kudeaketa moldagarrian ere.

Beraz, 5G sistemen ezaugarri berritzaile bat, aurreko arkitekturekin konparatuta, datu eta kontrol mailen bereizketa da. Sare elementuen hardware eta software funtzioen desakoplamendua bai logikoki bai fisikoki burutzen da hurrengo helburuekin: hedapen eta eguneratze prozesu koste-eraginkorrak, eskaeraren araberako denbora errealean egin daiteken sare konfigurazio eta optimizazio automatikoa, koste eraginkortasuna eta sare baliabideen berkokapena.

Desakoplamendu hau hiru teknologiatan oinarritzen da: sarearen softwarizazioa, birtualizazioa eta cloud konputazioa. Aurresandako teknologia gaitzaileak batzean, 5G sareen kudeaketa/kontrol maila orokorrean hiru azpimaila definitu daitezke:

i) zerbitzuen konfigurazioa kudeatzeko.

ii) zerbitzu hauen bizi zikloa kontrolatzeko.

iii) hardware baliabideen banaketa antolatzeko.

Egoera konplexu honetan, ziklo kognitiboek kudeatzaile ezberdinen erabaki prozesuan lagundu dezakete, azpimaila bakoitzeko baliabideak optimizatzeko helburuarekin, bai oinarri-estazioetako baliabideen erabilera eraginkorra eta jasangarria sustatzeko, eta baita cloudean burutzen diren atazak optimizatu eta kudeatzeko ere. Haririk gabeko sareei gaitasun kognitiboez hornitzeak bere funtzionamenduan sortzen den kudeaketa eta kontrol informazioa ustiatzea posible egiten du. Horrela, egoera lokalari buruzko ezagutza ondorioztatu eta ustiatu daiteke etekin globala handitzeko.

Lan honek ziklo kognitibo zentralizatu eta banatuen erabilera konbinatua aztertzen du 5G sareen maila ezberdinetan parte hartuz. Alde batetik, birtualizazio teknologiarekin erlazionatuta dauden azpimaila bakoitzeko kudeatzaileak bere menpe dauden baliabideen antolaketa bere kabuz egin dezake. Horretarako, ziklo kognitibo bateratu bat erabili daiteke. Modulu bakoitzak inguruko datu lokalak jaso eta bertan prozesatzen dira erabaki egokienak hartzeko.

Bestalde, cloud teknologiaren filosofia eredu kognitibo banatu batekin dator batera hobeto. Horrelako ereduak oinarri-estazioan sortutako operazio lokalaren informazioa behatu eta biltzen dute geroago era heuristikoan prozesatu eta jakintza berria ateratzeko. Emaitza bezala, erabaki erregela berriak sortu eta erabaki osagaietan gordetzen dira hurrengo iterazioetan erabiltzeko. Funtzionamendu modu honek latentzia baxua, ingurune-jakintza, data zirkulazio minimizatua eta sare pilaketa murriztua indartzen ditu.

Bi ideia hauek batuz, 5G sareen kudeaketa/kontrol azpimaila bakoitzean jarduten duten erabaki-moduluetan ziklo kognitibo bat inplementatzen da. Modulu hauek era askean jardun dezakete modu bateratu baten, baina bere operazioa beharrezkoa denean eguneratua izan daiteke goiko mailetako jakintza baliagarria gehituz. Horretarako, cloud teknologia erabiliz, ziklo kognitibo banatuak inplementatu daitezke azpimailen arteko lotura egiteko.

Ondorioz, ertz-lausotu efektua lortzen da: maila baxuko ziklo kognitibo banatuak erabaki logika erabiltzailearen aldirian mantentzen du. Baina, era berean, operazio informazio baliagarria cloud zerbitzarietara igotzen da. Honela, bi zentzuko efektu glokala lortzen da: lehenbizi, erabaki mudulu barruan inplementatutako ziklo kognitiboak informazio lokalarekin soilik funtzionatu dezake, goiko azpimailetan dagoen motore kognitiboa elikatzen du, sarearen errendimenduaren hobekuntza globala lortuz. Aldiz, motorearen jakintza emaitzak azpiko mailako ikasketa eskema ere berkonfiguratzen du, geroko laginentzat erabaki zorrotzagoak eskainiz. Horrela, maila anizkuneko ziklo kognitiboak sare ertzaren eta cloud ingurunearen arteko elkarreragiketa bermatzen du, bi paradigmak banatzen dituen lerroa lausotuz: irrati eragiketa zentralizatua eta ertzeko zerbitzu mugikorrak.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 31
• Artikuluaren izena: Gaitasun kognitiboen aplikazioa 5G sareetako kontrol eta kudeaketa mailetan
• Laburpena: Hurrengo belaunaldiko sareen kudeaketak eskakizun erronkariei aurre egin behar izango die goraka ari diren teknologia gaitzaileen aplikazioaren bitartez. Horrelako kudeaketa-egoera konplexuan, adimen artifizialaren erabilpena ziklo kognitibo gisa erreminta ezberdintzaile eta ahaltsua bilaka daiteke sistemaren errendimendu orokorra hobetzeko. Lan honek cloudean oinarritutako maila anitzeko ziklo kognitiboa aurkezten du, 5G arkitekturaren kontrol- eta kudeaketa-atazak bermatzeko. Eredu berriztatzaile honek eskema kognitibo zentralizatu eta banatuak konbinatzen ditu modulu erabakitzaileetan sare-arkitekturaren maila ezberdinetan, ertzaren eta cloud ingurunearen arteko elkarreragina sustatzeko.
• Egileak: Bego Blanco, Jose Oscar Fajardo, Fidel Liberal, Ianire Taboada.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 145-156
• DOI: 10.1387/ekaia.16366

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Egileez: Bego Blanco, Jose Oscar Fajardo, Fidel Liberal, Ianire Taboada, UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolakoak dira.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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La publicación en 1610 del “Sidereus nuncius” de Gaileo contenía mapas de la Luna con montañas y planicies que echaban por tierra la visión del universo aristotélica y las narrativas asociadas. En 1651 Franceso Grimaldi dibujaba este mapa a las órdenes de Giovanni Battista Riccioli, sacerdote jesuita, en el que éste bautizaba los accidentes geográficos lunares con nombres que aún se usan hoy día.

La gran tragedia de la ciencia, decía Thomas Henry Huxley con considerable ironía, es el asesinato de una hermosa hipótesis a manos de un repugnante dato. Y es algo mucho más común de lo que imaginamos: innumerales, intrincadas, preciosas y espectacularmente explicativas hipótesis resultan cada día dañadas, heridas o destruidas por la súbita aparición en escena de un feo y aparentemente insignificante dato que sin embargo se convierte en su victimario y ejecutor. Porque no importa lo atractiva que pueda parecer una hipótesis ni la potencia de su capacidad explicativa, no hay explicación o teoría de funcionamiento de un fenómeno natural que pueda resistir a la imposibilidad de explicar un dato fehaciente.

El fenómeno está especialmente extendido en biología por culpa de la inagotable y feroz creatividad chapucera de la evolución por selección natural. Es común que un intrincado y complejo fenómeno que se podría explicar por la elegante interacción de un puñado de reglas comprensibles y sencillas resulte funcionar a base de ad hocs, como una sucesión de parches colocados unos sobre otros empleando los materiales menos convenientes y usando las combinaciones menos elegantes. La naturaleza suele utilizar lo que funciona y tiene a mano aunque la solución no sea la más económica o racional, y así es común que las redes genéticas que controlan un fenómeno usen absurdas combinaciones y extraños ciclos de control, o que una adaptación morfológica provoque situaciones carentes de lógica como el nervio faríngeo recurrente de la jirafa, que llega a alcanzar los 5 m de longitud para cubrir una distancia mucho menor. Ante este tipo de datos y hechos reales cualquier hipótesis alambicada y hermosa puede resultar más que perjudicada.

En el fondo se trata de uno de los muchos problemas que traen ’de fábrica’ los cerebros humanos a la hora de entender el universo que nos rodea; esos defectos del intelecto que tanto nos dificultan pensar con absoluta claridad. Porque para nuestra forma de pensar no hay nada más intoxicador y atrayente que una buena historia; nos gusta tanto una narrativa clara, elegante y sencilla que somos incapaces de resistirnos a la tentación y no sólo creemos en ella, sino que si es necesario la ‘ajustamos’ un poco si no encaja con los datos.

Las narrativas, las buenas historias, actúan sobre la mente humana como un virus: la colonizan, la invaden y la emplean para reproducirse transmitiéndose a otras mentes. Los cuentos y las narraciones nos gustan tanto que existen industrias multimillonarias dedicadas a ellos, desde los medios al cine, y la creación y mantenimiento de narrativas forma parte clave de nuestra política y de nuestra sociedad. El periplo del héroe, también llamado el monomito, es el arquetipo básico de buena parte de nuestras historias y su ubicuidad y persistencia demuestra la potencia que la narración tiene sobre nosotros. Las buenas historias, que cuanto están bien narradas son capaces de esconder sus propios fallos y debilidades, ejercen tan poderosa influencia sobre nuestra mente como para resultar peligrosas.

Este peligro se refiere sobre todo a la interacción entre las historias y la realidad, algo que ocurre en ciencia todo el tiempo. Los científicos son humanos por tanto sus mentes funcionan con historias; una buena teoría o una buena hipótesis no es más que una buena historia que explica una serie de fenómenos y los integra en un todo comprensible. Cualquier estudiosos de la realidad tenderá a construir una narrativa con lo que contempla, una historia que le ayude a comprender de qué manera aspectos aparentemente diferentes son en realidad facetas distintas de un fenómeno subyacente más fácil de comprender. En ese sentido la emisión de hipótesis y la creación de teorías no se diferencia en exceso de la creación de mitos o de narraciones; teorizar no está tan lejos de la literatura o del arte como pudiésemos imaginar.

Pero en la ciencia hay un paso más que resulta vital: confrontar nuestras preciosas narrativas hipotéticas, esas creaciones del intelecto cargadas de lógica y elegancia, con la cruda realidad. Donde a menudo las bellas hipótesis que podrían explicarlo todo de un modo sencillo y elegante resultan evisceradas porque a pesar de todo su poder explicativo resultan ser incapaces de explicar un simple dato. Toda la creatividad humana, toda la estructura del viaje heroico, todo el afán de simplicidad belleza de una hermosa hipótesis quedan en nada cuando esa explicación no es capaz de enfrentarse a un hecho. La narración nada tiene que hacer si la historia que estamos contando no puede explicar lo que de verdad sucede en ese experimento, en ese detalle anatómico, en ese detector.

Y de este modo las más bellas narrativas de la ciencia se pierden y desaparecen, y carreras científicas enteras llegan a un brusco final cuando aparecen datos que masacran sin piedad su capacidad explicativa. Porque los cerebros de los humano somos muy vulnerables al poder de las historias, pero en ciencia una buena narración no es suficiente.

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

El artículo La ciencia y la tentación de la narrativa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. La tentación de la posesión
2. La ciencia y los errores
3. La tentación de la explicación única

Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Igeri egiten, lasterka egiten, hegan egiten

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Narra-txakurrek iraupen luzeko lasterketetan hartzen dute parte (hiru egunetik bi asterainokoak, zenbait orduko atsedenak barne) eta oso arau termiko gogorren menpe egiten dute korrika, 0 °C azpitik beti. Lasterka egiten duten bitartean, metabolismo aerobiko gorenaren erdia da mantentzen duten maila metabolikoa.

Irudia: Ahalmen metaboliko izugarria dute narra-txakurrek.

Edozein erresistentzia-ariketaz ari garenean, bihotzaren funtzionamendua da burura datorkigun lehen kontuetako bat. Malgutasun izugarria du narra-txakurren bihotzak; horren erakusle argiak dira ondoko datu hauek: lo dauden txakurren bihotz-taupadaren maiztasuna 40-60 min-1-koa den artean, 80-100 min-1-ko baliora igotzen da ibilian doazen txakurretan. Lasterketa aurreko urduritasunaren ondorioz 100-150 min-1-ra igotzen da eta 300 min-1-raino lasterka egiten dutenean. Bihotz-taupadaren datu horiek harrigarriak dira. Ikus dezagun zergatik.

Kontuan hartzen badugu txakur horien pisua gutxi gorabehera 25 kg-koa dela, atsedenaldiari dagozkion frekuentzien baliokidea 30-45 min-1-koa izango litzateke 75 kg-ko gizabanako batean[1]. Horiexek dira, hain zuzen ere, iraupen luzeko probetako kirolari onek atseden-egoeran dituzten bihotz-taupadak. Beraz, atseden-egoerari erreparatzen badiogu, kirolari on horien antzeko funtzionamendua du narra-txakurren bihotzak.

Kontuak, baina, oso desberdinak dira korrika dabiltzanean duten taupaden maiztasunari (300 min-1) dagokionez. Lehenago egin dugun eragiketa bera eginez, 75 kg-ko txakur bati legokiokeen maiztasuna kalkulatu dugu: 225 min-1-koa izango litzateke. Oso altua da, bai. Izan ere, iraupen luzeko probetako kirolari onenen muga aerobikoa 180 min-1-ko bihotz-maiztasunaren inguruan dago; horrek esan nahi du hortik gora metabolismoaren bide anaerobikoak aktibatu behar direla beharrezkoa den energia-emaria (ATP) ekoitzi ahal izateko. Baina txakurrei ez zaie horrelakorik gertatzen. Egon ere, urrun daude muga horretatik, zeren, lehenago esan dugun bezala, metabolismo aerobiko gorenaren erdia baita korrika egiten ari diren artean mantentzen duten maila metabolikoa.

Horrek esan nahi du narra-txakurrek ahalmen metaboliko ikaragarria dutela. Lasterka ari diren artean indar handia garatzen dute eta, hala ere, urrun daude garatu dezaketen indar handienetik. Bihotzaren malgutasuna gakoa da ahalegin luze eta handiak egin ahal izateko, baina, aurrerago ikusiko dugunez, ez da gako bakarra.

[1] Animalia handiek txikiek baino bihotz-maiztasun apalagoa dute. Bihotz-taupadaren (f) eta tamainaren (W) arteko harremana ezaguna da eta f1=f2(W1/W2)-0’25 ekuazioa erabiliz kalkula daiteke W1 masa duen animalia baten bihotz-taupada (f1), beste animalia baten masa (W2) eta bihotz-taupada (f2) ezagunak badira.

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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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Imagen en infrarrojo del espacio profundo tomada por el Telescopio Espacial Hubble

Cuando pensamos en el universo en su conjunto imaginamos una cantidad enorme de galaxias. De hecho, las galaxias son lo más estudiado por los astrónomos para comprender el universo en su conjunto. Sin embargo, los investigadores están descubriendo que hay mucho que aprender de los vacíos cósmicos: franjas de espacio mayormente vacío, tan grandes que la luz tarda cientos de millones de años en atravesarlos.

La temperatura y la presión del gas presente en los huecos podría, por ejemplo, proporcionar pistas sobre cómo la energía circula a través del cosmos. Un equipo de investigadores encabezado por David Alonso, de la Universidad de Oxford (Reino Unido), han dado uno de los primeros pasos para determinar estas propiedades del gas mediante el análisis de cómo el gas distorsiona la luz del Universo primitivo.

El fondo cósmico de microondas (FCM) es la primera luz que se libera en el universo, aproximadamente 380,000 años después del Big Bang. El gas intergaláctico aumenta la energía de los fotones del FCM, y esta distorsión es una poderosa herramienta para estudiar los cúmulos de galaxias. Pero nadie la ha usado para estudiar los vacíos cósmicos. El equipo de Alonso combinó mapas del FCM con imágenes de 774 vacíos cósmicos. A partir de ahí los investigadores dedujeron las propiedades del gas en cada vacío comparando de la energía medida de los fotones del FCM con modelos de la presión electrónica en los vacíos.

De esta forma los astrofísicos descubrieron que la presión es menor que el promedio cósmico. Este resultado no es sorprendente, dado que poco se puede esperar que suceda en un vacío, y puede significar que los vacíos evolucionaron pasivamente conforme aumentaba la edad del Universo.

Pero hay indicios en los datos de que el gas podría estar más caliente de lo esperado. Si este hallazgo se confirmase, podría ser una señal de que los poderosos chorros emitidos por los agujeros negros supermasivos bombeen energía al gas intergaláctico y ayuden de esta manera a dar forma al universo. La resolución de este problema tendrá que esperar varios años hasta que se disponga de telescopios más potentes, como el Observatorio Simons en Chile.

Referencia:

David Alonso, J. Colin Hill, Renée Hložek, and David N. Spergel (2018) Measurement of the thermal Sunyaev-Zel’dovich effect around cosmic voids Physical Review D doi: 10.1103/PhysRevD.97.063514

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 Los vacíos cósmicos y la estructura del universo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. La estructura del universo como una interferencia cuántica
3. La estructura en común de estrellas de neutrones y aparcamientos

En una conversación matemática, alguien sugirió a Grothendieck que debería considerar un número primo particular. “¿Te refieres a un número concreto?”, contestó Grothendieck. La otra persona replicó “Sí, un número primo concreto”. Grotendieck sugirió: “De acuerdo, tomemos el 57”.

Allyn Jackson en [2], página 1196.

El 57 se conoce desde entonces como “el número primo de Grothendieck”: por cierto, no es primo, ya que 57 = 3 x 19…

Alexandre Grothendieck. Fuente: Wikimedia Commons.

Alexandre Grothendieck nació el 28 de marzo de 1928. Su madre, Hanka Grothendieck (1900-1957), era periodista, y su padre, Sascha Schapiro (1889-1942), un fotógrafo ruso, judío y militante anarquista.

Entre 1934 y 1939, Hanka y Sascha se unieron a los anarquistas en la Guerra Civil Española, dejando a su hijo a cargo de unos conocidos en Hamburgo. Tras reunirse con sus padres en el sur de Francia, Sascha fue recluido en el campo de internamiento de Vernet y transferido después al de Auschwitz, en el que fue asesinado. Hanka y Alexandre fueron enviados al campo de internamiento de Rieucros, después al de Brens en 1942. Con ayuda de una asociación protestante cuya misión era la de salvar niños judíos, se evadieron para evitar la deportación y la muerte.

Al acabar la guerra, Alexandre comenzó sus estudios de matemáticas en Montpellier. Laurent Schwartz (1915-2002) y Jean Dieudonné (1906-1992) fueron sus directores de tesis (Produits tensoriels topologiques et espaces nucleaires, 1953). Al conocerle, entregaron a su nuevo alumno un listado de catorce problemas que consideraban como un vasto programa de trabajo para varios años, y le pidieron que eligiera uno de ellos. Algunos meses más tarde, Alexandre fue a ver a sus directores habiendo resuelto los catorce problemas: la leyenda acababa de comenzar.

En la primera parte de su carrera, Grothendieck trabajó en análisis funcional y, a pesar de los grandes aportes en esta área, sus posteriores trabajos en geometría algebraica, teoría K y álgebra homológica son los que le dieron la fama.

En 1966 fue galardonado con la Medalla Fields, pero por razones políticas se negó a acudir a Moscú a recoger su premio. Fue el primero de una serie de reconocimientos y posicionamientos políticos que le alejaron sin remedio de la comunidad científica. En 1977 se le concedió la Medalla Émile Picard de la Academia de Ciencias de París, que subastó para donar el dinero al gobierno de Vietnam del Norte. En 1988 se le concedió el Premio Crafoord de la Real Academia Sueca de Ciencias (junto a su alumno Pierre Deligne) y lo rechazó, argumentando que no necesitaba ni el dinero ni los honores.

Carta en la que Grothendieck renuncia a toda utilización comercial de sus obras, 2010. Fuemte: Secret Blogging Seminar

Apátrida, pacifista, ecologista, y muy influenciado por el movimiento hippy, Alexandre Grothendieck fue un genio de las matemáticas, con una personalidad indomable. Falleció el 13 de noviembre de 2014. En las referencias recomendadas puede conocerse más sobre su vida y su obra.

Como topóloga, no he podido resistirme a reproducir estas palabras de Alexandre Grothendieck extraídas de su Récoltes et Semailles, Réflexions et témoignage sur un passé de mathématicien. Eneste largo texto, producto de profundas meditaciones realizadas durante años y nunca publicado, el matemático pasaba revista a su obra científica y analizaba el entorno matemático con, en algunas ocasiones, una mirada muy crítica.

La noción de “espacio” es sin duda uno de las más antiguas en matemáticas. Es tan fundamental en nuestra aprehensión “geométrica” del mundo que ha permanecido más o menos tácita durante más de dos milenios. Es a lo largo del pasado siglo cuando esta noción ha conseguido desprenderse, gradualmente, del dominio tiránico de la percepción inmediata (de un único y mismo “espacio” que nos rodea), y de su teorización tradicional (“euclidiana”) para adquirir su autonomía y su dinámica propias. Hoy en día, es una de las pocas nociones universales y más comúnmente utilizadas en matemáticas, sin duda familiar para cualquier matemático sin excepción. Además, es una noción proteiforme donde las haya, con cientos y miles de caras, dependiendo del tipo de estructuras que se incorporen a estos espacios, desde las más ricas (como las venerables estructuras “euclidianas” o las estructuras “afines” y “proyectivas”, o también las estructuras “algebraicas” de las “variedades” del mismo nombre, que las generalizan y suavizan) hasta las más simples: aquellas en las que cualquier elemento de información “cuantitativo” de cualquier tipo parece haber desaparecido sin posibilidad de retorno, y donde solo queda la quintaesencia cualitativa de la noción de “proximidad” o la de “límite”, y la versión más elusiva de la intuición de la forma (llamada “topológica”). La más pobre de todas estas nociones, la que hasta ahora, y durante el último medio siglo, había tomado el lugar de una especie de amplio marco conceptual común para abarcar a todas las demás, era la del espacio topológico. El estudio de estos espacios constituye una de las ramas más fascinantes, la más persistente, de la geometría: la topología.

Récoltes et Semailles, La topologie ou l’arpentage des brumes, 51-52.

Más información:

[1] Philippe Douroux, Alexandre Grothendieck. Un voyage à la poursuite des choses évidentes, Images des Mathématiques, CNRS, 2012

[2] Allyn Jackson, Comme Appelé du Néant-As If Summoned from the Void. The Life of Alexandre Grothendieck (parte 1 y parte 2), Notices AMS, vol. 51 (9) (2004) 1038-1056 y vol. 51 (10) (2004) 1196-1212

[3] Winfried Scharlau, Who Is Alexander Grothendieck?, Notices AMS, vol. 55 (8) (2008) 930-941

[4] Javier Fresán, Un congreso de geometría algebraica celebra la figura de Grothendieck, genio, apátrida y ermitaño, Público, 2009

[5] Francisco R. Villatoro, La obra de Alexander Grothendieck (1928-2014),La ciencia de la mula Francis, 16 noviembre 2014

[6] Textos de Alexandre Grothendieck, recopilación de Juan Antonio Navarro González

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

El artículo Alexandre Grothendieck, el genio rebelde se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego Uharrizko itsasoetan, 130 eta 300 metroko sakoneran, orain arte gutxi ikertu den eremu biologiko bat aldarrikatu du ikertzaile talde batek. Arrarofotiko izendatu dute, eta arrain askoren aterpea dela erakutsi dute.

2010eko maiatzean, Mexikoko Golkoan Deepwater Horizon petrolio plataforma hondoratu eta hilabete eskasera, Sylvia A. Earle ozeanografoak itsasoaren ikerketaren aldeko aldarria egin zuen AEBetako Kongresuaren aurrean. 1960an Marianetako itsas hobira egindako esplorazio historikoa gogora ekarri zuen. “Ordudanik, inoiz ez da bertara bueltatu”, kexu mintzo zen ozeanografoa. “Inor ez da joan ere Mexikoko Golkoko punturik sakonera, Sigsbee hobira. Yucatanetik gertu dago, itsas azaletik bost kilometrora. Izatez, inork ez daki zehazki non dagoen Golkoko punturik sakonena”. Egun horretan, zientzialariak hondamendi ekologikoak eragindako egoeraren larritasuna baliatu zuen itsas ikerketaren beharra azpimarratzeko. Ezagutza hori eskuratzeko baliabideei zegokienean, argi hitz egin zien Kongresuko kideei: “AEBek zientzia ikerketarako eta itsasoaren zaintzarako duten itsaspeko eta urruneko kontroleko ibilgailu zein autonomoen flota patetikoa da. Eskandalagarria”.

1. irudia: Haptoclinus dropi espezie berriko arraina. Espeziea izendatzeko ‘Deep Reef Observation Project’ egitasmoaren akronimoa baliatu dute. (Argazkia: Carole Baldwin / Smithsonian)

Itsasoaren ikerketari buruz hitz egiten denean, sarritan errepikatutako topikoa da. Agian, topikoen artean zabalduena: gizakiok gehiago dakigu kanpo espazioaz itsasoaz baino. Baina topiko izateak ez du esan nahi, noski, egia ez denik. Sylvia A. Earlek berak The World is Blue liburuan behin eta berriz gogoratzen du ezagutza falta hori; baina, batez ere, ezagutza falta horrek logikarik ez duela dio. “Estralurtarrak Lurreko bizitzaren funtsaren bila abiatuko balira, haiek seguruenera planetako ezaugarririk agerikoenean jarriko lukete arreta: itsasoan. ‘Jarraiozue urari’- esango lukete- . ‘Bizi forma guztiek ura behar dute eta… begira! urdina da planeta!’. Bertan murgiltzean konturatzen hasiko lirateke azkenean gizakiok konturatzen hasten ari garen ideia berdinaz: mundu osoan –eta, dakigunagatik, unibertso osoan- bizi kopururik handiena eta anitzena hor azpian dagoela, itsasoaren azalean hasita, eta tokirik sakonetaraino”.

Earlek egindako nabardura hori bereziki garrantzitsua da: “Itsasoaren azalean hasita”. Normalean uste baita egiteko dauden aurkikuntzak itsas hondoetan baino ez direla izango. Beste aditu batek ideia hori berretsi du orain. “Ozeanoaren zati bat baino ez da esploratu. Kostaldetik milaka miliatara, eta miliatako sakoneran dauden eremuen kasuan, hau ulergarria izan daiteke. Baina tropikoetako uharri sakonak justu sakonera gutxiko uharrien azpian daude, eta azken hauek oso ondo ikertuta daude. Funtsean, hauek geure atzeko patioak lirateke”. Carole Baldwin-en hitzak dira.

Umeek lehengo aldiz atzeko patioetara hurbiltzean mundu berri bat aurkitzen duten modu berean, Carole Baldwin itsas biologoak ere ezusteko galanta hartu du itsasoko atzeko patiora jaitsi denean. Esperokoa baino gauza gehiago aurkitu ditu bertan. Gainera, 300 metro inguru baino ez ditu egin behar izan orain arte zientziarentzat ezezagunak ziren espezie berri batzuk aurkitzeko.

Smithsonian Institutuak gidatzen duen Uharri Sakona Behatzeko Proiektuko zuzendaria da Baldwin, eta, beste zenbait kiderekin batera, ikusitakoa Scientific Reports aldizkarian jarri du zientzia komunitatearen eskura.

Sailkapen berri bat

Murgilaldiak Curaçao uhartearen hegoaldean dagoen uharri eremu batean egin dituzte, Venezuelako ipar-mendebaldean. 80 murgilaldi inguru izan dira, Curasub izeneko ikerketa itsaspeko bat baliatuta. Ontzi horrekin 309 metroko sakonera heltzeko aukera izan dute.

2. irudia: Carole Baldwin itsas biologoa eta Adriaan ‘Dutch’ Schrier, Curasub itsaspekoan (Argazkia: Barry Baldwin)

Horri esker, 4.436 behaketa egin dituzte, eta 71 arrain espezie identifikatu dituzte. Horietatik, batzuk orain arte espezie ezezagunak ziren zientziarentzat. Sakoneraren eta tenperaturaren arabera, espezieen banaketa zehaztasun handiarekin deskribatu dute. Eskuratutako datuen arabera, uharriei lotutako itsas eremu berria proposatu dute: arrarofotikoa. Berez, 130 eta 300 metro arteko sakoneran kokatu dute eremu hori, baina ikerketa artikuluan azaldu dutenez, beheko muga arbitrarioa da, erabilitako itsaspekoaren irismenaren araberakoa baita: beherago ezin izan dute iritsi.

Ozeanoetako eremuak zehazteko erabiltzen diren ohiko sailkapenak uharrietan baliagarri ez direla azaldu dute ikertzaileek; ondorioz, sailkapen berria proposatu dute ikerketa artikuluan. Eremuen arteko mugak, noski, gutxi gorabeherakoak dira, eta itsasoaren edo urtaroaren arabera alda litezke.

• Altufotikoa: 0-40 metro. Ondo argiztatutako eremua da. Koralezko uharri asko daude bertan. Urpekariek normalean eremu hau dute eskura, sakonera gehiagora sartzeak arazoak ekar ditzakeelako.

• Mesofotikoa: 40-150 metro. Bertan bizi dira argiaren dependentzia duten koralak. Eremu honetako mugarik sakonena definitzeko irizpidea, hain zuzen, argiaren irismena izan da: fotosintesia ahalbidetzeko nahikoa argi ez dagoenean bukatzen da eremua.

• Arrarofotikoa: 130-300 metro. Beheko muga 300 metrotan ezarri dute, itsaspekoaren irismenaren arabera (309 metro). Aztertutako 71 espezietatik, 31 bertan bizi dira batez ere. Bertako koralek ez dute mantentzen gainerako koralek zooxantela motako algekin izan ohi duten harreman sinbiotikoa, eta ez dute uharririk sortzen.

• Afotiko sakona: 300 metrotik behera. Batere argirik gabeko eremua. Bertan, fauna abisala baino ezin da garatu.

Oraindik argitzeko dago eremu arrarofotikoak betetzen duen funtzio ekologikoa, baina funtzio hori gorago dauden arazoei loturik dagoen susmoa dute. Bertan dauden arrainek lotura gehiago dute gorago dauden eremuekin, itsas hondokoekin baino.

Sakonera txikira dauden uharrien kaltetzearen arrazoiak argitzea izan da, hain zuzen, eremu hau aztertzeko arrazoietako bat. Izan ere, ikertzaileek hipotesi bat dute esku artean: uharrietako eremurik sakonenek babesleku gisa funtzionatzen dute. Agian beroagoak diren goiko uretatik aldentzen diren animaliek bertan aterpe bilatzen dutela proposatu dute, edo koral uharrien kalteetatik babesteko. Diotenez, zioak ez daude argi oraindik.

Erreferentzia bibliografikoa:

Baldwin, C.C., Tornabene, L. and Robertson, D.R. 2018. Below the Mesophotic. Scientific Reports (2018) 8:4920 DOI: 10.1038/s41598-018-23067-1

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

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Los líquidos corporales de los animales se distribuyen en tres espacios o compartimentos, principalmente: celular (líquido intracelular), espacios entre las células (líquido intersticial) y, de haberlas, cavidad general del cuerpo y sistema vascular (líquido celómico, plasma sanguíneo, hemolinfa o equivalente). Como vimos aquí, el líquido intersticial y el plasma pueden ser considerados conjuntamente líquido extracelular (o medio interno). En los animales sin sistema vascular la razón de esa identidad es obvia. En los animales con sistema circulatorio abierto no hay discontinuidad alguna entre la hemolinfa y el líquido que baña las células. Y en los de sistema cerrado, los capilares tienen poros (entre las células endoteliales o, incluso, atravesando tales células) a través de los cuales se establece una continuidad casi absoluta entre ambos sistemas; las únicas sustancias que no atraviesan la barrera que representa el endotelio capilar son ciertas moléculas, como proteínas plasmáticas, cuyo gran tamaño impide su salida del capilar hacia los espacios intercelulares. Por lo tanto, el líquido intersticial y el plasma (o equivalente) tienen la misma concentración osmótica y casi idéntica composición iónica. Sin embargo, aunque los líquidos extra e intracelular tengan también la misma concentración osmótica, la composición de iones y de ciertas moléculas orgánicas es muy diferente en ambos fluidos.

Por las razones dadas, desde un punto de vista funcional, resulta útil reducir las subdivisiones anteriores a dos: medio intracelular y medio interno. Ambos medios se encuentran separados por la membrana celular que, dada su carácter semipermeable, ejerce de barrera para con ciertos solutos (Na+, Cl–, sustancias orgánicas) pero no para con el K+ ni para con el agua. Y por otro lado, el medio interno y el medio exterior también se encuentran separados por el tegumento, que normalmente hace función de barrera.

Los animales han de preservar su contenido hídrico dentro de ciertos márgenes, porque de ese contenido depende la existencia de los fluidos corporales y que esos fluidos tengan características compatibles con las funciones animales. Al fin y al cabo, todas las estructuras internas se hallan bañadas por fluidos, que son el ambiente inmediato de células, orgánulos celulares y moléculas. Su composición es el contexto en el que funcionan aquellas. Las concentraciones de los iones a los que nos referiremos enseguida dependen del volumen de los fluidos en los que se encuentran disueltos. Y además, de ese volumen depende el de las células y tejidos.

Los animales también han de mantener en un rango restringido de valores la concentración intracelular de los iones inorgánicos. El K+, principal catión intracelular, ha de mantener una concentración relativamente alta, pues así lo requiere la estabilidad e integridad funcional de las proteínas. Del mismo modo, han de mantener a niveles reducidos la concentración de Na+ y Cl– dentro de las células, porque incluso concentraciones moderadas de esos iones desestabilizan las proteínas celulares. Además, las concentraciones intra y extracelulares de esos tres iones puede determinar (dependiendo de la permeabilidad relativa de la membrana celular para con cada uno de ellos) la diferencia de potencial eléctrico entre los lados interno y externo de la membrana, lo que resulta crucial desde el punto de vista de la transmisión del impulso nervioso en las neuronas y de la contracción muscular.

Por todo lo apuntado hasta aquí, desde el punto de vista de los equilibrios que han de mantener los animales en materia de contenido hídrico y concentración interna de solutos, la capacidad para ejercer un cierto control sobre los movimientos de agua y sales a través de esas barreras es esencial en la mayor parte de las especies. Aunque ese control se ejerce de forma diferente en las dos barreras mencionadas (membrana celular y tegumento corporal) dependiendo del tipo de relación que cada especie mantiene con el medio en el que se encuentra.

Los animales, como es sabido, ocupan medios acuáticos y el medio terrestre. En lo relativo a los medios acuáticos, estos pueden tener muy diferentes concentraciones salinas. No obstante, la división fundamental es la que existe entre el agua de mar y las aguas dulces. El agua marina tiene una concentración osmótica de 1000 mOsm (miliosmolar), que corresponde a unos 35 g kg-1 (g de sales por kg de agua). Las aguas dulces varían dentro de un rango relativamente estrecho, de entre 0,15 y 15 mOsm; en términos de masas, su concentración de sales se encuentra entre 0,1 y 0,2 g kg-1, aunque se consideran aguas dulces todas aquellas cuya concentración gravimétrica es inferior a 0,5 g kg-1. Los iones principales del agua de mar son Na+ (470 mM), Cl– (548 mM), Mg+2 (54 mM), SO4-2 (28 mM), Ca+2 (10 mM) y K+ (10 mM). Las concentraciones de esas sustancias en aguas dulces, aunque muy bajas, pueden variar considerablemente entre unas masas de aguas y otras. No obstante, las siguientes pueden considerarse típicas del agua dulce: Na+ (0,35 mM), Cl– (0,23 mM), Mg+2 (0,21 mM), SO4-2 (0,19 mM), Ca+2 (0,75 mM) y K+ (0,08 mM).

Por otra parte, también hay importantes volúmenes de agua cuya concentración salina se encuentra entre la del mar y la del agua dulce: son las aguas salobres. Son relativamente normales en zonas costeras en las que el aporte de agua dulce continental diluye el agua marina, especialmente en los estuarios. Y también hay aguas hipersalinas, normalmente en lagos que experimentan una fuerte evaporación; son las aguas cuya concentración supera claramente la del agua de mar.

Flamencos en el lago salino y alcalino de Bogoria (Kenya). En primer plano emergencia de agua caliente.

En lo que se refiere a los medios terrestres, no existen medios que puedan ser diferenciados de forma tan nítida como las aguas saladas y las aguas dulces. La variable relevante en este caso es la presión parcial de vapor de agua en la atmósfera, porque esa variable, como veremos, afecta directamente a la pérdida de agua de un animal por evaporación. La presión de vapor de agua es la porción de la presión atmosférica que es debida al gas vapor de agua y tiene la peculiaridad, por comparación con otros gases, de que tiene un valor límite que no puede superar. Ese valor, que es la presión de saturación, varía con la temperatura: cuanto más alta es esta, mayor es la presión de vapor de saturación: a 0ºC, la presión de saturación del vapor de agua es 4,6 mmHg (0,61 kPa) y a 40ºC es 55,3 mmHg (7,37 kPa).

El agua que puede perder por evaporación un animal depende (1) de la presión parcial de vapor de agua en la atmósfera en la que se encuentra y de lo próxima o alejada que se encuentre esa presión de la de saturación (cuanto mayor sea la diferencia entre la presión de saturación y la presión parcial de vapor de agua, mayor será la pérdida), (2) de la renovación del aire en la proximidad del tegumento, (3) de la temperatura corporal del animal (por razones que no detallaremos aquí), (4) del grosor de la barrera que separa de la atmósfera el fluido corporal que se evapora y (5) de la permeabilidad del tegumento para con el agua. Por lo tanto, los factores ambientales que más inciden en la pérdida potencial de agua por evaporación son la presión parcial de vapor del agua, el viento, la temperatura del ambiente (porque de ella depende la presión de saturación) y la temperatura del animal. El agua se puede perder por otras vías, pero no nos ocuparemos aquí de ellas pues no guardan relación directa con los factores ambientales, que son los que ahora nos interesan. Por lo mismo, tampoco nos ocuparemos de los mecanismos para adquirir agua.

Los animales pueden desarrollar tres tipos de regulación: osmótica, iónica y de volumen. La regulación osmótica (osmorregulación) consiste en el mantenimiento en niveles constantes o casi constantes la concentración osmótica del medio interno. Cuando se define de esta forma la osmorregulación, normalmente se asume que tal capacidad se ejercita en el contexto de variaciones ambientales en la concentración osmótica del medio externo. Pero eso no tiene por qué ser así. También cabe hablar de osmorregulación en aquellos casos en que los animales mantienen concentraciones osmóticas internas constantes (o casi constantes) y diferentes de la del medio externo. Incluso si nos referimos a un animal terrestre que vive en un medio no acuático y que, por tanto, no puede ser caracterizado en términos de concentración osmótica, también podemos considerarlo osmorregulador si es capaz de mantener constante la concentración osmótica del medio interno en un contexto, por ejemplo, de variaciones en la disponibilidad de agua o bajo regímenes alimenticios de variables contenidos salinos.

Los animales que no regulan la concentración osmótica de su medio interno son osmoconformadores, lo que quiere decir que, si ocupan medios acuáticos la concentración osmótica de su medio interno se asemeja a la del medio externo y que si se trata de animales terrestres, varía en función de las condiciones ambientales.

La regulación iónica, por su parte, consiste en la capacidad para mantener constante la concentración de iones inorgánicos en el medio interno. En este caso no cabe hablar de una capacidad de regulación iónica general, sino que tal capacidad siempre se refiere a un ión concreto puesto que cada ión cuya concentración está regulada está sujeto a procesos específicos. También en relación con los iones inorgánicos recurrimos al término conformador para denominar al animal que no regula la composición de alguno de ellos; como en el caso de la regulación, también aquí la incapacidad para regular la concentración de un ión es específica para ese ión.

Nos interesa también la capacidad –o su ausencia- para regular el volumen del medio interno. Si un animal dispone de tal capacidad diremos que es un regulador del volumen, y que es conformador del volumen si carece de ella.

Para terminar, interesa valorar qué consecuencias tiene para el medio intracelular que un animal sea o no capaz de regular las magnitudes anteriores. Dado que las membranas celulares son permeables al agua, la concentración osmótica del medio intracelular es la misma que la de su medio interno; por lo tanto, un animal que regule este, mantendrá aquel igualmente regulado. Si, por el contrario, no regulase osmóticamente su medio interno, el medio intracelular experimentará una variación tendente a igualar su concentración con la de aquel, y dado que los iones inorgánicos han de ser mantenidos en un rango estrecho de concentraciones, ello podría provocar cambios en el volumen de las células debidas a flujo osmótico de agua.

En lo que a la concentración de iones inorgánicos se refiere, es importante que los ya señalados Na+, Cl– y K+ se mantengan dentro de un margen relativamente estrecho de concentraciones propias de los medios interno e intracelular. Las variaciones que se produzcan en el medio interno no deberían ser importantes ni incidir en lo que ocurra dentro de las células. De lo contrario, y como ya se ha señalado, la estructura de las proteínas (enzimas, principalmente) y, por ende, su integridad funcional se vería amenazada.

En lo que al volumen se refiere, la capacidad o incapacidad para regular el volumen del medio interno no debería afectar al volumen del medio intracelular si no se producen cambios en la osmolaridad. No obstante, en el caso de que un cambio en el volumen del medio interno ocurriese a la vez que una variación en su concentración osmótica, el volumen celular podría verse afectado como ya se ha dicho antes. No obstante, muchos animales han desarrollado la capacidad de realizar ajustes de la concentración intracelular de osmolitos orgánicos gracias a los cuales pueden mantener constante su volumen celular (regularlo) aunque cambie la concentración osmótica fuera (y dentro) de las células. Gracias a esa capacidad, a la que nos referimos aquí, se evita el flujo osmótico de agua hacia o desde el interior celular y el volumen permanece constante. A esa capacidad se la denomina regulación isosmótica del volumen celular.

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 Relaciones hídricas y salinas de los animales: fundamentos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La teoría general de la relatividad hemos visto que se basa, de forma análoga a la especial, en dos principios básicos: el de equivalenvia y el de covariancia. También hemos podido apreciar lo fácil e intuitivo que es enunciarlos. Otra cosa muy diferente es expresarlos matemáticamente y las consecuencias que se derivan de ellos son impresionantes, paradójicas y no fácilmente aprehensibles. Por ello, aunque la tentación sea obviar todo el aspecto matemático, no podemos dejar de pasar muy por encima por él y tener una idea de, al menos, el aspecto que tienen las llamadas ecuaciones del campo de Einstein [1][2].

Einstein empleó varios años y muchas discusiones y trabajos con matemáticos, especialmente Marcel Grossman y David Hilbert, para poder lograr la expresión matemática de sus ideas. Aunque Einstein ya dispuso de un primer esbozo en 1911 no sería hasta finales de 1915 que encontrase la forma definitiva [3]. La ecuaciones de campo se presentaron a la Academia Prusiana de Ciencias en noviembre de 1915. La idea general es que las soluciones a estas ecuaciones indican cómo el espaciotiempo y la masa-energía se influyen el uno a la otra y viceversa. Por ejemplo, cómo afecta al espaciotiempo la presencia de una masa como la del Sol, y cómo este espaciotiempo afecta al movimiento de una masa menor en las proximidades del Sol, como la de un planeta; o qué le pasa al espaciotiempo cuando una estrella masiva colapsa sobre sí misma hasta crear un punto de densidad infinita.

La dificultad matemática que encontró Einstein estriba en expresar cuantitativamente que el espaciotiempo se curva y cómo lo hace. Para conseguirlo tuvo que aprender las bases toda una rama de las matemáticas: el cálculo tensorial.

El espaciotiempo se curva en presencia de masa-energía. Imagen: ESA–C.Carreau

El espaciotiempo se curva

Si cortas una naranja por la mitad, quitas la pulpa del interior, e intentas aplanar el hemisferio de piel resultante, terminas rajándolo. Si tratas de aplanar algo con la forma de una silla de montar, como una patata frita (de las de bolsa) revenida, te encuentras con el problema contrario: hay “demasiada” superficie y se te forman pliegues. Si coges, sin embargo, un rollo de papel de cocina y deseas aplanarlo, no hay nada más fácil, con desenrollarlo, listo. Las superficies como las esferas se dice que están curvadas positivamente, las que tienen la forma de una silla de montar que lo están negativamente, y las que son como el papel de cocina son, simplemente, planas (démonos cuenta que son planas en este sentido aunque no estén en un plano). Esto es así porque la curvatura se define en términos de “geometría intrínseca” de una superficie, en la que la distancia se mide en función de los caminos que están dentro de la superficie.

Hay varias formas de hacer precisa esta noción de curvatura y hacerla cuantitativa, de tal manera que a cada punto de la superficie se pueda asociar un número que diga “cómo de curvada” está en ese punto. Para poder hacer esto es necesario que se cumplan determinadas condiciones matemáticas que permitan determinar las longitudes de los caminos, es lo que se llama una métrica riemanniana. La noción de curvatura puede ser generalizada a un mayor número de dimensiones, de tal forma que se habla de la curvatura en un punto en una variedad riemanniana de d dimensiones. Sin embargo, cuando la dimensión es mayor de dos, es decir, no es un plano lo que se curva sino un espacio, las posibilidades de curvatura en un punto se hacen tan complicadas que ya no pueden ser expresadas por un número sino por algo llamado el tensor de Ricci.

Un tensor no es más que la extensión del concepto de vector a dimensiones adicionales. Un escalar, un número, aparece en un gráfico como un punto, un objeto de cero dimensiones. Un vector, que tiene magnitud y dirección, aparecería en un gráfico como una línea, es decir, como un objeto de una dimensión. El tensor extiende esta idea a las dimensiones adicionales. Esto podemos interpretarlo como un conjunto de vectores relacionados, moviéndose en múltiples direcciones en un plano.

Lo veremos mejor de otra manera. En vez de pensar en un vector como un conjunto de coordenadas, lo podemos considerar una operación, es decir, un vector lo que haría es asociar una dirección a un número. Lo importante desde el punto de vista matemático es que la operación es lineal y homogénea. Gracias a esto, un vector queda completamente determinado por sus proyecciones en d direcciones, donde d es el número de dimensiones del espacio en el que se define. Por tanto, un vector se puede expresar como un conjunto de números que son en realidad sus proyecciones en un sistema de ejes coordenados.

Un vector es realmente un tensor de rango 1, asocia 1 dirección a un número. Un escalar, es un tensor de rango 0, asocia 0 direcciones a un número. Por tanto un tensor de rango 2 (un tensor ya por derecho propio), asocia dos direcciones arbitrarias a un número. Si quisiéramos expresarlo en términos de las coordenadas, como se hace con los vectores, necesitaríamos d x d números. Para un tensor de rango q, por tanto, necesitaríamos nq números.

Las ecuaciones de campo

Veamos ahora desde el punto de vista formal las ecuaciones de campo de la relatividad general. Si has llegado leyendo hasta aquí no te asustará demasiado, después de todo no es más que una igualdad tensorial en la que se relacionan un conjunto de tensores 4 x 4 (simétricos, pero en esto no vamos a entrar ahora), para un espaciotiempo de 4 dimensiones.

Donde Rμν es el tensor de curvatura de Ricci del que hablábamos más arriba, R es la curvatura escalar (simplificando, la curvatura entendida en el sentido que hablábamos más arriba, un número asociado a un punto del espacio), gμν es el tensor métrico (una generalización del campo gravitatorio y principal objeto de interés), G es la constante gravitacional de Newton, c la velocidad de la luz en el vacío y Tμν el tensor de energía-impulso.

Los índices en los tensores son etiquetas, es una forma de llamarlos. En este caso se emplea la notación abstracta de Penrose. Se puede usar cualquier símbolo conveniente para los índices de los tensores. Tradicionalmente, las letras latinas se usan para indicar que se están usando coordenadas espaciales (x, y, z), mientras que las griegas se emplean para indicar coordenadas espaciotemporales (x, y, z, t).

Notas:

[1] Esta entrega de la serie puede saltarse sin pérdida de continuidad.

[2] En lo que sigue nos basamos mayormente en nuestro nuestro “Einstein y…la pizarra del Observatorio del Monte Wilson” Experientia docet 17/12/2010

[3] La importancia de la cronología puede apreciarse en nuestro Desviación de la luz y falsabilidad

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

El artículo Las ecuaciones de campo de la relatividad general se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez-Gazpio Ugaztunen helduaroan zehar, neuronak sortzen dira garunaren hipokanpoan memoriarekin lotutako funtzioentzat lagungarri delarik. Gizakietan ere hori gertatzen zela uste zen, baina, argitaratu berri den ikerketa baten ondorioak zalantzan jarri du fenomeno hori gizakietan ere gertatzen ote den. Orain arte uste zenez, egunero gizakion hipokanpoan -memoriaz eta ikaskuntzaz arduratzen den garunaren atalean- ehunaka neurona sortzen ziren. Alabaina, ikerketa berri baten arabera aspalditik errotutako ideia hori irauli egin daiteke, azken 20 urtetan uste zenaren aurka. Oraindik asko dago ikasteko eta ikertzeko garunaren funtzionamenduari buruz eta Sorrells ikertzaileak eta bere lankideek plazaratu dituzten ondorioen arabera, ideia hori berretsi egin behar da. Helduaroko neurogenesia zalantzan dago berriro ere.

1. irudia: Garunaren funtzionamenduari buruz oraindik asko dago ikertzeko, eta ikerketa berrien emaitzek aurrez uste zena kolokan jar dezakete. (Argazkia: geralt- domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Asiako, Europako eta AEBko hainbat unibertsitatetako zientzialariek elkarlanean egindako ikerketa zabal baten arabera, hipokanpoan gertatzen den neuronen sorkuntza gelditu egiten da heldu egiten garenean. Neurogenesi prozesua, hortaz, ez litzateke gertatuko bizitza guztian zehar eta, antza, helduaroan hipokanpoko neurogenesia eten egingo litzateke. Duela urte batzuk, Nature aldizkarian argitaratu den ikerketan parte hartu duten zientzialariek baldintza onetan mantendutako helduen garunak aztertu zituzten. Garunaren atalak aztertzen zihoazen neurrian, neurona gazteak aurkitu zituzten, baina, hipokanpoan bat bera ere ez.

Ikusitakoak harrituta, hipokanpoko laginak aztertzea erabaki zuten. Hainbat garun aztertu zituzten, adin desberdinetakoak -fetuetatik hasi eta 70 urteko garunetaraino-. Ondorioa argia izan zen: hipokanpoko neurona berrien kopurua jaio ostean murrizten hasten da eta helduaroan ez dago sorkuntzarik. Ikerketaren ondorioa martxoaren 7an argitaratu zen eta eztabaida handia eragiten ari da zientzia-komunitatean, orain arte neurogenesiaz uste zena zalantzan jartzen duelako. Ikerketaren emaitzak berresten badira, gainera, garunarekin lotutako zenbait gaixotasunei sendabidea aurkitzea urrundu egin daiteke; izan ere, kasu askotan garunak duen neuronak sortzeko gaitasunean oinarritzen dira Alzheimerra edo Parkinsona sendatu ahal izateko itxaropenak.

Zalantzak eta eztabaida

Zenbait neurozientzialarik eta adituk zalantzak dituzte argitaratu berri den ikerketaren emaitzekin; izan ere, aurrez argitaratutako ebidentzia askoren aurka doa, zeinetan frogatu ahal izan den helduaroan hipokanpoan neurogenesia gertatzen dela. Orain arteko ezagutzaren arabera, jakina da neurogenesia moteldu egiten dela gizakiaren adinak aurrera egin ahala, baina, hipokanpoko neurona berrien sorkuntza ez da inoiz gelditzen eta bizitza osoan zehar jarraitzen dugu neurona berriak sortzen. Zentzu horretan, eztabaida handia piztu du Arturo Alvarez-Buylla neurozientzialariak zuzendutako taldeak plazaratu dituen ondorioak. Haien ikerketen emaitzen arabera, hipokanpoko neurogenesia ikusi duten garunik zaharrena 13 urteko gazte batena zen.

2. irudia: Garunean 85.000-100.000 milioi neurona daudela jotzen da, nerbio-sistemaren zelula nagusienak dira. Haien funtzio nagusia sinapsia egitea da, neuronen arteko elkarrekintzari esker garunak bere funtzioak bete ahal izan ditzan.(Argazkia: geralt – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com

Ikerketa hau, gainera, zientziaren déjà vu modukoa dela esan daiteke. Hain zuzen ere, 90eko hamarkada arte pentsatu zen helduaroan ez zela neurona berririk sortzen eta froga asko aurkeztu ziren hipokanpoko neurogenesiaren alde. Beti egon da eztabaida neurogenesiaren funtzioari eta garrantziari buruz, baina, oro har, zientzia-komunitatean adostasun nabaria zegoen helduen hipokanpoan neuronak sortzen direla pentsatzeko. Horren aldeko ikerketak argitaratu dira, baina, metodologiak konplexuak dira eta emaitzak interpretatzea ez da erraza izan. Gakoa neurona gazteak ikusteko erabiltzen diren markatzaileetan dago; izan ere, teknika immunohistokimiko klasikoen bidez aztertzen dira neuronak eta, baliteke, neuronak gazteak egonda horiek ez detektatzea -azken ikerketari egindako kritika horixe da-, baina baliteke neurona gazteak egon gabe markatzaileak positibo faltsuak ematea -ikerketaren egileek hori diote, eta ohiko markatzaileen positibo faltsuen mekanismoa azaldu dute-.

Zalantza eta galdera horiek baieztatzen edo ezeztatzen diren bitartean -zientzian egin ohi den moduan-, argitaratu berri den ikerketa garrantzitsua da arlo horretan ikertzen jarraitzea hauspotuko duelako. Horrekin batera, hipokanpoko neurogenesia ikertzeko teknika eta markatzaile hobeak garatzea eramango du eta, ziur asko, animalion garuna hobeto ulertu eta ezagutu ahal izango da.

Informazio osagarria:

• Shen, H. (2014). New brain cells erase old memories. Nature News. DOI: 10.1038/nature.2014.15186
• Snyder, J.S. (2018). Questioning human neurogenesis. Nature, 555, 315-316. DOI: 10.1038/d41586-018-02629-3
• Sorrells, Shawn F. et al. (2018). Human hippocampal neurogenesis drops sharply in children to undetectable levels in adults. Nature, 555, 377–381. DOI: 10.1038/nature25975

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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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El pez gota ostenta el dudoso honor de ser considerado el animal más feo del mundo (Fuente: FishesOfAustralia)

Hace apenas unos días murió Sudán, el último rinoceronte blanco del norte macho. Es una de las cinco especies de rinocerontes que hay en el mundo, y con la muerte del último macho, podemos darla oficialmente por extinta. Quedan con vida aun dos hembras, una hija y una nieta de Sudán, y se espera que utilizando técnicas de fecundación in vitro haya una posibilidad, aunque sea pequeña, de recuperar algún día la especie.

Pero la muerte de Sudán es un símbolo de nuestro fracaso en la conservación de la biodiversidad. La hemos fastidiado, queridos congéneres, y Sudán es la última prueba que nos ha llegado, un mensaje alto y claro. Ojalá sirva como toque de atención y nos pongamos las pilas con esto. La Tierra es hogar de millones de especies y nosotros somos la única con conciencia y responsabilidad para preservarla para todas las demás.

Sudan, el último rinoceronte blanco del norte macho, vivió sus últimos años custodiado para protegerle de los cazadores furtivos (Fuente: Ol Pejeta Conservancy)

Y digo todas. Insisto en ello porque cuando pensamos en conservación de especies solemos pensar en lindos koalas, gorilas imponentes, tigres majestuosos o simpáticos delfines. Y aunque es loable querer proteger a los cetáceos, ¿quién se acuerda de todas esas otras especies, las feas, las antipáticas, las despeluchadas, las viscosas, las patéticas? ¿Es que no merece el pez gota, nombrado una vez el animal más feo del mundo, sobrevivir igual que lo merece el lince o el águila imperial?

¿Puede el marketing salvar a los animales poco conmovedores?

Bob Smith es director del Instituto Durrell de Conservación y Ecología de la Universidad de Kent. En un artículo publicado en The Conversation a medias con Diogo Verissimo, de la Universidad de Oxford, comentaba que “nosotros como científicos conservacionistas queríamos comprobar si quizá el marketing podría salvar a estas otras especies. Si las empresas consiguen vender productos como fregonas y otros productos monótonos, ¿por qué no íbamos a poder recaudar dinero para salvar al poco glamuroso topo dorado gigante, incluso aunque parezca un pequeño cojín peludo con una pequeña nariz pegada?”.

Así que Smith y Verissimo compararon dos estrategias de recaudación de fondos para la conservación de especies, una de WWF y otra de la Sociedad Zoológica de Londres a través de su programa EDGE of Existence (al borde de la existencia). Ambas campañas eran muy diferentes: la de WWF trataba de recaudar dinero para un amplio abanico de proyectos que iban desde hacer frente al cambio climático y el comercio ilegal de animales salvajes a la conservación de los océanos y los bosques, mientras que la de EDGE estaba centrada en salvar a 100 mamíferos en peligro de extinción.

“Dado los diferente de ambas campañas queríamos ver si el marketing suponía alguna diferencia”, explican los autores, y para eso había que tener en cuenta qué animales se utilizaban como reclamo y cuál era su grado de atractivo, algo que depende de distintas cosas, como por ejemplo de si son bonitos, adorables, grandes o famosos.

Para crear una escala de atractivo animal se eligió a 850 personas involucradas en la conservación y se les enseñó una selección de imágenes, escogidas al azar, de entre las que ambas campañas estaban utilizando, y se les pidió que las clasificasen.

Comenzaron por la campaña de WWF, que recauda dinero a través de la adopción de los animales. Cuando la gente dona dinero, otorgan su apoyo a especies bien conocidas, y a cambio consiguen un animal de peluche, fotos de esos animales y certificados de adopción. El dinero donado va a acciones y proyectos que no solo benefician a los animales adoptados, sino a todo el ecosistema en general.

¿Cómo no iba a conmovernos la penosa situación de los adorables pandas? Solo un corazón de hielo se resistiría a intentar salvarlos (Fuente: Wikipedia Commons)

Los científicos determinaron que dos factores en concreto influían las elecciones de los donantes a WWF: el atractivo del animal y el grado de amenaza de extinción que sufrieran. “Las campañas de marketing no tenían ningún efecto. Daba igual como estuviesen descritas o presentadas, las especies más atractivas siempre reciben más donaciones, probablemente porque la gente ya las conoce y le gustan”.

Es posible salvar a ratas y murciélagos si sabes cómo

El programa EDGE funciona de forma diferente. Aunque apoya algunas especies mundialmente conocidas, como el elefante asiático, muchas otras son mucho menos atractivas, incluyendo un amplio grupo de ratas y murciélagos. Cada una de estas especies aparece en su web y los usuarios pueden aprender cuanto quieran sobre ellas.

En este caso, los resultados de Smith y Verissimo muestran que si bien la gente en general se muestra más interesada por donar para especies atractivas, en este caso las estrategias de marketing sí que influyen en la decisión. Los animales a los que se daba más visibilidad y se promocionaba conseguían más atención de los donantes.

No es tan lindo como un koala, pero ¿es que acaso el jerbo orejudo no merece nuestra ayuda? (Fuente: Wikipedia Commons)

Al comparar las dos campañas, los resultados muestran que entre 2011 y 2017 los animales que más dinero recaudaron en la web de WWF fueron el oso polar, el oso panda, el tigre y el leopardo de las nieves, mientras que en la web de EDGE fueron el delfín chino de río (ya extinto), el jerbo orejudo, el loris esbelto rojo y el murciélago de hocico de cerdo.

Los autores creen por tanto que utilizar técnicas de marketing con habilidad puede ayudar a recaudar fondos no solo para los animales que a todos nos derriten el corazón, sino también para los que no querríamos encontrarnos trepando por la pared de nuestra casa. Para estimar el impacto que podrían tener esas técnicas de marketing, crearon un modelo matemático basado en los datos recogidos del proyecto EDGE, una ecuación capaz de predecir las donaciones basándose en el atractivo del animal (algo que es fijo) y si fue o no promocionado por la organización en su web (algo que es variable).

Utilizando esa fórmula simularon distintas situaciones para los 10 animales más atractivos y los 10 menos atractivos según la clasificación hecha por los voluntarios del estudio. Si el marketing no intervenía, el modelo estimaba que las especies más adorables recaudarían hasta diez veces más que las más desagradables o feas. Pero al introducir el marketing que podía llevar a cabo la organización (situar las diez especies menos atractivas en las zonas destacadas de su web), el modelo predecía que las donaciones se multiplicarían por 26.

Sin un poquito de ayuda, un topo dorado gigante nunca tendrá el éxito de recaudación de un delfín, un tigre o un águila (Foto: Globalspecies.org)

Esto quiere decir, aseguran los dos autores del artículo, que las especies feas, al menos en lo que se refiere a ratones, murciélagos y similares, no lo tienen todo perdido y que hay mucho trabajo que los activistas y conservacionistas pueden hacer para echarles una mano.

Pero eso no es todo. El éxito de una campaña de marketing para salvar una especie, o un entorno, depende también de otros factores. El estudio Asignación Óptima de Recursos entre Especies Amenazadas: un Protocolo de Priorización de Proyectos, publicado en 2009, analizaba cuál es la mejor forma de gestionar el dinero dedicado a conservación, que por desgracia nunca es suficiente, para que sea lo más eficiente posible. “La literatura académica dedicada a la asignación sistemática de prioridades normalmente recomienda hacer un ranking de especies basándose en varios criterios, incluyendo el nivel de amenaza y el valor de esa especie en términos de distinción evolutiva, importancia ecológica y significado social. Pero este enfoque ignora dos aspectos cruciales: el coste del proyecto y las probabilidades de que el proyecto sea un éxito”.

Aclaran Smith y Verissimo que su estudio no analizó si una u otra estrategia de marketing sirvió para aumentar el número total de donaciones, pero sí que fue muy útil para aumentar el número de especies que la población reconoce y en cuya supervivencia se implica. No solo los gorilas o los osos panda tienen derecho a sobrevivir, ¿o es que nadie llorará al pez gota cuando desaparezca, igual que estamos todos ahora llorando por Sudán?

Referencias:

Increased conservation marketing effort has major fundraising benefits for even the least popular species. Diogo Verissimo, Robert J. Smith et al. Biological Conservation, Julio 2017.

Asignación Óptima de Recursos entre Especies Amenazadas: un Protocolo de Priorización de Proyectos. Liana N. Joseph, Richard F. Maloney, Hugh P. Possingham. Conservation Biology. Marzo 2009.

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

El artículo ¿Quién llorará por los animales feos cuando desaparezcan? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Osteoporosia gaztarotik prebeni daiteke, jarduera fisiko moderatu-biziarekin eta bai kaltzioan bai D bitaminan aberatsa den dietarekin. UPV/EHUren ikerketa baten arabera hezurren mineralizazioa hobetzen laguntzen dute faktore hauek. Honi esker osteopenia eta osteoporosia gaztarotik prebenitzeko eta geldotzeko programak diseina daitezke.

Irudia: Jarduera fisiko moderatu-biziarekin batera bai kaltzioan bai D bitaminan aberatsa den dietak osteoporosia prebenitzen lagun dezake.

Osteoporosiari aurre egiteko, batik bat, tratamendu farmakologikoak baliatzen dira behin gaixotasuna detektatuta. 18 eta 21 urte bitarteko gazteen hezur osasuna aztertu du UPV/EHUko ikerketa batek eta egoera fisikoarekin, alde batetik, eta dietarekin, bestetik lotu du, osteoporosia prebenitzen eta geldotzen laguntzen duten faktoreak identifikatzeko.

Orain arte hezurraren kalitatearentzat erabakigarriak diren faktoreen atzera begirako azterlanak egin izan dira nagusiki, helduaroan eta hezurren gainbeheraren hasieran zentratzen direnak: osteoporosian eta, batik bat, 50 urtetik aurrerako emakumeetan. Ikerketa hau bezalako aurretiko azterlanak egitea garrantzitsua izan daiteke hezurren kalitatean positiboki zerk eragiten duen jakiteko; izan ere, hobekuntza tartea zabalagoa da, aurretik hamarkada bat baino gehiago baitago mineralizazioa ahalik eta lasterren areagotzeko.

Azterlanak 18 eta 21 urteko 156 ikasleren (61 gizon eta 95 emakume) hezurren osasuna aztertu du. Oraindik hezurren heldutasun goreneko puntura iritsi ez diren helduen hezur kalitateari buruz egin diren ikerketa gutxietako bat.

Jarduera eta baldintza fisikoa, gorputz konposizioa eta gazteen nutrizioa aztertu dira 2016ko irailetik 2017ko maiatzera arte. Ezaugarri antropometrikoak, kontsumo dietetikoa, gaitasun aerobikoa, muskuluen indarra eta egiten duten jarduera fisikoa erregistratu dira. Horretaz gain, hezurren egoera ere neurtu dute inbaditzaile ez diren ultrasoinuen bidez.

Parte hartzaileek hezur kalitate ona dutela ikusi da ikerketan. Gehienek kirola egiten dute: biziago gizonek eta moderatuago emakumeek. Gizonek egunean, batez beste, 1.080 mg kaltzio kontsumitzen dituztela (OME-k gomendatutako 1.000 mg-ak baino gehiago) ikusi dute eta emakumeek egunean gomendatutako kantitatea baino gutxiago, 814 mg. D bitaminari dagokionez, ez batzuek ez besteek ez dira OMEren gomendatutako kantitatera ailegatzen: mutilek egunean 3,88 mg hartzen dituzte eta neskek 3,10 mg.

Jarduera fisikoa, neurrian

Nahiz eta aztertutako gazteek hezur kalitate ona duten, adinarekin gertatuko den hezur murrizketa geldotzeko hobetu liteke. Hezur eraketan laguntzen duten faktoreak ezagutzeak balio dezake osteoporosia eta osteopenia prebenitzeko. Jarduera fisikoak muskulua hobetu eta hezurra indartzen du; jarduera bizia bada, gainera, biak hobetzen dira: urteetan hobeto iraungo dute eta hobeto egingo diote aurre hezurren gainbeherari.

Beraz, jarduera moderatu-bizia eta inpaktuzko kirolak gomendagarriak dira, dieta egokiarekin lagunduta. Muskuluen tentsioak eta indarrak hobetu egiten du hezurraren mineralizazioa, baina horrek ez du esan nahi zenbat eta gehiago hobeto; izan ere, frogatu da eliteko kirolariek ere osteoporosia izaten dutela. Jarduera fisikoak moderatu-bizia izan behar du, gehiegikerietan erori gabe, bereziki emakumeen kasuan. Ariketa oso bizia denean, nutrizio beharrak ere oso altuak izaten dira eta, emakume kirolarien kasuan, oso zaila da horiei egoki erantzutea, emakumeen ezaugarri fisiko eta hormonalengatik. Hori dela eta, pentsatzen dena baino ohikoagoa da eliteko kirolarien artean osteoporosi kasuak egotea.

Kaltzioan eta D bitaminan nutrizio egokia izateaz gain, jarduera fisikoak laguntzen du hezur mineralak pilatzen. Horrela, helduarora iristean, hezurren zurruntasunaren indizea altua izaten eta 30-35 urtetik aurrera eta batez ere 50 urtetik aurrera gertatzen den gainbeherari aurre egiten laguntzen du.

Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Osteoporosia gaztetatik jarduera fisikoarekin eta nutrizio egokiarekin prebeni daiteke

Erreferentzia bibliografikoa:

Hervás G, Ruiz-Litago F, Irazusta J, Fernández-Atutxa A, Fraile-Bermúdez AB, Zarrazquin I. Physical Activity, Physical Fitness, Body Composition, and Nutrition Are Associated with Bone Status in University Students. Nutrients. 2018; 10(1):61. DOI: 10.3390/nu10010061

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Saccharina japonica

En 1909 el profesor de química Kikunae Ikeda publicó en japonés un artículo en el que propuso la existencia de un sabor básico no reconocido antes como tal: el umai (sabroso en japonés). Hasta ese momento se pensaba que los seres humanos teníamos receptores sensoriales gustativos específicos para los sabores dulces, salados, ácidos y amargos. Esos eran los considerados cuatro sabores básicos, cada uno con su receptor. El umai es muy característico del caldo (dashi) que preparan en Japón con bonito deshidratado y konbu, que es el nombre común del alga marrón Saccharina japonica. Ikeda denominó umami al nuevo sabor básico; el sufijo mi en japonés significa esencia.

Mediante un procedimiento de extracción que constaba de trenta y ocho pasos, Ikeda obtuvo del alga una sustancia cuyos cristales tenían su mismo sabor; la identificó como ácido glutámico. Su sal de sodio -el glutamato sódico- fue la forma del compuesto que proporcionó el mejor y más intenso sabor a umami. El ácido glutámico es un aminoácido, una de las sustancias de las que están formadas las proteínas, solo que este cumple, además, otras funciones en los seres vivos. Ocupa una posición central como intermediario en numerosas vías metabólicas. Y es un importante neurotransmisor (molécula que transmite información entre neuronas), el más abundante en el sistema nervioso de los vertebrados.

El glutamato está presente en muchos alimentos ricos en proteínas, como la carne. Además, somos capaces de detectar su presencia en la comida incluso en concentraciones ínfimas, por lo que es un indicador excelente de su valor nutricional. Pero hay más alimentos ricos en este aminoácido, como el tomate cocinado y ciertos alimentos fermentados, como el queso. Y la leche humana tiene 10 veces más concentración de glutamato que la de vaca, lo que da una idea de la gran importancia que este aminoácido tiene para los seres humanos ya desde que nacemos.

Tras el hallazgo del papel e importancia gustativa del glutamato, un discípulo de Ikeda extrajo del bonito deshidratado otra sustancia, el inosinato, que también contribuye al umai propio del dashi. El inosinato es un nucleótido cuya presencia en el alimento refuerza el efecto del glutamato. El mismo efecto ejerce el guanilato -otro nucleótido- que fue extraído de levaduras algunos años después por otro investigador japonés. El guanilato se encuentra en vegetales y hongos, y además de en las levaduras, pueden extraerse cantidades importantes de setas shitaki deshidratadas. Tanto el inosinato como el guanilato son, como lo es el glutamato, indicadores del valor nutricional del alimento; por esa razón tenemos receptores específicos para esas sustancias.

Tras su descubrimiento, Ikeda patentó un método para producir glutamato monosódico y desde entonces ha sido muy utilizado como potenciador de sabor. En la actualidad se extrae del konbu. Con ese propósito se cosechan anualmente dos mil quinientos millones de toneladas del alga en las costas de China. Entre el 2 y el 3% de la masa seca de Saccharina japonica es glutamato. Tan alto contenido es debido a que su presencia en el interior de las células del alga permite a estas igualar su concentración interna de solutos con la del agua de mar y evitar así la deshidratación. Lo interesante de ese fenómeno es que hay animales marinos que acumulan en sus tejidos glutamato y otros aminoácidos exactamente por la misma razón que lo hacen las algas: impiden así que el agua salga de su interior debido al efecto osmótico. He aquí un hermoso capricho de la naturaleza: ante un mismo problema, animales y vegetales recurren a una misma solución, solución que, además, encierra el secreto de nuestra predilección por ciertos alimentos.

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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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Este artículo fue publicada en el diario Deia el 17 de diciembre de 2017.

El artículo Umami se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Antropologia

Afrikako ekialdean duela 300.000 urte inguru bizi ziren gizakiek distantzia handietan lehengaiak garraiatzen zituztela proposatu du ikertzaile talde batek. Lehen “merkataritzaren” hastapenak lirateke hauek. Tresnen artean, bereziki deigarriak dira landutako obsidianak. Obsidiana sumendien inguruan magma arin hoztearen ondorioz sortzen den beirazko arroka da. Science aldizkarian garai horretan izandako ingurumen aldaketak aztertu dituzte. Aurkitutako animalien fosilei esker berreraiki ahal izan dute kliman izandako bilakaera. Duela 800.000 bat urte ingurune hezea zegoen; baina eskualdeak lehorrera jo zuen. Hipotesiak dio elikagaien eskuragarritasunean egondako gorabeherak zirela eta, gizakiek etorkizunean etor zitezkeen bolada txarren aurrean prestatu zituztela haien buruak.

Biokimika

Beldurraren eta antsietatearen mekanismoak ikertzeko Caenorhabditis elegans zizarea erabiltzen ari dira. Bere predatzaile naturalak jariatzen dituen sulfolipidoak lurrean jarrita, bere burua babesten du: sulfolipidoak sumatzen dituenean, norabidea aldatzen du eta arrautzak jartzeari uzten dio. Jariakin horien presentzia hutsak lau zirkuitu neuronal aktibatzen ditu! Salk Institutuak egin du ikerketa eta ondorioztatu du erantzun neuronala oso antzekoa dela zizare eta gizakietan.

Biologia

Ez dago narra-txakurrak baino ugaztun gogorragorik eta erresistentzia handiagokorik. Are gehiago, posiblea da erresistentzia fisiko handiena duten ugaztunak izatea. Inuitek betidanik erabili dituzte garraiorako, eta Kanadako Iparraldea eta Alaska kolonizatu zuten europar jatorrikoentzat ere, ezinbestekoak izan ziren, ez baitzegoen beste animaliarik antzeko zereginak baldintza gogorrenen menpe bete zezakeenik. Datozen asteotan, haien fisiologia-ezaugarriak azalduko dizkigute. Adi!

Erleak bizirik mantentzea da erlezain askoren kezka egun. Udaberriro berritu behar dute erle kopurua; urtero %30 eta %40 inguru galtzen dituzte, eta, gaur egun normaltzat hartzen bada ere, Mikela Untsain erlezainak ohartarazi du hori ez dela normala. Zeintzuk dira arrazoiak? Ugari daude: lore barietate gutxiago, kutsadura, eritasunak eta Asiako liztorra. Horietan artean bada bat adituek azpimarratu dutena: prestakuntza. Aurtengo negua hezea eta luzea izan denez, horrek ere eragina izan du. “Erlea multzo txiki bat izaten da neguan, 10.000 eta 15.000 ingurukoa, eta gero, eguraldi onarekin, handitu egiten da, kopuruz zein tamainaz, 40.000, 50.000 edo 60.000ko kolonia izateraino. Hori atzeratu egin da”, azaldu du Egoitz Galartza Gipuzkoako Erlezainen Elkarteko albaitariak.

Bioteknologia, mikrobiologia aplikatua

Lupulurik gabe garagardoari lupulu-zaporea ematea lortu dute. Nola? Garagardoa egiteko erabiltzen den legamia eraldatuta. Ikertzaileek geraniola eta linaloola sortzeko gai den legamia sortu dute. Bi molekula horiek lupuluaren olio esentzialaren parte dira, eta lupulu-zaporearen erantzule nagusiak. Mendaren eta albakaren DNA txertatu dute legamiarenean eta horrela lortu dute lupulu-zaporea. Elhuyar aldizkariak kontatu digu horren inguruko lana.

Ingeniaritza

MIT-Massachusettseko Teknologia Institutuko (AEB) ikertzaileek Twitter sarean 2006tik 2017ra zabaldu diren 160.000 mezu jario aztertu dituzte. Guztira, 3 milioi lagunek ingelesez zabaldutako mezuak kontuan hartu dituzte. Emaitza, etsigarria: albiste faltsuak azkarrago eta zabalago hedatzen dira benetakoekin alderatuz gero. Horretaz gain, konturatu dira gizakiak omen direla albiste faltsu gehien zabaltzen dutenak eta ez botak. Albiste horiek eragiten dituzten emozioak ere ikertu dituzte. Zurrumurru faltsuek, adibidez, sorpresa, beldurra eta atsekabea eragiten dituzte. Benetako albisteak, berriz, tristura, ikusmin, alaitasun eta konfiantza iturri dira.

Matematika

Robert Langlands kanadarrak irabazi du 2018ko Abel saria, matematikaren hainbat diziplina bateratu izanagatik. Orain saritu duten teoria 1967an garatu zuen eta hartan matematikaren bi esparru lotu zituen: zenbakien teoria eta analisi armonikoa. Norvegiako Zientzien eta Letren Akademiaren arabera, “pentsatzeko modu berria ekarri du” alorrera.

Medikuntza

Minbizia sakonean ezagutzeko beste atal bat izan dugu aste honetan irakurgai. Kasu honetan, minbizi-zelula amak izan dira protagonistak. Baina tumoreetan daude zelula horiek azaldu aurretik, testuaren egileek lehenik tumoreen heterogeneotasuna zer den azpimarratu dute. Tumore baten barruan, minbizi-zelula guztiak ez dira berdinak eta azpipopulazio desberdinak aurki daitezke. Minbizi-zelula amak dira azpipopulazio horietako bat. Hainbat zelula ama desberdindu ahal ditugu beren potentzialitatearen arabera. Horrela, badaude zelula ama totipotenteak, pluripotenteak, multipotenteak, eta unipotenteak. Horrela garatzen goazen heinean gure gorputzeko zelulek potentzialitatea galtzen dute eta azkenik gure organoetan multipotente edo unipotenteak baino ez dira gelditzen ehunak berriztatzeko. Ama-zelulek garapenean egiten duten bidea ondo irudikatu zuen Waddingtonek. Irakurri artikulua osorik jakiteko zein den minbizia eta Waddingtonek egin zuen irudiaren artean.

Nanopartikulak baliatuta odol hodien hazkuntza txikitu eta modu honetan arratoietan koloneko minbiziak eragindako gibeleko metastasia %80 gutxitzea lortu dute. Organo batean hazten ari den tumore bateko zenbait zelula askatu, beste organo batera iritsi eta hura kolonizatzen dutenean gertatzen da metastasia. Ohiko odol hodietan ez bezala, tumore zelulek bidaltzen dizkieten seinale batzuk tarteko, zelula endotelial normalak baino gehiago hazi, metastasi masarantz mugitzen dira eta tumore zelulei hazten laguntzen diete. Zelula endotelial horiek jasaten duten aldaketa hori ikertu dute. miR-20a aukeratu dute –zelula endotelial osasuntsuetan agertzen da elementu hori, baina ez tumorearen eraginpean daudenetan– eta elementu hori desagertzearen ondorioz, zelula endotelialetan proteina batzuk agertzen direla eta orduan aldatzen dela haien portaera, orduan hasten direla hazten eta mugitzen ikusi dute ikertzaileek.

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

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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.

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