Zientzia

Koldo Garcia

«Biziak bidea egiten du» da Ian Malcolmek Jurassic Park liburuan esan zuen esaldi gogoangarria. Baina nola urratzen da bide hori? Txoko honetara ekarri ditugu ingurune azidoetara moldatu diren arrainak eta bizi diren ingurunera moldatu diren zuhaitzak. Zelan gertatzen dira moldapen-prozesuak, ordea?

Proposatu da hainbat genek parte hartzen dutela moldapen-prozesuetan. Baina moldapen hori elkarrekintza duten proteinetan gertatzen da edo funtzio biologiko ezberdinak dituzten proteinetan? Moldapen-prozesuaren lehenengo urratsak zenbateraino mugatzen ditu hurrengo urratsak? Posibleak diren eboluzio-bideak mugatzen al dituzte gene-aldaeren arteko elkarrekintzek eta parte hartzen duten funtzio biologikoek? Moldapena gertatzen da mutazio bakar bat populazioan arin hedatzen delako edo hainbat mutazio aldi berean hedatzen direlako? Galdera horiei argi pixka bat emateko, Cabo Verdeko Fogo eta Santo Antão irlak kolonizatu dituzten Arabidopsis generoko landareak aztertu ditu ikertzaile talde batek.

1. irudia: Fogoko geruza-sumendia, Pico do Fogo (Argazkia: Flexman – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Arabidopsis landareak kolonizatu zuen Fogo irla orain dela hiru mila eta bost mila urte artean, 250 kilometrora dagoen Santo Antão irlatik abiatuta. Kolonizazio-prozesu horren ondorioz, bi irletan bizi diren Arabidopsis landareak genetikoki ezberdinak dira beren artean. Esan beharra dago, biak irla bolkanikoak badira ere, Fogo aktibo dagoen geruza-sumendia dela –2015. urtean gertatu zen azken erupzioa–, Santo Antão aspaldi aktibo ez dagoen bitartean –orain dela 90 mila urte gertatu zen azken erupzioa–.

Ikertzaileek ikusi zuten Fogoko Arabidopsis haziak lur baldintza normaletan hazten zirenean hostoek kolore berdea galtzen zutela, jatorrizko ingurunean ikusten ez den gertaera. Izan ere, Santo Antão irlako eta kontinenteko landareekin konparatuta, lur baldintza normaletan hazterakoan, Fogokoen hostoek kolore gutxiago zuten eta txikiagoak ziren. Nutriente mineralen eskasiaren ondorioz gerta daitekeenez kolorearen galtzea, ikertzaileek aztertu zuten hostoetako mineralen kontzentrazioa eta ikusi zuten Fogoko landareetan guztiz bestelakoa zela, batez ere manganeso (lau aldiz handiagoa) eta burdin kontzentrazioetan.

Emaitza horiek ikusita, ikertzaileek aztertu zuten Fogoko lurra eta konparatu zuten Santo Antãoko lurrarekin. Hala, ikusi zuten ezberdina zela kupre, burdin, potasio, rubidio, nikel, manganeso eta fosforo kontzentrazioaren aldetik. Izan ere, manganesoaren eskuragarritasuna oso baxua da Fogoko lurretan eta, emaitzak ikusita, Fogoko Arabidopsis landareak egoera horretara moldatu direla dirudi, modu oso eraginkorrean garraiatzen baitute manganesoa hostoetara.

2. irudia: Arabidopsis thaliana landarea (Argazkia: Salicyna – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Moldaketa horren gene-oinarria ikertzeko, ikertzaileek gurutzatu egin zituzten Fogoko Arabidopsis aleak Arabidopsis thaliana aleekin. Gero, landare horien hibridoak aztertu zituzten ikergai diren ezaugarriak eragiten dituzten mutazioak detektatzeko teknika bat erabilita. Hala, ondorioztatu zuten 1. kromosomako eskualde batek eta 4. kromosomako beste eskualde batek eragiten zutela manganesoa modu eraginkorrean garraiatzea. 1. kromosomako eskualdea sakon aztertu zuten ikertzaileek eta aurkitu zuten NRAMP1 genearen hainbat kopia zeudela eskualde horretan, bata bestearen atzean. Gainera, ikertzaileek ondorioztatu zuten hainbat kopia egoteak eragiten zuela gene horren funtzioa emendatzea. 4. kromosomako eskualdeari dagokionez, bertan IRT1 genea kokatzen da, sustraietan burdinaren xurgapenean parte hartzen duen genea. Bada, gene horretan mutazio bat aurkitu zuten, gene horren funtzioa oztopatzen duena, hain zuzen ere. Gainera, ezaguna da NRAMP1 eta IRT1 geneen artean nolabaiteko elkarrekintza gertatzen dela eta harreman horrek ahalbidetzen duela manganeso gutxiko inguruneetan landareak haztea. Ondorioz, ikertzaileek uste dute Fogoko Arabidopsis landareen moldaketaren azalpen biologiko egokiak izan daitezkeela bi gene hauetan gertatutako aldaketak.

Hurrengo urratsa  izan zen aldaketa horiek populazio naturaletan aztertzea. Hala, ikertzaileek ikusi zuten aztertu zituzten Fogoko landare guztiek IRT1 geneko mutazioa zutela eta aztertu zituzten Santo Antãoko eta kontinenteko landareek mutazio hori ez zutela. NRAMP1 genearen kasuan, ikertzaileek ondorioztatu zuten gene horren hainbat kopiaren sorrera zegoela hiru gertaera ezberdinetan. Hala, gertaera horietako bat antzeman zuten Fogo irlako Arabidopsis landare gehienetan; beste bi gertaerak, aldiz, landare gutxi batzuetan aurkitu ziren.

3. irudia: Arabidopsis thaliana landarea moldatu da Fogo irlan bizitzera DNAn gertatuko hainbat aldaketari esker (Argazkia: qimono – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Fogoko Arabidopsis landareen banaketa aztertuta, ikertzaileek ondorioztatu zuten hiru azpipopulazio daudela eta azpipopulazio horiek erabilita saiatu ziren NRAMP1 eta IRT1 geneetan gertatutako aldaketen historia ondorioztatzen. Hala, hainbat gene-analisi egin ostean, ondorioztatu zuten IRT1 geneko mutazioa azpipopulazioetan banatu baino lehenago gertatu zela eta oso arin orokortu zela Arabidopsis populazioan, manganesoa modu eraginkorragoan erabiltzeko gai baitziren. NRAMP1 genean gertatutako aldaketek, aldiz, bat egiten dute azpipopulazioen banaketa geografikoarekin, hau da, azpipopulazioak sortu ostekoak dira aldaketa horiek. Hala, ikertzaileek ondorioztatu zuten IRT1 genean gertatutako aldaketek burdinaren eskasia eragin zutela, NRAMP1 genean gertatutako aldaketek eskasia hori konpentsatu zutela eta, ondorioz, populazioan pixkanaka orokortu zela.

Laburbilduz, bi urratsetan aldatu zuten nutriente mineralen garraioa Fogo irla kolonizatu zuten Arabidopsis landareek. Lehenengo IRT1 genean gertatu zen mutazio batek manganesoa modu eraginkorragoan garraiatzea ahalbidetu zuen, baina burdinaren garraioa kaltetu zuen. Gero, NRAMP1 genean gertatutako aldaketek burdinaren garraioa hobetu zuten. Hala, aldaketa horiek arin orokortu ziren populazioan, baina populazio horren egiturak baldintzatu zuen orokortze horren prozesua. Azkenik, geneen arteko elkarrekintzek mugatzen dituzte posible diren moldapenak. Bai, biziak bidea egiten du, baina hartzen dituen bide horiek eboluzioaren arauak jarraituta egiten ditu.

Erreferentzia bibliografikoa:

Tergemina, Emmanuel; Elfarargi, Ahmed F.; Flis, Paulina et al. (2022). A two-step adaptive walk rewires nutrient transport in a challenging edaphic environment. Science advances, 8 (20), eabm9385. DOI: 10.1126/sciadv.abm9385

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

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El meteorólogo ruso Alexander Friedmann fue uno de los primeros científicos en aplicar las ecuaciones de la relatividad de Einstein a un modelo del universo. Friedmann creó un modelo que mostraba un universo en expansión, un modelo que más tarde se probó que es correcto. Pero Einstein rechazó el modelo de Friedmann, llegando a publicar que los cálculos estaban mal hechos. Tuvo que rectificar.

Aleksandr Aleksándrovich Fridman, más conocido en los ambientes como Alexander Friedmann.

Alexander Friedmann* fue testigo de las primeras semillas de una revolución en la cosmología mientras vivía la revolución en Rusia. Nació en San Petersburgo en 16 de junio de 1888 y murió en la misma ciudad con tan solo 37 años, pero ahora la ciudad se llamaba Leningrado. Friedmann, por formación, era meteorólogo y, en sus últimos años bromeaba de vez en cuando diciendo que los matemáticos malos se hacen físicos, y que los físicos malos se hacen meteorólogos. Pero Friedmann tenía poco de mal físico y siempre estuvo a la última en los avances de su ciencia. Su apertura a nuevas ideas se la debió en parte a Paul Ehrenfest, que estableció un seminario de física en San Petersburgo en 1906 al que asistió Friedmann, y con quien desde entonces mantuvo una correspondencia fluida.

En 1920, Friedmann, tras un periodo en la Universidad de Perm, vuelve a su ciudad, entonces llamada Petrogrado, para enseñar matemáticas y física en la Universidad de Petrogrado y en el Instituto Politécnico. La Primera Guerra Mundial (1914-1918) había dejado aislada a Rusia de los últimos adelantos en la física, sobre todo alemana. Friedmann descubre en esta época la teoría general de la relatividad que Einstein había publicado en 1915. Se enseñó a sí mismo relatividad general leyendo directamente los artículos de Einstein, a pesar de que la mayoría de los físicos rusos ignoraron el asunto, y pronto empezó a sacar sus propias conclusiones que fue avanzando por carta a Ehrenfest.

El modelo Friedmann

Usando la relatividad general, Friedmann propuso un nuevo modelo del universo. Creyendo en la belleza y simplicidad perfectas de las matemáticas de Einstein, Friedmann se negó a ajustar las ecuaciones de la relatividad, como hiciese el propio Einstein, para incorporar una arbitraria “constante cosmológica” que permitiese garantizar la estabilidad del tamaño del universo. En vez de eso, el modelo de Friedmann tiene una distribución uniforme de materia. Este universo podría cambiar de tamaño, ya sea expandiéndose o, posiblemente, expandiéndose para luego contraerse para expandirse otra vez, cíclicamente. Un universo que se expande implica un universo que antes ha sido más pequeño. Llevando esto a su conclusión lógica el universo debió haber comenzado como un puntito minúsculo que se hizo mayor con el paso del tiempo. La idea de que el universo comenzó en un solo punto fue lo que más tarde evolucionaría hasta conocerse como teoría del Big Bang, Friedmann fue una de las primeras personas que consideró esta idea (el primero en proponerlo formalmente, sin embargo, fue Georges Lemaître en 1927 basándose, no en las ecuaciones de Einstein, sino en las leyes de la termodinámica).

Friedmann sabía que su modelo era una representación simplificada del universo y que no era la única solución a las ecuaciones de Einstein (de Sitter había publicado uno en el que universo no tenía materia, por ejemplo). Hasta qué punto creía realmente Friedmann que el universo había comenzado en un momento dado no está claro, pero sí es evidente que creía que su modelo era matemáticamente consistente y científicamente interesante, una herramienta más para ayudar a interpretar nuestro mundo. Friedmann publicó su modelo (“Sobre la curvatura del espacio”) en Zeitschrift für Physik en 1922 [1]. Einstein respondió en la misma revista tres meses más tarde con un sólo párrafo: “Los resultados concernientes al mundo no-estacionario, contenido en el trabajo [de Friedmann], me parecen dudosos. En realidad resulta que la solución dada en él no satisface las ecuaciones de campo”.

Friedmann escribió una carta muy cortés a Einstein en la que probaba las bases matemáticas de su trabajo:

“Considerando que la posible existencia de un mundo no-estacionario tiene un cierto interés, me permitiré presentarle aquí los cálculos que he hecho…para verificación y evaluación crítica. […] Si encontrase los cálculos presentados en mi carta correctos, por favor sea tan amable de informar a los editores de Zeitschrift für Physik acerca de ello; quizás en este caso publicará usted una corrección a su afirmación o dará la oportunidad de que una parte de esta carta se publique”.

Sin embargo, para cuando llegó la carta a Berlín, Einstein ya se había marchado de viaje a Japón. No volvería a Berlín hasta marzo, pero no parece que leyese la carta de Friedmann. Solo cuando Krutkov, un colega de Friedmann en Petrogrado, se encontró con Einstein en la casa de Ehrenfest en Leiden en mayo de 1923 y le contó los detalles de la carta de Friedmann, Einstein reconoció su error. Escribió inmediatamente a Zeitschrift für Physik:

“En mi nota previa he criticado [el trabajo de Friedmann sobre la curvatura del espacio]. Sin embargo, mi crítica, al convencerme por la carta de Friedmann que me comunicó el señor Krutkov, estaba basada en un error en mis cálculos. Considero que los cálculos del señor Friedmann son correctos y arrojan nueva luz”.

A pesar de ello, Einstein siguió rechazando la validez del modelo de Friedmann basándose en aspectos más metafísicos. Einstein simplemente no estaba cómodo con la idea de un universo que cambiase con el tiempo. Y no estaba solo; la mayoría de los científicos contemporáneos tenía unas opiniones igual de enraizadas sobre la eternidad del universo, de que sólo podía ser estático y de que sólo podía haber existido durante eones en la forma y tamaño que tenía en ese momento.

En 1924, Friedmann publicó otro artículo (“Sobre la posibilidad de un mundo con una curvatura negativa constante del espacio”) [2] que completaba el de 1922 y con el que demostraba que tenía un dominio de las tres posibles curvaturas del modelo (positiva, nula y negativa) una década antes de que Robertson y Walker publicasen su análisis.

En 1929, cuando Edwin Hubble demostró mediante observaciones astronómicas que el universo se está expandiendo, Einstein aceptó por fin la posibilidad de que el modelo de Friedmann, y el de otros como el suyo, pudiesen ser interpretaciones razonables de la relatividad. Friedmann no viviría para verlo: había muerto en 1925 de fiebre tifoidea. En la actualidad su modelo, completado por las aportaciones posteriores, se conoce como métrica Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker.

Referencias:

[1] Friedman, A. (1922). Über die Krümmung des Raumes Zeitschrift für Physik, 10 (1), 377-386 DOI: 10.1007/BF01332580

[2] Friedmann, A. (1924). Über die Möglichkeit einer Welt mit konstanter negativer Krümmung des Raumes Zeitschrift für Physik, 21 (1), 326-332 DOI: 10.1007/BF01328280

Nota:

* Mantenemos la grafía Friedmann por ser la más extendida; firmó sus publicaciones en alemán tanto como Friedman como Friedmann. La transliteración al castellano de su nombre ruso es Aleksandr Aleksándrovich Fridman; de hecho, el cráter lunar en su honor es el cráter Fridman.

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 18 de octubre de 2009.

El artículo Einstein y Alexander Friedmann se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Ikertzaile talde batek azken hamarkadetan izandako muturreko beroaldiak identifikatu ditu. Goreneko tenperaturetara jo beharrean, batez besteko tenperaturekiko dagoen desbideraketa aintzat hartu dute. Datozen urteetan horiek handituko direla ohartarazi dute.

2021eko ekainaren 29an, Kanadako Columbia Britainiarrean dagoen Lytton herrian 49,6 °C-ko tenperaturara heldu ziren: herrialdean inoiz neurtu izan den tenperatura gorena izan zen. Tamalez, kontua ez zen soilik datu anekdotiko batean geratu: jasandako bero boladaren ondorioz, baso sute batek herriko etxebizitza gehienak suntsitu zituen. Oro har, Kanadako historian heriotza gehien eragin duen fenomeno meteorologikoa izan zen iazko bero bolada hori: ehunka heriotza izan ziren horren ondorioz.

Gertakaria Kanada bezalako herrialde batean sortua izanda, eta aintzat hartuta zorigaiztoko errekor batera iritsi zela, albistea luze eta zabal jorratu zen mundu osoko hedabideetan. Albisteak aukera asko zituen horretarako: giza alderdia jorratzen zuen —zorigaiztoek interesa pizten dute— eta, gainera, datu zehatz eta esanguratsu bat hartzen zuen: 49,6 gradu.

1. irudia: Bero boladek gero eta arazo gehiago sortzen dituzte, eta adituek uste dute egoera okertuko dela, klima-aldaketak eragindako beroketa globalaren ondorioz. (Argazkia: Juanma Gallego)

Alabaina, lehen itxura batean, bederen, hain esanguratsuak ez diren errekorrak Kanadan gertatutakoa bezain kezkagarriak izan daitezke, zientzialari talde batek ohartarazi duenez. Adibidez, 1998ko apirilean Asiako Hegoaldean 32,8 °C-tara iritsi ziren. Lehen begi kolpean, ez dirudi asko, are gutxiago duela gutxi 49,6 gradu aipatu ditugunean. Arazoa da Asiako Hegoaldean ere tenperatura hori oso arraroa dela bertako estandarretarako; altuegia, inguru horretan bertan izan ohi diren tenperaturekiko.

Hain justu, alderdi honetan jarri dute arreta ikertzaileek: 1950eko hamarkadatik munduan izan diren bero olatu latzenak aztertu dituzte Science Advances aldizkarian. Baina, beste hainbat lanetan ez bezala, oraingoan ez diete erreparatu tenperatura absolutu handienei. Hori beharrean, batez besteko tenperaturekiko desbiderapena aintzat hartu dute. Horri esker, are larriagoak izan ziren olatuak identifikatu dituzte, orain arte horien berri zabala eman ez bada ere.

Bero bolada handiak identifikatzeko metodologia berri batez baliatu dira zientzialariak. Hala, erregioen araberako banaketa bat egin dute, tenperaturek ez dutelako eragin berdina planeta osoan. Egunaren tenperatura aintzat hartu dute, eta ikusi dute horiek zenbatetan desbideratu diren erregio horretan izan ziren batez besteko tenperaturekiko. Zehazki, Europako ERA5 eta Japoniako JRA55 datu-baseak erabili dituzte, eta horiekin kalkulatu dute zein izan den beroaldi bakoitzaren desbideratze tipikoa tokian tokiko ohiko tenperaturen aldean.

Emaitzek nahiko ezagunak izan diren bero olatu batzuk erakutsi dituzte —bereziki, Ipar Amerikan gertatutakoak—, baina azaleratu dira orain arte ia-ia oharkabean pasatu diren beste zenbait muturreko beroaldi. Horien artean, handiena Asiako Hegoaldean 1998ko apirilean aipatutako hori izan zen. Baina azaleratu dira ere ospea hartu ez duten beste hainbat. Kasurako, Brasilen 1985eko azaroan, 36,5 °C-tara iritsi ziren, eta, datu berri haien arabera, hori izan da, hain justu, bigarren olatu altuena, Asia Hegoaldekoaren atzetik. Ondoren etorri dira AEBtako hegoaldean 1980ko uztailean gertatutako bat —38,4 °C—, Alaska hegoaldean 2019ko uztaileko bat —23,8 °C— edota Perun 2016ko urtarrilean izandakoa —23 °C—.

Vikki Thompson Bristolgo Unibertsitateko klimatologoak garrantzitsutzat jo du bero bolada baten larritasuna ebaluatzea tokian tokiko tenperaturaren aldakortasunarekiko. “Bai gizakiak zein ekosistema naturala faktore honetara egokituko dira, baina aldakortasun gutxien dagoen eskualdeetan muturreko tenperatura absolutu txikiago batek eragin kaltegarriagoak izan ditzake”, adierazi du egileak prentsa ohar batean.

2. irudia: Ohiko tenperaturekin alderatuta munduan izan diren muturreko beroaldirik handienak 1950. urtetik, “klima-aldaketarako joera aintzat hartu gabe”. Magnitudeak batez besteko tenperaturekiko desbideratze gisa adierazita daude, eta kolore ilunagoek mutur handiagoak adierazten dituzte. (Irudia: Bristolgo Unibertsitatea)

Zientzialari hauen ustez, bolada hauetako batzuk ia oharkabean pasa dira herrialde txiroetan gertatu direlako. “Gaur egun klima-aldaketa mundu mailako osasun arazo handienetakoa da, eta erakutsi dugu garatutako mundutik kanpoko beroaldi hauek neurri handi batean oharkabean pasatu direla”, azaldu du Dann Mitchell ikertzaileak. Egileek erantsi dute beroaren eragina herrialde baten heriotza-tasan “milaka heriotzena” izan daitekeela. Zentzu honetan, nabarmendu du ohiz kanpoko tenperaturak jasaten dituzten herrialdeak zaurgarrienak direla egoera honen aurrean. “Kasualitatez duela gutxi muturreko bero bolada bat izan ez duten eskualdeak agian ez daude horren prestatuta iristear egon daitezkeen gertakizunetarako”, ohartarazi dute ikerketa artikuluan.

Azken urteotan ikerketa gehienek aurreikusten dutena ere berretsi dute azterlan berri honetan. Etorkizunean egon daitezkeen antzeko bero boladak ikertzeko proiekzio klimatikoetara jo dute ikertzaileek. Espero zitekeen moduan, ikusi dute olatu hauek handiagoak izango direla planetako tenperatuek gorago jo ahala.

Iaz Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa batek antzeko ohartarazpena egin zuen. 732 hiritako datuak aztertu zituzten, beroaldiek eragindako heriotzak kuantifikatu nahian. Egiaztatu zuten biktimen kopurua handitzen ari dela. BERRIAk jaso zuenez, ikerketan kalkulatu zuten Hego Euskal Herrian urte bakoitzeko 33 lagun hiltzen direla klima-aldaketaren ondorioz gertatutako muturreko beroaldien ondorioz. Hiriburuz hiriburu, hauek lirateke egindako balioespenak: hamahiru heriotza Bilbon, zazpi Iruñean, zazpi Donostian, eta sei Gasteizen.

Beroaldi hauek noraino diren klima-aldaketaren emaitza ondorioztatzeko, oraingo beroaldiek eta iraganekoek eragindako osasun kalteak alderatu zituzten ikerketa horretan, besteak beste, parametro meteorologikoak aintzat hartuta. Horri esker, adituek giza jarduerekin lotutako beroketa eta inpaktu sanitarioa joera naturaletatik bereizi ahal izan zituzten.

Orduan ere berretsi zuten beste hainbatetan agerian utzitakoa: klima-aldaketari lotutako heriotza gehienak herrialde txiroetan gertatzen direla, hots, berotegi efektuko gas gutxien isurtzen dituzten herrialdeetan.

Erreferentzia bibliografikoa:

Thompson, Vikki et al. (2022). The 2021 western North America heat wave among the most extreme events ever recorded globally. Science Advances, 8 (18). DOI: https://doi.org/10.1126/sciadv.abm6860

Vicedo-Cabrera, A.M., Scovronick, N., Sera, F. et al. (2021). The burden of heat-related mortality attributable to recent human-induced climate change. Nature Climate Change, 11, 492–500. DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-021-01058-x

 

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Mireia Martín, Erlantz Lizundia y Estibaliz Saez de Camara

Cuando decidimos cambiar de teléfono móvil valoramos distintos modelos en base a sus características y precios, pero, ¿sabemos el impacto ambiental y social de estos teléfonos? ¿sabemos cuántos móviles se desechan al año en el estado español? ¿por qué desechamos móviles que todavía funcionan? Es difícil saberlo con certeza, pero se estima que ronda los 20 millones de unidades, unas 2.000 toneladas de residuo. Dentro de esas 2.000 toneladas podemos encontrar una gran variedad de materiales, entre ellos el coltán u “oro negro”, un mineral compuesto principalmente por columbita y tantalita. Para conseguirlo, cientos de congoleños se encuentran en condiciones infrahumanas, trabajando de sol a sol entre 12 y 13 horas diarias, bajo la ausencia de prevención de riesgos laborales [1]. Sin embargo, muchos de esos dispositivos que se desechan todavía tienen valor comercial, ya sea porque funcionan o porque tienen en su interior materiales valiosos que se pueden reutilizar o reciclar. Es posible que de aquí a uno o dos años (por no decir meses) nuestros teléfonos móviles actuales parezcan anticuados, eso se debe a la obsolescencia percibida. Sale un nuevo modelo al mercado y ves que han mejorado todavía más la calidad de la cámara y, además, han aumentado la memoria interna. El móvil que hasta hace dos días te parecía como nuevo, ahora ya no te lo parece tanto y no sabes cuánto tardarás en desecharlo para comprar esa nueva versión. Y ahora viene la gran pregunta: ¿qué ocurre con estos residuos?

Foto: John Cameron en Unsplash

Global e-waste Monitor estimó que durante el año 2019 se produjeron alrededor de 53,6 Mt de Residuos de Aparatos Eléctricos y Electrónicos (RAEE) a nivel mundial, pudiendo alcanzar los 74 Mt en el año 2030 debido a la rápida evolución de la tecnología y por consiguiente las altas tasas de eliminación [2]. En el caso de la Unión Europea, sólo se procesa el 35% de los residuos electrónicos, el 65% restante forman parte de las «exportaciones mixtas no documentadas» que acaban en países como Nigeria, Ghana, Brasil, México, China, India, Vietnam, Filipinas y Pakistán. Estos países no cuentan con infraestructuras para llevar a cabo una correcta gestión, ni marcos regulatorios efectivos para tratar las fracciones de los RAEE que están clasificados como residuos peligrosos por contener compuestos tóxicos (tierras raras, mercurio…), halógenos y otros elementos metálicos como el oro y el cobre [3].

Fuente: Mireia Martín. Elaboración propia

La gestión inadecuada de estos residuos peligrosos, al igual que el reciclaje de hidrocarburos, la quema de residuos a cielo abierto o el depósito en vertederos, puede derivar en una acumulación de compuestos tóxicos en el medio terrestre y marino. Además, puede conllevar la liberación de hidrocarburos aromáticos policíclicos, generando un gran impacto en la salud de las personas, flora y fauna y el medio ambiente en general [4].

Clasificando la basura

Los RAEE se clasifican en función de la similitud funcional, la composición de los materiales y las características de obsolescencia. En el Anexo VIII del Real Decreto 27/2021, de 19 de enero, donde se modifica el Real Decreto 110/2015 sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos se especifica la clasificación en 7 agrupamientos: equipos pequeños, equipos grandes, dispositivos de intercambio de temperatura, dispositivos de pantalla y monitor, equipos de iluminación, dispositivos informáticos y de telecomunicaciones y paneles fotovoltaicos [5]. La categoría con mayor contribución al flujo de residuos proviene de los equipos pequeños, con un total de 17,4 Mt registrados en 2019 [6].

Existe una segunda clasificación de los RAEE en función de los compuestos presentes: férricos, no-férricos (aluminio, cobre, etc.), plástico y otros materiales. Se estima que desechamos un total de 4000 toneladas de basura electrónica cada hora a nivel mundial [4]. En esos desechos podemos encontrar un conjunto de metales básicos, elementos preciosos y tierras raras o Rare-Earth Elements (REE). En este sentido, viendo que los REE son necesarios para una gran cantidad de aplicaciones eléctricas y electrónicas, la gran demanda actual y prevista y que, tras su uso, la tasa de reciclaje mundial es baja (17,4%), puede afirmarse que estos recursos se estén agotando. Un ejemplo es el neodimio (Nd) que se usa tanto en discos duros como en dispositivos de audio, automóviles y turbinas eólicas como imanes permanentes. Además del Nd, se pueden destacar muchos otros elementos del tipo REE en estos imanes: praseodimio (Pr), terbio (Tb), disprosio (Dy), gadolinio (Gd) y holmio (Ho). No obstante, a día de hoy sólo el 1% de los REE son reciclados, y el resto acaba en distintos vertederos eliminándose así el ciclo de los materiales [7].

Reciclar no es fácil

El reciclaje de estos componentes no es tarea fácil debido a la cantidad de elementos distintos que lo componen. Sin embargo, mediante la recuperación de estos elementos se podría mejorar en 3 niveles: ambientalmente, se minimiza el impacto que suponen las actividades de extracción; socialmente, se disminuye la dependencia actual en la cadena de suministro de REE; y económicamente, se estarían recuperando Elementos Tecnológicos Críticos (ETC) que son necesarios para sectores como el sanitario, las tecnologías de información y la comunicación y las tecnologías de energías limpias [4].

En 2019, únicamente se establecía una legislación sobre residuos electrónicos para el 68% de la población mundial (repartida en 78 países). Para 2023 se estima que exista legislación específica en 97 países. Además, en respuesta a la creciente tendencia con los residuos electrónicos, algunos países han aprobado normativa, políticas y están respaldando iniciativas como las de la Asociación para la Acción sobre Equipos de Cómputo (PACE), la Iniciativa Nacional de Administración de Productos Electrónicos (NEPSI) y la iniciativa de la Asociación de Teléfonos Móviles (MPPI) [4]. La UE cada vez está más cerca de introducir un cargador universal para dispositivos electrónicos pequeños, ya que tener distintos cargadores para distintos dispositivos produce una cantidad innecesaria de residuos electrónicos [8].

La extensión de la normativa traccionará avances en la gestión de estos residuos. Para estos avances resulta necesaria la I+D+i en el ámbito de reciclaje de los RAEE y sus componentes. Los RAEE son una mezcla compleja que consta de componentes como REE, otros elementos tecnológicamente críticos (como litio, níquel, platino, etc.), metales y plásticos. La mayoría de los procesos de reciclaje de estos componentes requieren el uso de ácidos fuertes y/o disolventes tóxicos y, además, operan a altas temperaturas, a expensas de la sostenibilidad ambiental. Los subproductos tóxicos resultantes del reciclaje de los REE plantean impactos ambientales negativos, por lo que únicamente se pueden lograr estrategias distintivas mediante la separación selectiva de los RAEE. Otro problema que dificulta el reciclaje de los REE es la falta de métodos rentables para purificar la mezcla de RAEE resultante. A todo lo anterior se suma una normativa ambiental laxa y no aplicada, los problemas de diseño y la negligencia por parte de las empresas mineras. Existe la necesidad de una mayor sensibilización de las personas y organizaciones productoras y consumidoras a todos los niveles a través de publicidad, campañas y otras herramientas [4].

Procesos para reducir el impacto ambiental

Una de las estrategias exitosas y ya implementadas para reducir el impacto ambiental de la extracción de REE son los procesos biológicos de biosorción y biolixiviación. En este sentido, los biomateriales orgánicos, como bacterias, algas, hongos, así como resinas y carbón activado, tienen la capacidad de adsorber REE durante el reciclaje. Los biomateriales, a pesar de ser menos eficientes en comparación con los productos químicos convencionales, tienen un impacto significativamente menor en el medio ambiente. Además, con las mejoras en la utilización de biomateriales aún están en curso, incluida la optimización de procesos, la mejora de cepas microbianas a través de técnicas de mutación, etc. se espera que sustituyan a los productos químicos convencionales a corto plazo [9].

La elección del método de reciclaje depende de la materia prima, el contenido de REE, la composición química de los RAEE, el coste económico y la huella ambiental del método. Para que la recuperación de los materiales sea económicamente viable, los costes operativos deben ser bajos. Asimismo, se requiere un enfoque de economía circular ambiental y socialmente asumible y que cumpla con la normativa actual y en desarrollo. La economía circular persigue la transición de sistemas lineales tradicionales a ciclos circulares, optimizando los ciclos de vida de los productos para avanzar hacia patrones de producción y consumo sostenibles y eficientes [9] en línea con el Objetivo de Desarrollo Sostenible (ODS) 12 de la Agenda 2030. Para ello, los productos deben haber sido diseñados previamente pensando en su fin de vida, se debe buscar la modularidad, el desmontaje, y evitar los elementos multimateriales en la medida de lo posible. Asimismo, la introducción de nuevos modelos de negocio que intensifiquen el uso de los equipos se deberá de mejorar el mantenimiento y la reparabilidad de los mismos, con lo que se alargará la vida útil de los productos y los materiales permanecerán en el ciclo económico el mayor tiempo posible.

Todo ello viene recogido en el marco estatal dentro del Plan de acción de Economía Circular de 2020 [10]. En la Iniciativa sobre la Economía Circular se especifican una serie de acciones para prolongar la vida de los productos. Conforme a la Directiva sobre diseño ecológico, los dispositivos deben estar diseñados bajo unos criterios de eficiencia energética y de durabilidad, reparabilidad, actualizabilidad, mantenimiento, reutilización y reciclado, siendo uno de los sectores prioritarios para la aplicación del«derecho a reparación». Así como medidas reguladoras para los cargadores e incentivos para disociar la compra de cargadores de la compra de nuevos dispositivos. La mejora de la recogida, el tratamiento de las RAEE, la exploración de las distintas opciones para un sistema de restitución que permita la devolución o reventa también queda recogida junto con las restricciones en cuanto a sustancias peligrosas.

Referencias

[1] Villaécija, R. y Rojas, A. (16 de febrero de 2014). Morir por un puñado de arena. EL MUNDO.

[2] Forti, V., Baldé, C. P., Kuehr, R., & Bel, G. (2020). The Global E-waste Monitor 2020. United Nations University (UNU), International Telecommunication Union (ITU) & International Solid Waste Association (ISWA), Bonn/Geneva/Rotterdam, 120.

[3] Huisman, J., Botezatu, I., Herreras, L., Liddane, M., Hintsa, J., Luda di Cortemiglia, V., … & Zan, A. (2015). Countering WEEE illegal trade (CWIT) summary report, market assessment, legal analysis, crime analysis and recommendations roadmap. Lyon, Frankreich, 3(38), 157.

[4] Ramprasad, C., Gwenzi, W., Chaukura, N., Azelee, N. I. W., Rajapaksha, A. U., Naushad, M., & Rangabhashiyam, S. (2022). Strategies and options for the sustainable recovery of rare earth elements from electrical and electronic waste. Chemical Engineering Journal, 135992.

[5] Real Decreto 27/2021, de 19 de enero, por el que se modifican el Real Decreto 106/2008, de 1 de febrero, sobre pilas y acumuladores y la gestión ambiental de sus residuos, y el Real Decreto 110/2015, de 20 de febrero, sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos. Boletín Oficial del Estado, 17, de 20 de enero de 2021. 

[6] Forti, V., Baldé, C.P., & Kuehr, R. (2018). E-waste statistics: guidelines on classifications, reporting and indicators.

[7] Dang, D. H., Thompson, K. A., Ma, L., Nguyen, H. Q., Luu, S. T., Duong, M. T. N., & Kernaghan, A. (2021). Toward the circular economy of Rare Earth Elements: a review of abundance, extraction, applications, and environmental impacts. Archives of environmental contamination and toxicology, 81(4), 521-530.

[8] La UE está más cerca de introducir un cargador común. (2022, 4 de mayo). Noticias Parlamento Europeo.

[9] de Oliveira, R. P., Benvenuti, J., & Espinosa, D. C. R. (2021). A review of the current progress in recycling technologies for gallium and rare earth elements from light-emitting diodes. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 145, 111090.

[10] Comunicación de la comisión al Parlamento Europeo, al Consejo, al Comité Económico y Social Europeo y al Comité de las Regiones. (2020, 11 de marzo). Nuevo Plan de acción para la economía circular por una Europa más limpia y más competitiva.

Para saber más:

Actúa localmente: electrónica de papel
Dando valor a los residuos marinos para cuadrar la economía circular
El verdadero reciclado de los plásticos

Sobre los autores: Mireia Martín es ingeniera y gestiona la actividad del Aula de Transición energética de Fundación Repsol sobre «Economía Circular» de la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU; Erlantz Lizundia es doctor en Ingeniería de Materiales Avanzados y  forma parte del Grupo de Investigación Life Cycle Thinking de la UPV/EHU; Estibaliz Saez de Camara  es doctora en Ingeniería Ambiental y forma  parte del Grupo de Investigación Atmosférica de la UPV/EHU..

El artículo Basura electrónica y economía circular se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Almudena M. Castro

Bere uhartea inguratzen duten herrialdeetatik zenbateko distantziara dagoen kalkulatu ondoren, gure naufragoa emigratzeko prestatzen ari da. Zientzian eta ikerketan inbertitzen duen herrialderen batera igeri egin nahiko luke; etorkizuna duen herrialde batera, alegia. Zorionez, bere hondartzako fakturei esker, herrialde bakoitzeko ekonomiaren oinarria zein den, zein garapen mailatan dagoen, etorkizun luzea izango duen edo krisi beldurgarri bat etorriko den jakiteko pista bat dauka.

Izar baten konposizio kimikoak horren antzeko zerbait kontatzen digu. Bere bizi zikloaren zein unetan dagoen jakin dezakegu, bere “erregaia” zein den baldin badakigu; hau da, bere energiari zerk eusten dion. Baina pixkanaka joango gara. Zer esan nahi dugu “erregai” terminoaren bidez kasu honetan?

Bada, azaleko azalpen bat ematearren, izar bat erreaktore nuklear izugarri handi bat da: hainbat atomo fusionatzen ditu eta soberako energia erradiazio moduan askatzen du. Izar gehienak hodei molekular batean jaiotzen dira; hau da, hidrogeno molekular ugari dagoen espazioko eremu batean. Hori da izar guztien “erregai” nagusia; izan ere, hidrogeno atomoak fusionatu egin daitezke eta helioa gehi energia soberakin bat sor dezakete. Horregatik, gasez eta espazioko hautsez osatutako hodei horiei “izar haztegi” ere deitzen zaie; espazioko lorezaintzaren artea irudikatzera bultzatzen gaituen izen eder bat da hori. Batzuetan, grabitateak erakarrita, hodeia konprimitu egin daiteke, bere pisuaren eraginez kolapsatu eta protoizar bat osatzeraino.

Puntu horretan, masa 0,08 eguzki masa baino txikiagoa bada (0.08 M☉), protoizarra ez da behar adina konprimituko eta ez da hidrogenoa fusionatzen hasteko behar den tenperaturara iritsiko. Argitasun gutxiko nano marroi bihurtuko da, eta, denborarekin, pixkanaka itzaltzen eta hozten joango da. Aldiz, masaren eta tenperaturaren atalase hori (10 milioi kelvin inguru) gainditzen duten protoizarrak beren nukleoan hidrogenoa fusionatzen hasten dira. Orduan, sekuentzia nagusiaren parte bihurtzen dira, Hertzsprung-Russell diagramaren (izarren historien mapa) adar bereziki ikusgarri horren parte. Fusio erreakzioek eragindako erradiazio presioak eta izarraren grabitateak berak indar oreka bat sortuko dute. Oreka horrek bere tamaina definituko du eta aipatutako adaretako puntu jakin batean kokatuko du.

1. irudia: Hertzsprung-Russell diagrama. (Iturria: Wikimedia Commons – CC BY SA 3.0 lizentziapean)

Izarrek sekuentzia nagusian igarotzen dute bizitzaren zatirik handiena, beren nukleoko hidrogenoa erretzen duten bitartean. Fusio erreakzio horiek, apurka-apurka, beste elementu astunago batzuk sortzen dituzte, eta horiek, era berean, erregai nuklear bihur daitezke. Lehenik helioa agertzen da, gero berilioa, karbonoa, oxigenoa… harik eta atomo astunenak, burdin atomoak, sortzen diren arte. Beren nukleoko hidrogeno iturriak agortzen direnean, izarrak zahartzarora iristen dira. Une horretan, sekuentzia nagusitik bereizten dira, eta, erretiroa igarotzeko, mapako beste txoko bat bilatzen dute. Baina desplazamendu horren norabidea, abiadura eta helmuga izarraren hasierako masaren araberakoak dira.

Izarren heriotza haien masaren mende dago

Izar batek masa txikia edo ertaina badu (9 M☉ baino txikiagoa), ez da iritsiko bere nukleoan sortzen den helioa berehala erretzeko adinako tenperaturara. Nukleoa agortu ondoren, hidrogenoa erretzen jarraituko du, erdigunetik gero eta urrunago dauden geruzetan, eta, hori egitean, hedatuko egingo da, erraldoi gorri bat osatzeraino. Adituen ustez, gure eguzkiak etorkizun hori izango du. Milaka milioi urte bakar batzuk barru, Merkurio, Artizarra eta agian Lurra ere irentsiko ditu.

Hedapen itzel horren ondoren, baliteke erraldoia bere nukleoko helioa ere irensten hastea. Fase horri pilaketa gorria esaten zaio, H-R diagraman mota horretako izarrak kontzentratzen direlako. Nukleoko helioa agortzen denean, izarra berriz kontsumitzen da, gero eta kanporago dauden geruzetan. Prozesu horretan, hedatu eta hoztu egiten da (gero eta erraldoiagoa eta gorriagoa bihurtzen da) eta diagraman gorantz eta eskuinerantz mugitzen da. Justu desagertu aurretik iristen da izarra bere tamaina handienera. Harik eta, azkenean, kanpoko geruzak botatzen dituen arte (grabitate indarrak gutxien erakartzen dituenak). Orduan, erdian nano zuri bat duen nebulosa planetario bat bihurtzen da.

Izar pixka bat handiagoek (9 eta 30 M☉ artekoak) antzeko jatorria dute. Haiek ere haztegietan jaiotzen dira eta gaztaroa beren nukleoko hidrogenoa kontsumitzen pasatzen dute. Baina erregai hori agortzen denean, helioa erretzen jarraitu dezakete arazorik gabe. Prozesu horretan, haien argitasuna ez da aldatzen, baina masa galtzearen ondorioz, beren tenperatura (kolorea) azkar murrizten da eta diagraman eskuinera mugitzen dira. Urdin izatetik zuri izatera igarotzen dira, eta gero hori izatera, harik eta supererraldoi gorri bihurtzen diren arte; hau da, unibertsoko izarrik handienak. Erregai guztia agortzen dutenean, beren masa erraldoiaren kolapso grabitatorioak supernoba bat sortzen du, neutroi izar deituriko hondarrez osatua.

Izarrik masiboenek (30 M☉ baino gehiago) antzeko historia dute, xehetasun bat kenduta; izan ere, izar horiek beren masa erritmo oso bizian galtzen dutenez, inoiz ez dira supererraldoi gorri bihurtzen. Beren erregai guztia kontsumitzen dutenean, izarrak kolapsatu egiten dira eta supernoba bat eta zulo beltz bat sortzen dituzte, izar hondar gisa.

2. irudia: Flammarionen grabatua. (Iturria: Wikimedia Commons – domeinu publikoko argazkia)

Urruneko objektuen historia liluragarriak dira horiek; hain dira urrunak, ezen gure irudimena ere ez baita haraino iristen. Liluragarriena da gaur egun historia horiek kontatzeko modua dugula, izarren argiari begiratze hutsarekin. Mende eta erdiko ikerketari esker, haien mezua deszifratzen ikasi dugu. Zeru sabaiaren gainazala zeharkatu dugu, azkenean, eta, beste aldean, kontakizun sakon bat aurkitu dugu; denboraz, hidrogenoz eta grabitatez osatutako kontakizun bat.

Egileaz:

Almudena M. Castro (@puratura) pianista da, arte ederretan lizentziatua, fisikan graduatua eta zientzia dibulgatzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2022ko maiatzaren 7an: Vida y muerte de una estrella.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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¿De qué depende la fama en ciencia? Todo el mundo sabe quiénes fueron Einstein o Curie, sin embargo pocos identifican a Hilleman, que desarrolló más de 40 vacunas, entre ellas, la gran mayoría de las infantiles. Su anonimato, según los expertos, puede deberse a que dedicara su carrera a la industria, pero hay otros factores en la popularidad de una figura científica, como su exposición a la prensa.

Maurice Hilleman en el Centro Médico del Ejército Walter Reed. / Cortesía de Merck, historyofvaccines.org

En marzo de 1963, una niña de cinco años se despertó en mitad de la noche por un dolor de garganta, fue hasta la habitación de su padre y, sin saberlo, inició el proceso que llevaría a conseguir la vacuna más rápida de la historia hasta la llegada de la covid.

El padre no tardó mucho en reconocer que la niña tenía paperas, una enfermedad muy frecuente por entonces y poco grave en general, pero que en algunos casos podía dar lugar a meningitis o sordera. Esa misma noche fue hasta el laboratorio donde trabajaba, recogió el material necesario y, de vuelta a casa, tomó muestras de la garganta de su hija con las que luego cultivaría el virus.

Tres años después, y tras lograr debilitarlo, ensayaba con él una vacuna en voluntarios más o menos forzosos como su hermana mayor, y solo uno más tarde se aprobaba su uso. Con el tiempo pasaría a formar parte de la triple vírica, con la que millones de niños y niñas se vacunan cada año. Como luego escribiría el periodista Alan Dove, “Jeryl [así se llamaba la niña] se recuperó del virus de las paperas, pero el virus nunca se recuperó de haber infectado a Jeryl”.

El padre se llamaba Maurice Hilleman, y la escena de esa noche es algo más que anecdótica, es reveladora. Hilleman participó directamente en el desarrollo de más de 40 vacunas, además de la de las paperas. Hasta nueve de las catorce que conforman los calendarios vacunales tienen que ver con él.

Para el inmunólogo y ahora icónico Anthony Fauci, “sus contribuciones son el secreto mejor guardado para el público lego (…). Maurice fue quizá la figura de la salud pública más influyente del siglo XX, si se tienen en cuenta los millones de vidas salvadas y el sufrimiento evitado gracias a su trabajo”.

Se calcula que sus vacunas evitan ocho millones de muertes al año, pero al revisar la hemeroteca los titulares mezclan conceptos como “la persona que más vidas ha salvado” con apelativos como “el gran desconocido”. Para Luis Ignacio Martínez Alcorta, vocal de la Asociación Española de Vacunología, “Hilleman fue un genio, una figura única y destacada que surge ocasionalmente, y puede ser considerado el vacunólogo más prolífico de la historia de la humanidad”.

¿De qué depende la fama?

Hilleman, una vida de vacunas y conflictos

“Todo lo que tocaba lo convertía en una vacuna”, decía de él Adel Mahmoud, el que fuera presidente de la División de Vacunas de la compañía Merck y donde Hilleman desplegó la mayor parte de su carrera.

Él y su equipo desarrollaron o mejoraron entre muchas otras las vacunas de la hepatitis A y B, del neumococo, la de la bacteria Haemophilus influenzae de tipo B, las de distintos tipos de meningococo, la de la varicela y la triple vírica que incluye la de la parotiditis, la rubeola y el sarampión.

Todas ellas forman parte de los calendarios vacunales infantiles, y solo la del sarampión salvó 20 millones de vidas entre los años 2000 y 2015, según la Organización Mundial de la Salud (OMS).

Un día, seis años antes de que su hija despertara con paperas, leyó una noticia en The New York Times sobre un extraño aumento de contagios por gripe en Hong Kong. “Dios mío, es la pandemia. ¡Está aquí!”, se dice que gritó.

Las autoridades, incluida la OMS, ignoraron en aquel entonces la amenaza. Hilleman consiguió entretanto una muestra del virus y contactó y movilizó a distintos laboratorios y compañías. Lo que luego se conocería como la pandemia de gripe asiática llegó a los Estados Unidos meses después, pero para entonces estos disponían ya de 40 millones de dosis de una vacuna adaptada a la nueva variante. Se calcula que gracias a ella un millón de muertes fueron evitadas.

«Hace poco”, decía Fauci en el año 2005, “pregunté a mis estudiantes posdoctorales si sabían quién había desarrollado las vacunas contra el sarampión, las paperas, la rubeola, la hepatitis B y la varicela. No tenían ni idea. Cuando les dije que fue Maurice Hilleman, dijeron: ‘Oh, ¿te refieres a ese tipo gruñón que viene a todas las reuniones del sida?’».

El trabajo de ese tipo gruñón salva millones de vidas, pero él reconocía “haber tenido conflictos con todo el mundo”.

Si le pedían una definición de sí mismo, reconocía que la mejor la había dado un colega en Merck, que decía que “por fuera parecía un cabrón, pero que si se miraba más a fondo, por dentro, todavía se veía a un cabrón”.

Hilleman fue criado sin apenas recursos por sus tíos, en una granja de Montana. Su hermana gemela murió en el parto, y su madre lo hizo apenas dos días después. Su definición favorita de sí mismo puede traducirse también así: “Malnacido por fuera, malnacido por dentro”.

Reclutaba voluntarios forzosos para los ensayos clínicos —más allá de su propia hija— y se negó a ir a los “cursos de modales” a los que obligaba la compañía.

Obsesionado con el trabajo, que entendía como dedicación exclusiva y total, exigía lo mismo a quienes le rodeaban. Durante una época coleccionó en su despacho réplicas en miniatura de las cabezas de los trabajadores a los que despedía: las hacían sus hijas a partir de manzanas secas.

Su primera esposa murió unos meses antes de la noche de las paperas. Para encontrar a su segunda mujer, pidió a su asistente que hiciera una preselección a su gusto de entre las que habían mandado su currículum para trabajar en la empresa. A la elegida, con la que luego estaría casado durante 42 años, la entrevistó para coordinar ensayos clínicos de parotiditis y sarampión en el Hospital Infantil de Filadelfia.

Apenas un poco antes había dicho: “¡Cristo! Encontrar mujer es una suerte tan aleatoria como el movimiento browniano. Nunca sabes si serán alcohólicas, si gastarán todo tu dinero o si tendrán enfermedades venéreas”.

Robert Weibel vacuna a Kirsten, la hija de Maurice Hilleman contra las paperas, mientras la sostiene su hermana Jeryl Lynn. / Cortesía de Lorraine Hilleman. historyofvaccines.orgRazones para el anonimato

Si se hace pensar en nombres relacionados con las vacunas quizá surjan el de Pasteur o el del iniciador Jenner. Es posible que en Estados Unidos citen a Salk y a Sabin por sus hitos contra la polio; y ahora con la covid pueden no sonar extraños apellidos como los de Sahin o Karikó, los principales promotores de la vacuna de Pfizer-BioNTech. Pero difícilmente se pensará en Maurice Hilleman. ¿Cuál es la razón?

“Demasiadas pocas personas, incluso en la comunidad científica, conocen su alcance y contribución, y a ciencia cierta desconozco el porqué”, reconoce Martínez Alcorta.

Hay varias hipótesis que se han propuesto para explicarlo. Una es su conflictiva y problemática personalidad, aunque la experiencia nos diga que la bondad no parece precisamente condición necesaria para la fama. Otra tiene que ver con el hecho de que nunca reconociera maestros concretos y que, al parecer, le costara citar a otros científicos.

Sin embargo, para el vacunólogo José Tuells, uno de los motivos de su anonimato es paradójicamente su humildad: “A pesar de su estilo irreverente, dominante, sus maneras confrontadoras y provocativas o de su autoconfianza, era un hombre humilde”. A favor de la teoría está que, al contrario que Salk o Sabin con la de la polio, nunca puso su nombre a ninguna vacuna. Incluso varias de ellas contienen guiños o referencias directas al trabajo de otros.

La razón favorita de Tuells y del propio Hilleman es, en cambio, el hecho de haber trabajado casi toda su vida en la industria, y no en la investigación académica.

“Si miras para atrás en la historia”, decía él mismo, “la industria es como un leproso (…). Si yo daba la cara ante la prensa, alguien podría pensar que intentaba venderles algo (…). Debía permanecer en segunda fila”.

Esa explicación no convence a Xavier Roqué, profesor de Historia de la Ciencia en la Universidad Autónoma de Barcelona. “Eso mismo podría aplicarse a los responsables de la vacuna de Pfizer-BioNTech, pero en ese caso sí han llegado a ser más conocidos”, razona.

De hecho, Hilleman ha aparecido con frecuencia en los medios, aunque su figura no ha conseguido cristalizar. En su opinión, “quizás pese más un descubrimiento sensacional en un momento adecuado que un conjunto de ellos, aunque puedan tener más valor en global”. Eso podría explicar que sean más conocidos los inventores de las vacunas contra la polio. No solo les pusieron su nombre, sino que sus efectos eran muy evidentes ante una enfermedad con secuelas visibles y terribles y que llevaba años sembrando el terror.

Para Gema Revuelta, directora del Centro de Estudios de Ciencia, Comunicación y Sociedad y del máster en Comunicación Científica, Médica y Ambiental de la Universidad Pompeu Fabra en Barcelona, “un científico que ha hecho una gran aportación a la ciencia o a la sociedad tiene más probabilidades de ser popular, pero esta es una de tantas variables que le pueden impulsar a la fama. Basta fijarse, sin ir más lejos, en cuántas mujeres quedaron ocultas a lo largo de la historia a pesar de sus importantes contribuciones”.

Hilleman y Anthony Payne en una reunión de la Organización Mundial de la Salud sobre la gripe en Estocolmo, 1958. / Cortesía de Lorraine HillemanAcceso restringido al Salón de la Fama

En el año 2011, los investigadores Adrian Veres y John Bohannon crearon un proyecto llamado “The Science Hall of Fame” (El salón de la fama de la ciencia). Aprovecharon que Google Books había subido ya millones de libros en su plataforma para para hacer un análisis de lo que se había dado en llamar culturómica. En esta ocasión consistía en buscar en ellos cuántas veces aparecían los nombres de miles de personas relacionadas con la ciencia.

La unidad de fama científica la llamaron miliDarwin (mD), y equivalía a la milésima parte de la ostentada por el naturalista inglés. Einstein tenía 878 mD; Marie Curie, 188. De las 100 personas más famosas, solo 11 eran mujeres. Hilleman estaba en el puesto 4504, casi al final de la lista, con apenas 0,89 mD.

Analizando los datos, comprobaron que la fama en la ciencia sigue como muchos otros fenómenos una relación en forma de ley de potencias, donde el 1 % de los científicos más famosos acumula la gran mayoría de las referencias. Como una suerte de milmillonarios capitalistas de la fama.

Dos años después, otro estudio ya más allá de la ciencia, usó las hemerotecas de más de dos mil periódicos para concluir que, una vez superado cierto umbral, la gente realmente famosa se mantiene así durante décadas. El umbral activa el efecto Mateo (“al que tiene, se le dará”), perpetuando las referencias.

Como dijo Eran Shor, uno de los autores del artículo, “la gente que tú y yo consideraríamos famosa, incluso las Kim Kardashians de este mundo, siguen siendo famosas durante mucho tiempo. No es algo que viene y se va”.

Veres y Bohannon analizaron también superficialmente los factores que conducían a esos puestos más altos. Ni las citas en estudios científicos ni siquiera el premio Nobel parecían muy importantes.

Sí lo era la controversia o publicar un libro divulgativo de éxito. “Aún queda mucho por estudiar, pero parece que hay un relativo consenso respecto a qué circunstancias pueden estar detrás de la visibilidad o celebridad de los científicos”, explica Revuelta.

Robert E. Weibel vacuna a Maurice Hilleman con la vacuna contra la hepatitis B derivada del suero humano que desarrolló Hilleman. / Cortesía de Lorraine Hilleman

“Podrían citarse más de una docena, pero no todas necesitan estar presentes y los caminos para alcanzar la fama pueden ser distintos”. Entre ellas figuraría “la controversia, pero también el trabajar en temas calientes, una personalidad o apariencia peculiar, la credibilidad entre la comunidad científica o el conocer bien las necesidades de los periodistas y los medios”, resume Revuelta.

Roqué reconoce no identificar un patrón claro, pero apunta particularidades de los casos que más ha estudiado.

En el caso de Einstein, “además de su trabajo y de la capacidad de sugestión del lenguaje relativista, influyó mucho que apareciera en el periodo de entreguerras y que lo hiciera en paralelo al nacimiento del periodismo científico especializado, para el que su figura resultó instrumental”.

La exposición a la prensa de Curie, por su parte, la hizo “consciente de que si no se construía como personaje público alguien lo haría por ella”, de ahí sus textos biográficos y los de su propia hija, que modelaron su personalidad pública y actuaron como “biografías de control”.

La popularidad de Tesla tiene para Roqué “poco que ver con lo que hizo y mucho con el tratamiento que se le dio, realzando la dimensión trágica, focalizándose en el individuo y ocultando las redes a su alrededor”.

La fama interna. De la granja a la cabina

Para el arquitecto y filósofo George Franck, “hay dos motivos que impulsan la decisión de emprender una carrera científica: la curiosidad y la vanidad”. Esta última ligaría con la aspiración a la fama, aunque cada vez más textos abran el debate de la importancia de ser conocido dentro del mundo científico como mera herramienta de supervivencia y progreso.

La ciencia aspira a la objetividad, pero “la hacen personas y todas ellas tienen su subjetividad”, reconoce Revuelta. “A la hora de escoger un proyecto en una convocatoria competitiva, de revisar un artículo para su publicación o de otorgar un premio, nuestros juicios se ven marcados sin duda por la subjetividad, y en esta lo conocido tiene prioridad ante lo desconocido, por lo general”.

Hilleman no acumula apenas miliDarwins, y para los estudiantes jóvenes era un gruñón más o menos anónimo en las reuniones del sida. Pero sí fue reconocido por sus pares más directos.

Hilleman en los 2000. / Lorraine Hilleman

Además de múltiples premios, parte de la flor y nata científica se reunió en Filadelfia para homenajearlo unos meses antes de morir. Esa noche se lo agradeció diciendo: “No hay mayor tributo que se pueda rendir a un científico que recibir el visto bueno de un colega. A todos ustedes los considero pares en el mundo de la ciencia”.

El periodista de la revista Nature escribió: “Dirigida a un grupo de más de cien personas, la declaración era claramente absurda. Desde cualquier punto de vista objetivo, una reunión de pares científicos de Maurice Hilleman no llenaría una cabina telefónica”.

Para Roqué, más allá del anonimato de Hilleman, “lo que me parece sorprendente es casi que alguien sea famoso, particularmente en la ciencia”.

Probablemente la personificación sea siempre algo injusta, y más en el mundo científico, donde el trabajo es cada vez más coral, competitivo en la distancia pero necesariamente colaborativo. Seguramente este artículo también lo sea.

Sobre el autor:

Jesús Méndez es médico y periodista científico.

Este artículo apareció publicado originalmente en SINC el 11 de abril de 2022.

Para saber más:

Vacunas: El arte de salvar vidas
Dudas sobre las vacunas: problemas y soluciones

 

El artículo Si Maurice Hilleman es la persona que más vidas ha salvado, ¿por qué no le conoces? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Emakumeak Zientzian

Linda Brown Buck biologo estatubatuarra ezaguna da usaimen sistemari buruz egindako lanengatik. 2004ko Fisiologiako edo Medikuntzako Nobel saria jaso zuen, errezeptoreei buruz egindako lanengatik. Bere hastapenetan, biologia molekularra ikastea erabaki zuen Buckek, eta Richard Axelen laborategian hasi zen lanean, Aplysia izeneko molusku batekin. Bertan zebilela, Sol Snyderren taldearen 1985eko argitalpen bat irakurri zuen, usainak hautemateko prozesuaren balizko mekanismoen ingurukoa. Artikulu horrek usaimenean espezializatzeko grina sartu zion. Horrela, hiru urtez usaimen errezeptoreen geneak bilatzen ibili zen, eta azkenik, PCR teknika eraldatu bat erabiliz, usaimen errezeptoreak GPCRen superfamiliako kide gisa identifikatu zituen. Honek usaimenak zientzia modernoan duen garrantzia aldatu zuen.

Ingurumena

Aihnoa Magrach BC3ko (Basque Center for Climate Change) Ikerbasque ikertzaileak basapolinizatzaileen garrantziaz idatzi du Berrian. Azaldu duenez, erleei eta beste polinizatzaile batzuei esker (euliak, kakalardoak, hegaztiak eta saguzarrak) ugaltzen dira loreak dituzten naturako landareen %85 eta jaten ditugun laboreen %70 baino gehiago. Erleetan pentsatzen dugunean, ezti erleak etortzen zaizkigu gogora. Alabaina, Iberiar penintsulan mila erle espezie baino gehiago daude, eta munduan kopurua 20.000 espezieraino iristen da. Ezti erleez asko badakigu ere, gainontzeko espezieez oso informazio gutxi bildu da gaur egunera arte. Magrachek argi dio espezie hauen habitatak zaintzea eta berreskuratzea oso garrantzitsua dela, loreak polinizatzen jarraitzea nahi badugu.

Science aldizkarian argitaratutako artikulu batek salatu du orain arte asko gutxietsi dela gizakiak itsasoan eragindako petrolio-isurien kutsadura. Nanjing Unibertsitateko (Txina) geologo batzuk egin dute ikerketa, eta 450.000tik gora petrolio-orban monitorizatu dituzte satelite-irudien bidez. Honela, ikusi ahal izan dute ozeanoetan 1,5 milioi kilometro karratu baino gehiago daudela marea beltzaz estalita. Orain arteko estimazioek zioten itsasoko azalean dauden hidrokarburoen ia erdia itsas hondoko petrolio-biltegi naturaletatik iragazitakoa zela. Haatik, ikerketa honen emaitzen arabera, % 6 baino ez da itsas hondotik naturalki iragazitakoa, eta gainerako % 94ak jatorri antropogenikoa du. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Zientzia Kaieran, naturako paradoxetako bat azaldu du Juan Ignacio Pérez Iglesiasek. Paradoxa hau zera da: animalia gutxiago daudenean, animaliok janari gutxiago dutela. Izan ere, ekosistema oso emankorretan, landare biomasa asko sortzen da, baina, tokiko belarjaleek biomasa hori oso azkar jaten dute. Alabaina, gakoa belarjaleek sortzen dituzten hondakinetan dago. Elikagaia asimilatu ondoren, hondakinak kanporatzen dituzte belarjaleek, eta horietan daude landareen hazkuntzaren oinarri diren substantzia mineralak. Paradoxa honen hainbat adibide daude, besteak beste, balea eta krillarekin gertatzen dena, edo Australiara Afrikako kakalardo pilotagileak inportatzeko beharraren zergatia. Gai hau hobeto ulertzeko, irakur  Zientzia Kaierako artikulua: Gehiago, gutxiagorekin.

Zetazeoen bi espezie soilik elikatzen dira beste itsas ugaztun batzuez. Orka (Orcinus orca) eta orka faltsua (Pseudorca crassidens) dira zetazeo hauek, baina zientzialariek oraindik ez dakite elikatze-moldaera hau zergatik eta noiz sortu zen. Alabaina, dieta-berezitasun horren jatorria hobeto ulertu dezakegu orain, martxoan Current Biology aldizkarian argitaratutako artikulu bati esker. 2020an Rodas izeneko Greziako irlan antzinako izurde ezezagun baten arrastoak aurkitu zituzten, eta ikertzaileek uste dute izurde hori duela 1,5 milioi urte bizi izan zela. Gainera, arrasto horiekin batera, animalia horren azken bazka izan zenaren hondarrak topatu zituzten: arrain hezurrak. Aurkikuntza honi esker, beraz, ondorioztatu ahal izan dute antzinako izurdeak artean arrainez elikatzen zirela duela 1,5 milioi urte. Datuak Zientzia Kaieran:  Noiz hasi ziren orkak beste itsas ugaztun batzuk jaten?

Kanal ionikoak, mintz-zelularretan zehar ioien fluxua ahalbidetzen duten mintz-zeharreko proteinak dira. Orokorrean, kanal ionikoak hauek zeharkatzen duten ioi espezifikoaren arabera sailkatzen dira. Hauetako batzuk dira potasio-kanalak. Potasio-kanalak ia zelula guztien mintzean agertzen dira eta funtzio biologiko garrantzitsuak betetzen dituzte. Potasio-kanalen artean, bestalde, KV7 kanalak daude, 5 kidez osatutako kanalen familia bat. Familia hau bereziki interesgarria da; izan ere, hauek kodetzen dituzten geneak patologia esanguratsuekin erlazionatzen dira, besteak beste, epilepsia, diabetesa, gortasuna edota arritmiekin. Horregatik, kanal hauek ulertzea garrantzitsua izan daitekeela pentsatzen da, gaixotasun desberdinen kontrako farmakoak diseinatzeko. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Klima-aldaketa

EHUk egindako ikerketa batek frogatu du Kantauriko itsas algen banaketa eraldatzen ari dela. Are gehiago, ikusi ahal izan dute Kantauriko makroalgak Mediterraneokoen gero eta antzekoagoak direla. Naiara Mugerzak, lanaren lehen sinatzaileak, azaldu duenez, uraren tenperatura dela makroalga-multzoak banatzeko faktore nagusia. Hala, beren emaitzek iradokitzen dute ipar-mendebaldeko komunitateek (Galizia, adibidez,) ur hotzenetako espezieak babestuko dituztela etorkizunean. Kantauri itsasoko erdiguneko eta ekialdeko multzoek, berriz, Mediterraneoko eskualdeen antz handiagoa izango dute, eta ur epeletako espezieak gailenduko dira bertan. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Zientziaren dibulgazioa

Maddi Astigarragak (Deba, Gipuzkoa, 1997) 2022ko Jot Down lehiaketa irabazi du, ilustrazio zientifikoaren adarrean. Ikusezinak izendun ilustrazioarekin, emakume zientzialarien ikusgaitasunik eza irudikatu du, eta lehen saria jaso du harengatik. Cecilia Payne, Inge Lehmann eta Rosalind Franklin zientzialariak irudikatu ditu Astigarragak bere lanean, eta baita bakoitzaren lorpenekin zerikusia duten irudi bat ere: Izarrak, sismografoetako irudia eta DNAren marrazkia. Bere lanaren izenburuaz baliatuz, ilustrazio zientifikoaren gutxiestea salatu du, honen erabilgarritasuna ere ikusezina baita gaur egun. Elkarrizketa osoa dago irakurgarri Berrian: «Ilustrazio zientifikoek ikusgaitasun handiagoa behar dute»

Geografia

Aste honetan Alea aldizkarian, Itziar Aguado ekonomilariari egin diote elkarrizketa, bizitoki ezberdinen jasangarritasunaren inguruan. Enpresen kudeaketa ikasi zuen Aguadok eta ekonomian doktoretza egin ostean, EHUko giza geografiako irakaslea da gaur egun. Azaldu duenez, jasangarriagoa da hirietan bizitzea landa-eremuetan bizitzea baino. Hau kontraintuitiboa izan daiteke, baina bere tesiko kapitulu batean horiek izan ziren emaitzak. Jasangarritasunaren ikuspuntutik, balio altuena Bilbok lortu zuen, eta kontrara, landa guneek lortu zituzten emaitza txarrenak. Ez da ahaztu behar landa guneetan bizi direnek rol garrantzitsu bat betetzen dutela eremu horietan, baina izatez, ekologikoagoa da hirietan bizitzea. Hirietan jendea oinez edo garraiobide publikoetan mugitzen da gehiago, energia-kontsumoa ere baxuagoa da etxebizitzetan, eta zerbitzuak eskura izateko aukera askoz hobea da hirietan.

Astronomia

Esne Bidearen mapa osatuena eta xeheena osatu du Gaiak. Europako Espazio Agentziaren Gaia misioak Esne Bideari buruzko datu-andana berria argitaratu du, eta hainbat datu erabili dituzte honetarako: milioika izarren osaera kimikoa eta hiru dimentsioko mugimendua jaso dituzte, baita izarretako seismoak, mugimendu asimetrikoak eta beste hainbat datu ere. Mapa honek Esne Bidearen historiari eta eboluzioari buruzko informazioa jasotzen du, eta berretsi dute gure galaxiak aniztasun handia duela. Gainera, konposizio kimikoan oinarrituta, ikusi ahal izan dute badirela izar batzuk beste galaxia batzuetatik etorriak. Izan ere, Esne Bideak beste galaxia batzuk irentsi zituen. Mapa honek jaso dituen aurkikuntza harrigarri gehiago kontsultatu daitezke Elhuyar aldizkarian.  

Sagittarius A* zulo beltzaren lehen irudia lortzeko zientzialariek planetaren tamainako behatoki birtual bat eraiki behar izan dute. Zortzi irrati-teleskopio erabili dituzte (2022an, 11 behatoki dira dagoeneko), eta teleskopio horiek EHT sarea osatzen dute. Teleskopio bakoitzak galaxiaren erdigunea behatu du, eta seinale horiek guztiak bateratu dituzte ondoren irudia sortzeko. Irudi hau lortzeko, zulo beltzaren inguruan dagoen erradiazioan oinarritu dira, irrati uhinen bidez eskuratutako informazioa bisualki erakutsita, hain zuzen. Gainera, oinarrizko informazioa zuri-beltzezkoa zen, eta beraz, kolorea gehitu diote ikusgarriagoa egiteko. Gai honen inguruko azalpen gehiago Zientzia Kaieran: Galaxiaren bihotza azaleratzeko erronka.

Osasuna

Angel Chamorro doktorea saritu egin du Espainiako Neurologia Elkarteak, bere ibilbidean zehar iktusei aurre egiteko ikerketan egin dituen ekarpenengatik. Izan ere, Chamorro ohartu zen iktusa azido urikoarekin tratatzeko aukera zegoela, eta haren ikerketak tratamenduen nondik-norakoak aldatu ditu. Bartzelonako 2.000 pazienteri egindako odol analisien emaitzak ikusita, Chamorro  ohartu zen pazienteen une horretako azido uriko kopurua handitzen zen heinean hiru hilabetera kalte askoz ere txikiagoa izateko aukera zegoela. Animaliekin frogak egin ostean, pertsonekin hasi ziren saiatzen, eta emaitza oso onak lortu zituzten. Alabaina, inbertsioen faltan, oraingoz ezin dute medikamentua fabrikatu. Informazio guztia Berrian irakurri daiteke.

Elhuyar aldizkarian irakur daitekeenez, izurri beltzaren jatorri geografiko eta genetikoa argitu dituzte. Jakina zen 1347an sartu zela izurri hau Mediterraneora, Urrezko Hordatik zihoazen merkataritza-ontzien bidez. Alabaina, eztabaida asko zegoen bigarren olatuaren jatorriari buruz. Alabaina, duela 140 urte Issyk Dei lakuaren inguruetan (gaur egungo Kirguistan) egindako indusketek agerian utzi zituzten 1338-1339 urteetako zenbait hilobi. Hilobi hauek inskripzio batzuk zituzten, bertan lurperatutakoak izurri ezezagun batek hil zituela ziotenak. Orain, inskripzio horiek zituzten hilobietako aztarnen antzinako DNA ikertu dute, eta frogatu dute Yersinia pestis bakterioa zutela, izurri beltzaren eragilea, alegia.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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¿Estamos realmente diseñados para conectar con los demás? Si es así, ¿por qué siguen existiendo los psicópatas? ¿Se pueden tratar trastornos delirantes como la paranoia desde el punto de vista de la evolución? O ¿cómo ha cambiado la atracción sexual desde la época de nuestros ‘abuelos’ homínidos hasta ahora?

A estas y otras cuestiones relativas a la evolución del comportamiento humano se trató de dar respuesta durante la IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias, evento organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Red de Salud Mental de Bizkaia, que tuvo lugar los días 28 y 29 de abril en el Bizkaia Aretoa – UPV/EHU de Bilbao.

Desde que en 2017 un grupo de psiquiatras de la Red de Salud Mental de Bizkaia organizara la primera edición de esta jornada, la cita se ha convertido en un punto de encuentro para profesionales de distintos ámbitos científicos como la psiquiatría, la psicología, la biología o la filosofía con un interés común: la conducta humana desde una perspectiva evolucionista y su divulgación científica en un formato accesible y ameno para todos los públicos, a la par que riguroso y actualizado.

La inteligencia artificial es una realidad que está empezando a permearlo todo. Quizás mucho más de lo que nos gustaría reconocer. Es hora a empezar a pensar seriamente en qué es, qué significa y qué implicaciones tiene su diseño y su uso. Es hora de la filosofía. Santiago Sánchez-Migallón es profesor de filosofía y autor de La máquina de von Neumann.



Para saber más:

En el control de la inteligencia artificial nos jugamos el futuro

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

El artículo IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Filosofía e inteligencia artificial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Modan dagoen liburua propaganda ideologikoa baino ez balitz? Horixe uste du Jesús Zamorak Lost horizons in the history of science James Posketten “Horizons” liburua irakurri ondoren.

Agian gakoa, Homo sapiens-a kognitiboki gailentzea eragiten duena, informazioa zelan prozesatzen duen da. Emmanuel A. Stamatakis, Andrea Luppi eta David Menonen What is it about the human brain that makes our cognition superior?

Solido batekin talka egiten duen atomo sortak, esklusio printzipioa dela eta, errebotatu egiten du, solidoaren eta atomoen elektroiak elkarreragina egiterakoan. Errebotatzen duten atomoen dispertsioa aztertu daiteke, hala ere, elektroien eta solidoaren bibrazioen (fononen) arteko elkarreragina aztertuta. DIPCren Atom scattering as an electron-phonon interaction

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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Foto: Umesh Soni / Unsplash

La lágrima tiene una estructura y composición complejas, que mantienen la superficie del ojo húmeda y lubricada, la protege de los patógenos, favorece la cicatrización de las heridas y proporciona una transparencia visual óptima. La película lagrimal contiene una capa lipídica que actúa principalmente como interfaz entre la capa acuosa del ojo y el aire exterior. Dicha capa lipídica está compuesta por una fina capa de lípidos polares que interactúa con la capa mucoacuosa del ojo y sirve de anclaje, y una capa más gruesa de lípidos no polares (que no interactúan con el agua) en la interfaz con el aire.

“El ojo seco tiene una alta prevalencia en la población, sobre todo en mujeres a partir de los 40-50 años. Se trata de una patología que, aunque no es grave, es molesta en el día a día —explica la investigadora Ikerbasque Arantxa Acera—. Los tratamientos habituales para el ojo seco son los sustitutivos de la lágrima, entre los que se encuentran los colirios de hemoderivados como el colirio de plasma enriquecido en factores de crecimiento, que se obtiene de la sangre del propio paciente (los denominados colirios autólogos). Aunque puede ser un proceso un tanto tedioso, realmente no es una terapia cara, sino novedosa y desconocida”.

En ese sentido, el Grupo Oftalmo-Biología Experimental (GOBE) de la UPV/EHU ha realizado un estudio cuyo fin sería conocer mejor la composición de este tipo de colirios “para establecer tratamientos personalizados en función del tipo de ojo seco que tenga el paciente (ojo seco acuodeficiente, evaporativo o mixto)”, añade Acera. Para eso, analizaron qué tipo de lípidos había en el colirio, y los compararon con los lípidos existentes en la lágrima.

El colirio como lágrima personalizada

“Hemos querido saber si este tipo de colirios tiene una composición apropiada para una medicina más personalizada; quizás, si hay algún lípido que falta en el colirio biológico, el objetivo podría ser enriquecerlo con ese lípido”, explica Acera. En el estudio han constatado que “realmente la composición lipídica del colirio autólogo y de la lágrima no es la misma. En el plasma hay gran cantidad de lípidos; sin embargo, en la película lagrimal hay dos lípidos anfipáticos muy importantes, que anclan la parte apolar con la parte acuosa de la lágrima, que no existen en el plasma”.

En este contexto, el grupo de investigación GOBE ha puesto en marcha en colaboración con el Hospital de Basurto, Hospital Donostia, el Instituto Clínico-Quirúrgico de Oftalmología (ICQO) y el Hospital Miguel Servet de Zaragoza “un estudio clínico multicéntrico, para analizar el perfil lipídico de la lágrima de pacientes con diferentes tipos de ojo seco, para conocer qué lípido está alterado en estos pacientes y determinar qué terapia puede ser la más adecuada en cada caso”, explica la investigadora Ikerbasque.

Por otro lado, el Hospital Donostia ha promovido un ensayo clínico con plasma enriquecido en un grupo de pacientes con ojo seco secundario, ya que este tipo de colirios “no están cubiertos por la sanidad pública”, y la investigadora destaca la importancia de “seguir investigando para poder llegar a incorporar este tipo de tratamientos al sistema público” y de “avanzar en el desarrollo de tratamientos personalizados, adaptados al tipo de ojo seco de cada paciente”.

Referencia:

Arantxa Acera, Beatriz Abad, Xandra Pereiro, Francisco David Rodríguez, Noelia Ruzafa, Juan Antonio Duran, Elena Vecino Comparative study of the lipid profile of tears and plasma enriched in growth factors Experimental Eye Research doi: 10.1016/j.exer.2022.109061

Para saber más:

Párkinson en una lágrima

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

El artículo El perfil lipídico de la lágrima se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

José Ramón Alonso

Linda Brown Buck biologo estatubatuarra ezaguna da usaimen sistemari buruz egindako lanengatik. Richard Axelekin batera, 2004ko Fisiologiako edo Medikuntzako Nobel saria jaso zuen, errezeptoreei buruz egindako lanengatik.

Linda Buck Seattlen (AEB) jaio zen 1947ko urtarrilaren 29an. Bere aita ingeniari elektrikoa zen, eta, aisialdian, aparatuak asmatu eta eraikitzen zituen; ama, berriz, etxekoandrea zen, eta aisialdia gurutzegramak egiten eman ohi zuen. Buck senar-emazteek izandako hiru alabetako bigarrena zen Linda. 1994an, Roger Brent biologoa ezagutu zuen Buckek. Hamabi urte geroago, ezkondu egin ziren.

1. irudia: Linda B. Buck (2015). (Argazkia: Royal Society uploader – Creative Commons Attribution. Iturria: Wikimedia)

Biologia molekularra ikastea erabaki zuen Linda Buckek; Axelen laborategian hasi zen lanean, eta, han, Aplysia izeneko molusku bat ikertzeari ekin zion; generoko moluskuak oso handiak dira eta, neurona handien multzo txiki bat dutenez, aukera ematen dute neuronekin banan-banan lan egiteko. Proiektu hori amaitzear dela, artikulu bat irakurri zuen, eta artikulu hark, bere hitzetan, bizitza aldatu zion. Sol Snyderren taldearen 1985eko argitalpen bat zen, usainak hautemateko prozesuaren balizko mekanismoak eztabaidatzen zituena. Usaimenean pentsatzen zuen lehen aldia zen eta liluratu egin zuen. Nola hauteman zitzaketen gizakiek eta beste ugaztun batzuek 10 000 substantzia kimiko usaintsu edo gehiago, eta nola sor zitzaketen substantzia kimiko ia berdinek usain hautemate desberdinak? Sekulako buru hausgarria zen, eta aniztasun izugarria zegoen tartean. Argi zegoen buru hausgarria ebazteko, lehenik eta behin, zehaztu egin behar zen nola hautematen diren hasieran odoranteak sudurrean. Edo bestela esanda, aromen hartzaileak identifikatu behar zirela; molekula horiek bazeudela proposatu zen, baina ez ziren aurkitu.

2. irudia: Gizakien usaimen sistema. 1: Usaimen sinua, 2: Zelula mitralak, 3: Hezurra, 4: Sudurreko epitelioa, 5: Usaimen glomerulua, 6: Usaimenaren neurona errezeptoreak. (Argazkia: Chabacano – Creative Commons Attribution. Iturria: Wikimedia)

Odoranteekin elkarrekintzan jarduteko gaitasuna zuten molekulak zer-nolakoak ziren argitzeko hainbat proposamen bazeuden ere, usaimen transdukzioak AMPc induzitutako G proteinek gehikuntzak zekartzalako froga sinesgarriak zeuden; beraz, G proteinen errezeptore akoplatuak (GPCR) ziren aukerarik onena, agidanez. Arazoa zera zen, GPCRi buruz ez zekitela asko, eta are gutxiago zekitela usaimen errezeptoreei buruz (kopurua eta tamaina barne). Buckek honako hau kontatzen zuen: «Axelek esaten zuen: “Zure ustez, zenbat errezeptore daude? 20? 100?” Nik esaten nuen: “Ez dakit, baina jakin nahi nuke!”». Buck zen Axelek Columbiako Unibertsitatean zuen laborategian ugaztunen usaimenean lan egiten zuen doktoratu ondoko bakarra. Hiru urtez, usaimen errezeptoreen geneak bilatu zituen. Lana zaila zen: askotariko aminoazido sekuentziak izaki tamaina handikoak diren geneen familia ezezagun bat aurkitu behar zuen; alabaina, eta paradoxikoa bazen ere, gene familia horrek homologia esanguratsua izan behar zuen beste GPCR familia batzuekin. Beraz, zeregina ez zen lastategi batean orratz bat bilatzea bezalakoa, are gogorragoa baizik: orratz zehatz bat beste orratz pila baten artean bilatzea bezalakoa.

Buckek estrategia ugari bilatu zituen: DNA osagarriaren errepliken baheketa (DNAc), DNAc ateratzea, lotutako geneen klonazioa, etab. Aitzitik, ez zuen arrakastarik izan. Baliabide iraultzaile bat biologian sartu zen arte: PCRa.

«PCRari buruzko artikuluak agertu zirenean, hunkitu egin nintzen. PCRak gauza askori atea irekiko ziela uste nuelako. Droga miraritsuaren antzeko zerbait zen biologo molekularrentzat. Eta ez soilik errezeptoreen bilaketari zegokionez. Baliabide horrek aurretik egin ezin zituzten gauza ugari egiteko aukera eman zion jendeari. Ikaragarria. Pentsa ezazu lehen mikroskopioak jendeari zer egiteko aukera eman zion; begira zezaketen, gauzak ikus zitzaketen. Niretzat, gauzak ikusi ahal izatea da garrantzitsuena.»

Hainbat ikuspegi probatu ondoren, Buckek odoranteen errezeptoreen familia bilatu zuen eta, horretarako, hiru suposiziotan oinarritutako esperimentuak diseinatu zituen. Lehenik eta behin, odoranteak egiturari dagokionez askotarikoak direnez eta diskrimina ditzakegunez, askotariko baina elkarri lotutako usaimen errezeptore familia bat egongo litzateke, familia multigeniko batek kodetuak. Bigarrenik, odorante errezeptoreak, behintzat, une hartan sekuentzia ezagunak zituzten G proteinetara akoplatutako errezeptoreen multzo txikiarekin gutxieneko lotura bat izango lukete. Eta, azkenik, odorante errezeptoreak usaimen epitelioan adieraziko lirateke, modu selektiboan, usaimen neurona sentsorialak dauden tokian.

PCRa sekuentziaren osagarriak ziren primerrak erabiliz DNA sekuentzia ezagunak anplifikatzeko diseinatuta zegoen. Zer bereizgarri izan zuen Bucken ikuspegiak? Zer egin zuen PCRa sekuentzia ezezagunak aurkitzeko baliabide bihurtzeko? Buck mundu guztia bezala hasi zen: bi GPCR ezagunen sekuentzia osatzeko diseinatutako primer parearekin probatzen. Pare horrek usaimen errezeptoreen geneak ekar zitzakeen. Baina ez zituen ekarri. Horrek esan nahi duen honako bi aukera hauek zeudela: usaimen errezeptoreak ez ziren GPCRak, edo, bestela, usaimen errezeptoreak GPCR familia berri bat ziren, sekuentzia desberdinekin. GPCR dibergenteak baziren, nola harrapatu, orduan?

3. irudia: Primer degeneratuen parea, anplikoi bat zehazten dutenak, lerrokatutako ADNen sekuentzietatik abiatuta. (Argazkia: Mujeres con Ciencia)

Buckek bi aldaketa egin zituen. Lehenik eta behin, primer degeneratuak erabili zituen, nukleotidoen sekuentzia laburrak, genomaren sekuentzia jakin batzuen osagarri gisa lotzen direnak; haietan, primerraren sekuentzietako posizio batzuek oinarri posible bat baino gehiago dute. Bigarrenik, ez zuen DNArik erabili; RNArekin lan egin zuen (RNA DNAc bihurtuz). Doikuntza horiek nabarmen zabaldu zuten PCRaren irismena. PCRaren primer degeneratuak lehendik ere erabili ziren GPCRren familia ezagun bateko kide berriak aurkitzeko –sekuentzia batzuk ezarrita–, baina hura izan zen familia berri bat identifikatzeko baliatu zireneko lehen aldia. Primer degeneratuak usaimenaren errezeptoreak aurkitzeko erabiltzeak apustu arriskutsua zirudien, plan sistematikoa baino gehiago.

Buckek hiru urrats egin zituen: primeraren diseinua, material genetikoaren anplifikazioa eta familia harremana aurkitzeko probak. Hamaika primer degeneratu diseinatu zituen:

«[GPCR] ezagunen sekuentzia horiek guztiak jaso –oso kopuru mugatua– eta eskuz lerrokatu nituen. Eta, ondoren, primer degeneratuak diseinatu nituen, eta, 30 konbinaziotan erabiltzean, GPCR horietako edozein anplifikatzeko gaitasuna izango zuten primer horiek». Eta honako hau esan zuen: «GPCRen eta primer orokorren garaia iritsi zenean, zera pentsatu nuen: askotariko GPCRak daude; usaimen errezeptoreak, agian, GPCRak dira. Baina, agian, beste errezeptore mota batzuk dira, nuklearrak, beharbada. Beraz, egia esan, primer orokorrak ez nituen soilik GPCRetarako diseinatu».

4. irudia: RT-PCR. (Argazkia: Mujeres con Ciencia)

Buckek sare zabalagoa bota zuen. Nola jakin arrakastatsua izan ote zen? Bere primerrak DNAc anplifikatuan probatu zituen, eta alderantziz transkribatu zen DNAc hori arratoiaren usaimen epiteliotik isolatutako RNAtik abiatuta (hau da, RT-PCR erabiliz): soluzio burutsua izan zen. DNA genomikoa aztertu beharrean, RT-PCRak RNAren adierazpenaren aztarnari segitzen dio. Usaimen errezeptoreek adierazpen handia izan beharko lukete usaimen epitelioaren ehunean; beraz, ikuspegi horrek usaimen errezeptoreetara bideratu beharko luke bilaketa, GPCR superfamiliaren gainerakora beharrean. Prozedura horrek 64 DNAc zinta sortu zituen, GPCR sekuentzia posibleekin. Usaimen errezeptoreak heterogeneoak zirela uste zen eta, beraz, Buck gene ugariko zinta baten bila zebilen. Zinta hori identifikatzeko, 64 zintak zatietan moztu ziren, murrizte entzimekin. Kontua zen ea zati horiek moztu gabeko zintaren pisu molekularra baino handiagoa edo bera zuten. Zinta batek gene bakarra baldin bazuen, haren zatiak jatorrizko zintaren pisu berari gehituko zitzaizkion. Zinta batek gene ugari baldin bazituen, berriz, haren zatiak jatorrizko zintarena baino pisu molekular handiagoari gehituko zitzaizkion. Zinta batek baino ez zuen azaleratu ezaugarri hori.

Azkenik, usaimen bidezko GPCRak zirela ziurtatzeko (eta ez beste batzuk), Northern blot bat erabili zuen, usaimen epitelioko materialaren adierazpena eta beste ehun batzuetako materialaren adierazpenarekin erkatzeko. Emaitzak irmoak izan ziren eta ziztu bizian zabaldu ziren. Usaimen errezeptorearen aurkikuntzak usaimen mekanismoei buruzko funtsezko ezagutzak ekarri zituen. Deskribatu dugun saiakuntzak frogatu zuen arratoiak familia multigenikoa duela, ehun errezeptore odorante mota baino gehiago kodetzen dituena, zeinak, lotuta egonik ere, desberdinak baitira. Genomaren gene familiarik handiena. Familia hori ezin handiagoa eta anitzagoa delako dute, hain zuzen, ugaztunek hainbat substantzia kimiko hautemateko gaitasuna, usain desberdinak izango balituzte bezala.

1991n, Buckek eta Axelek usainak ezagutzea ahalbidetzen duten errezeptoreak topatzeaz haraindi joan ziren. Aurkikuntza horrek agerian utzi zuen proteina horiek ligando-proteina interakzioetan egitura funtzio erlazioa, geneen erregulazioa eta axoien orientazioa ikertzeko eredu molekular erabat moldakorra ahalbidetzen dutela. Usaimen errezeptoreak GPCRen superfamiliako kide gisa identifikatu izanak usaimenak zientzia modernoan duen garrantzia aldatu zuen: GPCRak zelula seinaleztapeneko funtsezko prozesu askoren parte dira; farmakoen % 50 GPCRetara bideratzen dira, eta usaimen errezeptoreak interes berezikoak dira GPCRak aztertzeko, horien barnean motarik zabal eta anitzena direlako.

Ez da gutxietsi behar Linda Buckek tematu izana, kontuan izanik 1980ko hamarkadan gizonak nagusi zireneko biologia molekularraren alor batean emakumezko ikertzaile hasiberria izan zela.  Firesteinen hitzen arabera:

«Estimatzen dut Linda, niretzat zientzian balioaren erretratua delako. Ikasleekin adibide gisa erabiltzen dut. Berak lortu nahi zuen emaitzak oso-oso zehatza behar zuen, eta ez zuen argitaratzeko aukerarik. Beste pertsona batek beste laborategiren batean usaimen errezeptoreak aurkitu izan balitu [Richard] ez zatekeen ilunpetan desagertuko. Baina Lindaren kasuan, adin zehaztugabeko doktoratu ondoko baten kasuan, horixe zegoen, hain zuzen, jokoan. Etxea eta, agian, bere karrera zientifikoa zeuden arriskuan. Kontuan izanik gaur egungo ingurunean, ikerketa translazionala, patente eskubideen sorrera eta zerbait «erabilgarria» egitea dela garrantzitsuena, zaila da ausardia zientifikoko halako adibideak topatzea. Lindak gogorarazten digu ausardiak funtzionatzen duela.»

Gaur egungo ikerketaren zati handi baten esparrua zientziaren honako ikuskera hau da: hipotesiak bultzatutako jardunbide onenaren arauzko ikuskeran oinarritzen dena. Miaketako ikerketa alde batera uzten da, «prestatze» ikerketa gisa. Horrek zientziaren irudi mugatua ematen du, ohartarazi zuen Buckek:

«Ez naiz hipotesietan oinarritutako ikerketaren aldekoa. Nahiago dut aurkikuntzan oinarritutako ikerketa deitu. Izan ere, jendeak hipotesi bat duenean, haren joera orokorra izan ohi da bururatu zaiona frogatzen saiatzea. Eta uste dut hori zaldi bati kabestruak jartzea bezala dela. Itxi egiten da. Jendeak espero ez dena eta dagoena ikustea eragozteko arriskua dakar berekin». Albert Szent-Gyorgyik, C bitaminaren aurkikuntzagatik Nobel saria jaso zuenak, honako hau nabarmendu zuen: «Aurkikuntza mundu guztiak ikusi duena ikustea eta inork pentsatu ez duena pentsatzea da».

Linda Buckek honako hitz hauekin bukatu zuen Nobel sariaren hitzaldia:

«Zientziako emakume naizen aldetik, espero dut, benetan, nik Nobel Saria jasotzeak mezu bat helaraztea mundu osoko emakume gazteei: ateak zabalik daude halako emakumeentzat, eta dituzten ametsak lortzen jarraitu behar dute».

Egileaz:

José Ramón Alonso biologia zelularreko katedraduna da, Gaztela eta Leongo Neurozientzien Institutuko plastikotasun neuronal eta neurokonponketako laborategiko zuzendaria.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2021eko urtarrilaren 11n: La búsqueda del olfato.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Cada vez se lo ve menos en los conciertos. Desde que tenemos afinadores digitales, su tatarabuelo analógico ha ido cayendo poco a poco en desuso. Pero si tienes un amigo músico un poco friki, o si alguna vez has asistido al ensayo de un coro, por ejemplo, es posible que todavía hayas visto uno. Se trata del diapasón, un curioso objeto metálico en forma de horquilla (o de Y), con dos brazos paralelos y un único pie, rematado por una pequeña bola en la punta inferior. Durante siglos, fue el invento que los músicos profesionales utilizaron para afinar sus instrumentos. Pero además, a finales del siglo XIX, se convirtió en uno de los instrumentos de alta precisión de la física, una especie de láser acústico que nos permitió crear los primeros sonidos sintéticos de la historia y ayudó a medir la velocidad de la luz con una precisión sin precedentes1.

 

Movimiento (exagerado) de un diapasón vibrando a una frecuencia de 440 Hz. Fuente: Wikimedia Commons

¿Pero qué tiene de especial este pequeño resonador? Bien, como sucede a menudo en el mundo de la acústica, la gracia del diapasón está en su forma. Gracias a sus dos brazos alargados, este instrumento es capaz de producir uno de los sonidos más puros de la acústica; una frecuencia fundamental sin apenas armónicos superiores2. Su tono resulta muy reconocible y estable (óptimo para afinar, precisamente), y apenas se desafina con el tiempo. La frecuencia del diapasón depende únicamente de la longitud y la masa de sus brazos, que oscilan en oposición, pero además, su vibración se transmite a la base en dirección longitudinal, de manera que es posible amplificar su sonido apoyándolo contra una superficie o tabla acústica. Se podría comparar el diapasón con un láser de sonido3: un instrumento capaz de producir una onda sinusoidal prácticamente pura, con una frecuencia estable y bien definida.

Pero los orígenes del diapasón no se encuentran en la física. Ni siquiera en la música. Para encontrar la cuna de este instrumento debemos acudir a los otorrinos y a las vibraciones de un humilde tenedor.

Su origen en el tenedor

De acuerdo con Harald Feldmann4, la historia del diapasón comienza con el descubrimiento de que ciertas vibraciones pueden ser transmitidas y escuchadas a través de los huesos de la cabeza, sin que viajen necesariamente a través del aire.

Girolamo Cardano, hoy más conocido como matemático, fue el primero en describir este fenómeno en el siglo XVI. Cardano era médico y astrólogo, y un genio de sorprendentemente multidisciplinar. Entre sus inventos se encuentran el eje cardán (hoy en uso en diversos vehículos) y la suspensión de la brújula de los barcos. También se le asocia con uno de los primeros métodos para resolver ecuaciones de tercer y cuarto grado, si bien parece que se apropió de las ideas de otros contemporáneos (como Targaglia) para publicar su solución. En su libro “De subtilitate” (1550), describe cómo al sujetar una varilla con los dientes, cualquiera puede percibir sonidos, “distinguir voces y oír palabras distantes, que no podría oír de otro modo”5.

Poco más tarde, otro médico de Padua llamado Hieronimus Capivacci pensó en utilizar este fenómeno como método diagnóstico. Si un paciente sordo podía percibir el sonido de una cítara sosteniendo entre los dientes una varilla metálica en contacto con el instrumento, entonces era posible concluir que “la sordera se debe a una enfermedad de la membrana timpánica”. En caso contrario, la causa de su condición debía hallarse en el nervio, en la percepción misma del oído.

Gunther Christoph Schelhammer, también médico, fue el primero en experimentar con la cubertería para realizar este mismo experimento. En 1684 describió cómo el sonido de un tenedor en vibración puede ser escuchado nítidamente a través de los huesos al sostenerlo entre los dientes. Al igual que Capivacci, proponía utilizar este test para diagnosticar distintos tipos de sordera.

Tenedor de la primera mitad del s.XVII. Fuente: Internet Archive

Cabe aclarar que, en aquella época, los tenedores solían ser mucho más parecidos a lo que hoy conocemos como un trinchador. El invento había llegado a Europa a principios del siglo XI de la mano de la princesa Teodora Ana Ducaina, hija del emperador de Bizancio. Teodora se negaba a mancharse las manos para comer y pidió que le fabricasen algún tipo de utensilio para pinchar los alimentos. El invento no se empezó a popularizar hasta mucho después. En el siglo XVI Catalina de Medici lo puso de moda en la corte de Francia, pero aún entonces era considerado una cursilada propia de los aristócratas finolis. Europa no dejó de comer mayoritariamente con las manos hasta el siglo XVIII.

Viajando solo un poco más atrás en el tiempo, encontramos que los tenedores de finales del siglo XVII a menudo tenían únicamente dos puntas alargadas. Esto explica que Schelhammer quisiese aprovechar sus excelentes propiedades acústicas para diagnosticar a sus pacientes. Estas propiedades eran probablemente bien conocidas en su época. Sin embargo, una antigua superstición alemana prohibía hacer sonar estos tenedores de mesa. Se creía que su timbre podía atraer al demonio. No en vano, en la iconografía cristiana, el señor de las tinieblas porta un enorme tridente con el que trinchar las almas pecadoras. Por suerte, Schelhammer no se dejó amedrentar por semejantes creencias. Fue el primero en utilizar el tenedor de dos puntas como un instrumento acústico con finalidades científicas.

En los años siguientes, los esfuerzos de la medicina se centraron en explotar la conducción ósea para mejorar la audición de las personas con problemas en el tímpano. Por otro lado, el tenedor de dos puntas encontró pronto una utilidad inesperada en el mundo de la música.

Notas y referencias:

1Kleppner, D. (2007). Master Michelson’s measurement. Physics Today, 60(8), 8-9. DOI: 10.1063/1.2774115

2Ojo simplificación. En el momento de golpear el diapasón, sí se producen otras frecuencias distintas de la fundamental, pero estas tienden a decaer rápidamente en el tiempo. Cuando la señal se estabiliza, el armónico más prominente tiene una frecuencia que es 6 veces la de la fundamental (mucho más aguda, por tanto, y apenas perceptible).

3Otra simplificación. Un láser de luz, además de producir una frecuencia “pura”, está colimado. No solo tiene coherencia temporal, sino también espacial. En este caso, comparamos el diapasón con un láser por su capacidad de producir una única frecuencia sonora.

4Feldmann, H. (1997). History of the tuning fork. I: Invention of the tuning fork, its course in music and natural sciences. Pictures from the history of otorhinolaryngology, presented by instruments from the collection of the Ingolstadt German Medical History Museum. Laryngorhinootologie, 76(2), 116–122. DOI: 10.1055/s-2007-997398

5Cardano, G. (2013), p. 709. The De Subtilitate of Girolamo Cardano (J. M. Forrester, Ed.; J. Henry & J. M. Forrester, Trans.). ACMRS (Arizona Center for Medieval and Renaissance Studies), Tempe, Arizona. Obra original de 1550.

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

El artículo El diapasón: de la cocina al laboratorio, pasando por la orquesta se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Eider Nuñez, Arantza Muguruza-Montero, Ainhoa Rodriguez de Yurre, Ariane Araujo, Alvaro Villarroel, Janire Urrutia

Kanal ionikoak, mintz zelularretan zehar ioien fluxua ahalbidetzen duten poroak sortzen dituzten mintz-zeharreko proteinak dira, mintz plasmatikoan baita organuluen mintzetan ere agertzen direlarik. Egituraren aldaketa txikien bidez kanal hauek itxita egotetik irekita egotera pasatzen dira, 10 milioi ioi/segundoko fluxua ahalbidetuz.

Kanal motaren arabera fluxu hau zelula barnera zein kanpoaldera sor daiteke. Orokorrean, kanal ionikoak hauek zeharkatzen duten ioi espezifikoaren arabera sailkatzen dira, horrela, potasio-kanalak, kaltzio-kanalak, sodio-kanalak eta kloro-kanalak aurki daitezke. Bestalde, potasio-kanalak honako azpitaldeak ditu: boltai menpekoak, kaltzio-menpekoak, sodio-menpekoak, bi-porodunak eta K+ barne aztergailua.

Potasio-kanalak ia zelula guztien mintzean agertzen dira eta funtzio biologiko garrantzitsuak betetzen dituzte; hala nola bihotz-taupadak edo neuronen arteko seinale-transmisioa erregulatzen dituzte. Potasio-kanalen artean KV7 kanalak daude, boltai menpeko kanalak direnak. Familia hau 5 kidez osatuta dago (KV7.1-KV7.5) eta hauek kodetzen dituzten geneak patologia esanguratsuekin erlazionatzen dira, besteak beste, epilepsia, diabetesa, gortasuna edota arritmiekin. KV7 kanalen egitura, zelula-mintzean txertaturiko 6 segmentuz osaturiko ohiko egitura partekatzen du, amino (N-) eta karboxilo (C-) muturrak zelula barnekoak izanik. Neuronetan, KV7.2 eta KV7.3 dira nagusiki agertzen diren kanalak M-korrontea sortuz, neuronen kitzikagarritasuna kontrolatzen dutelarik. Ekintza potentziala mintzean zehar hedatzen den seinale elektrikoa da eta berau gauzatzeko mintz potentzialak atalase bat gainditu behar du. Ekintza potentziala ematen denean sodio kanalak ireki egiten dira, zelulan sodio ioiak masiboki sartzea eraginez. Gehiegizko karga positiboak konpentsatzeko KV7.2/3 kanalak aktibatu egiten dira zelulatik K+ kanporatuz; horrela, zelulak atseden egoeran zuen mintz potentziala berreskuratzen du. Beraz, esan daiteke, M-korrontea garrantzitsua dela ekintza-potentzialaren atalasea igotzeko, izan ere, M-korronterik gabe, ia edozein katioiren sarrerak ekintza potentzial berri bat sor lezake, zelularen hiperkitzikagarritasuna eraginda.

Irudia: KV7 kanal ioiko baten arkitektura orokorra. A: 4 KV7 azpiunitatez osaturiko tetrameroak sortutako poroa, goiko ikuspegitik (goiko panela) eta ikuspegi sagitaletik (beheko panela). B: KV7 kanalaren azpiunitate baten egitura eskematikoa. Azpiunitate bakoitza sei mintz-zeharreko segmentuz (S1-S6) osatuta dago, zelula barneko N- eta C- muturretik- S1-S4 kanaleko tentsio-sentsore gisa jokatzen dute, S5-S6 poro selektiboa osatzen duten bitartean. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

M-korrontea Gq/11 proteinari akoplaturiko hartzaileen bidez erregulatzen da. Erregulazio hau konplexua da, seinaleztapen-bidezidor desberdinen bidez erregula baitaiteke. Aktibatzen den seinaleztapen-bidezidorra hartzaile motaren menpekoa da. Horrela, azetilkolinaren M1 hartzaile muskarinikoak KV7.2-aren korrontea inhibituko du fosfatidil inositol 4,5-bisfostatoaren (PIP2) agorpenaren ondorioz. Bradikininaren hartzaileak ordea, inositol 1,4,5-trifosfatoak (IP3) eragindako kaltzio kontzentrazioaren igoeraren bidez inhibituko du. Erregulazio mekanismo hauetan hainbat proteinek hartzen dute parte, hala nola kalmodulinak, proteina kinasak eta aingura proteinak. Honez gain, erregulazio honetan kanalaren kokapena eta sintesia eta berriztapena kudeatzen duten proteinek ere hartzen dute parte. Konplexutasun hau dela eta kanala farmakologikoki oso itu ona da bere erregulazioa maila desberdinetatik hel baitaiteke. Zelulen kitzikagarritasunaren propietate fisiologikoak zehaztea eta parte hartzen duten gertakarietako bakoitza ulertzea interes handikoa da, izan ere, bere funtzioa eta erregulazioa guztiz ezagutzeak gaixotasun desberdinen kontrako farmakoak diseinatzea ahalbidetuko bailuke.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 39
• Artikuluaren izena: Kv7.2 kanala: estruktura, erregulazioa eta kitzikagarritasun neuronalean duen ekintza.
• Laburpena: Potasio-kanalak ia zelula guztien mintzean agertzen dira eta funtzio biologiko garrantzitsuak betetzen dituzte; besteak beste, korronte elektrikoak kontrolatzen dituzte zelula kitzikagarrietan. KV7 kanalen familia 5 kidez osatuta dago (KV7.1-KV7.5), eta horiek kodetzen dituzten geneak patologia esanguratsuekin erlazionatzen dira. KV7 kanalen estrukturak zelula-mintzean txertaturiko 6 segmentuz osaturiko ohiko estruktura partekatzen du; N- eta C-muturrak zelula barnekoak dira. Neuronetan, KV7.2 eta KV7.3 kanalak agertzen dira batik bat; M-korrontea sortuz, neuronen kitzikagarritasuna kontrolatzen duena. M-korrontearen erregulazioa konplexua da seinaleztapen-bidezidor desberdinen bidez erregula baitaiteke. Gq/11 proteinari akoplaturiko hartzaileen bidez erregulatzen da eta seinaleztapen-bidezidorra desberdina da aktibatutako hartzailearen arabera. Horrela, azetilkolinaren M1 hartzaile muskarinikoak KV7.2-aren korrontea inhibituko du PIP2-aren agorpenaren ondorioz. Bradikininaren hartzaileak, ordea, IP3-ak eragindako kaltzio-kontzentrazioaren igoeraren bidez inhibituko du. Mekanismo horietan, hainbat proteinak hartzen dute parte, hala nola kalmodulinak, proteina kinasek eta ainguratze-proteinek. Berrikuspen honetan, KV7.2 kanalari erreparatuko diogu, hainbat gaixotasunen partaide izateagatik eta haren erregulazio konplexuagatik, ikuspuntu farmakologiko batetik itu interesgarria izan baitaiteke.
• Egileak: Eider Nuñez, Arantza Muguruza-Montero, Ainhoa Rodriguez de Yurre, Ariane Araujo, Alvaro Villarroel, Janire Urrutia
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 37-60
• DOI: doi.org/10.1387/ekaia.21870

Egileez:

Ariane Araujo, Eider Nuñez, Arantza Muguruza-Montero eta Alvaro Villarroel Biofisika Institutuko ikertzaileak dira. Ainhoa Rodriguez de Yurre Fundació Privada per la recerca i la docencia Sant Joan de Déu zentroko ikertzailea eta Janire Urrutia EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Fisiologia saileko ikertzailea.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica vamos a hablar de un concepto sencillo, pero que da mucho juego, los números pandigitales.

Se dice que un número es pandigital si está formado por todas las cifras básicas (incluyendo o no, el número 0), de forma que cada cifra aparece una única vez, como en los números 321.576.984 (sin incluir el 0) o 9.753.102.468 (incluyendo el 0). A estos números en los que cada cifra básica aparece una única vez se les denomina números pandigitales restringidos, en contraposición con los números pandigitales redundantes en los que hay repeticiones de cifras básicas, es decir, cada dígito aparece al menos una vez, como en los números 1.223.445.667.889 o 10.203.040.506.070.809.

Existen 9! = 362.880 números pandigitales restringidos sin cero, desde el número 123.456.789, que es el más pequeño, al número 987.654.321, que es el mayor. Esto se debe a que todos los números pandigitales restringidos sin 0 se obtienen mediante todas las permutaciones de las nueve cifras básicas {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, de manera que cada permutación da lugar al número pandigital que consiste en las cifras del 1 al 9 colocadas en el orden que determina la permutación (por ejemplo, la permutación {2, 4, 6, 8, 1, 3, 5, 7, 9} tiene asociado el número 246.813.579 o la permutación {2, 1, 4, 3, 6, 5, 8, 7, 9} el número 214.365.879), luego como existen 9! permutaciones de nueve elementos (véase la entrada Buscando lagunas de números no primos), esta es la cantidad de números pandigitales restringidos sin cero que existen.

Por otra parte, cada uno de los números pandigitales restringidos de los anteriores, sin cero, como 123.456.789 da lugar a nueve números pandigitales restringidos con cero, en función de en cuál de las 9 posiciones posibles coloquemos la cifra 0. Así, el número 123.456.789 da lugar a los nueve números que van desde 1.023.456.789 hasta 1.234.567.890. Por lo tanto, en total hay 9 x 9! = 3.265.920 números pandigitales restringidos con cero. Respecto a los números pandigitales redundantes, con o sin cero, claramente existen infinitos.

Ejemplos curiosos de números pandigitales

A. El número pandigital restringuido más pequeño es 123.456.789 (sin cero) y 1.023.456.789 (con cero), mientras que el más grande es 987.654.321 (sin cero) y 9.876.543.210 (con cero).

El número pandigital 123.456.789 es un número curioso ya que si lo multiplicamos por 8 nos da otro número pandigital, que casi (con la excepción del “12” y “21”) es el recíproco del anterior, 123.456.789 x 8 = 987.654.312. Más aún, multiplicando por 2, 4, 5 y 7 seguimos teniendo números pandigitales.

123.456.789 x 2 = 246.913.578,

123.456.789 x 4 = 493.827.156,

123.456.789 x 5 = 617.283.945,

123.456.789 x 7 = 864.197.523,

123.456.789 x 8 = 987.654.312.

Si tomamos números pandigitales restringidos, que incluyan el cero, también nos encontramos ejemplos tales que algunos de sus múltiplos también son pandigitales. Por ejemplo, el número pandigital 1.098.765.432 al multiplicarlo por 2, 4, 5 y 7 da como resultados números pandigitales.

1.098.765.432 x 2 = 2.197.530.864,

1.098.765.432 x 4 = 4.395.061.728,

1.098.765.432 x 5 = 5.493.827.160,

1.098.765.432 x 7 = 7.691.358.024.

O el número pandigital (sin cero) 987.654.321 se transforma en números pandigitales (con cero) al multiplicarlo por 2, 4, 5, 7 y 8.

987.654.321 x 2 = 1.975.308.642,

987.654.321 x 4 = 3.950.617.284,

987.654.321 x 5 = 4.938.271.605,

987.654.321 x 7 = 6.913.580.247,

987.654.321 x 8 = 7.901.234.568.

Más aún, la diferencia entre este, el número pandigital restringido (sin cero) más grande, y 123.456.789, el número pandigital restringido (sin cero) más pequeño, sigue siendo un número pandigital (sin cero).

987.654.321 – 123.456.789 = 864.197.532.

B. No existen números pandigitales restringuidos primos.

Recordemos que los números primos son aquellos números que solamente se pueden dividir por 1 y por ellos mismos, como los números 2, 3, 5, 7, 11, 13 o 19, mientras que números como 6, que también se puede dividir por 2 y 3, o 25, también divisible por 5, no son primos. Sabemos que no existen números pandigitales restringidos primos por el criterio de divisibilidad del número 9, es decir, un número es divisible por 9 si, y sólo si, la suma de sus dígitos es divisible por 9 (véase la entrada Las curiosas reglas de divisibilidad), puesto que la suma de los dígitos de un número pandigital restringido, tenga o no cero, es igual a 45, que es divisible por 9.

Pero sí existen números pandigitales redundantes primos. Los primeros (con cero) son 10.123.457.689, 10.123.465.789, 10.123.465.897, 10.123.485.679, etc., que forman la sucesión denominada A050288 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros (OEIS).

Número pandigital redundante primo más pequeño

 

Si consideramos los números pandigitales redundantes sin cero, entonces el primer primo es 1.123.465.789, seguido de los siguientes 1.123.465.879, 1.123.468.597, 1.123.469.587, 1.123.478.659, etc. que forman la sucesión A050290 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros.

C. El único número pandigital restringido sin cero (respectivamente con cero) que es “polidivisible” es 381.654.729 (resp. 3.816.547.290).

Recordemos, ya que no es un concepto habitual, que un número es polidivisible, también llamado mágico, si verifica las siguientes propiedades: su primer dígito (por la izquierda) es no nulo, sus dos primeros dígitos (por la izquierda) forman un número divisible por 2, el número formado por los tres primeros dígitos es divisible por 3, el formado por los cuatro primeros dígitos es divisible por 4, y así hasta que terminemos con los dígitos del número.

Por lo tanto, el número pandigital con cero 3.816.547.290 es polidivisible ya que 38 es divisible por 2 (38 : 2 = 19), 381 es divisible por 3 (381 : 3 = 127), 3.816 es divisible por 4 (3816 : 4 = 954), 38.165 es divisible por 5 (38.165 : 5 = 7.633), 381.654 es divisible por 6 (381.654 : 6 = 63.609), 3.816.547 es divisible por 7 (3.816.547 : 7 = 545.221), 38.165472 es divisible por 8 (38.165472 : 8 = 4.770.684), 381.654.729 es divisible por 9 (381.654.729 : 9 = 42.406.081) y 3.816.547.290 es divisible por 10 (3.816.547.290 : 10 = 3.816.547.29).

3.816.547.290, único número pandigital restringido con cero polidivisible

 

Por cierto, el número polidivisible más grande que existe tiene 25 dígitos y es el número 3.608.528.850.368.400.786.036.725.

D. El número pandigital restringido sin cero (respectivamente, con cero) más pequeño que es un cuadrado es 139.854.276 = 11.8262 (resp. 1.026.753.849 = 32.0432), mientras que el mayor es 923.187.456 = 30.3842 (resp. 9.814.072.356 = 99.0662), de un total de 30 (resp. 87) números pandigitales restingidos sin cero (resp. con cero) que existen.

La sucesión de los treinta números pandigitales restringidos sin cero que son cuadrados es la sucesión A036744 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros (139.854.276, 152.843.769, 157.326.849, 215.384.976, etc.), mientras que la sucesión A036745 es la formada por los ochenta y siete números pandigitales restringidos con cero que son cuadrados (1.026.753.849, 1.042.385.796, 1.098.524.736, 1.237.069.584, etc.).

E. El número 12.345.678.987.654.321 es un número pandigital redundante sin cero bastante curioso, ya que es capicúa (véase la entrada El secreto de los números que no querían ser simétricos), de hecho, el más pequeño posible entre los pandigitales sin cero, y cuadrado. Este número es igual al cuadrado del número formado únicamente por unos 111.111.111.

F. Potencias de 2 pandigitales.

Busquemos potencias de 2 que sean pandigitales. Si vamos analizando las diferentes potencias de 2, tenemos que hasta la potencia 27 no tenemos un número con nueve cifras (227 = 134.217.728), pero no es pandigital. De hecho, no existen potencias de 2 que sean números pandigitales restringuidos. La primera potencia de 2 que nos da un número pandigital redundante sin cero es 51, ya que 251 = 2.251.799.813.685.248, que claramente es pandigital. La siguiente es 67, que da lugar al número pandigital redundante sin cero 147.573.952.589.676.412.928. Existen cuatro potencias de dos más que nos dan números pandigitales redundantes sin cero, que son 72, 76, 81 y 86. Más aún, 86 es la potencia k más alta conocida para la que 2k no contiene la cifra 0 entre los dígitos de su expresión decimal. Es un problema abierto si existe otra potencia k con esta propiedad.

Por otro lado, la primera potencia de 2 que nos da un número pandigital redundante con cero es 68. En concreto, 268 = 295.147.905.179.352.825.856. Y van apareciendo cada vez más de estas potencias, 70, 79, 82, 84, 87, 88, 89, etc. hasta llegar a 167. Entonces, tenemos 168 que es la última potencia conocida para la que 2168 no es un número pandigital redundante con cero. De hecho, existe la conjetura de que todas las potencias 2k, con k mayor que 168, son pandigitales.

El número 2 elevado a 168 no es un número pandigital, ya que no contiene la cifra 2 entre sus dígitos

 

Rompecabezas numéricos pandigitales

Los números y expresiones numéricas pandigitales han formado parte de las revistas y libros de rompecabezas matemáticos desde hace muchísimo tiempo. A continuación, vamos a mostrar algunos ejemplos clásicos.

A. El siglo digital.

Un problema clásico de este estilo es el que aparece ligado a dos de los más grandes creadores de juegos lógicos y rompecabezas matemáticos, el estadounidense Sam Loyd (1841-1911) y el inglés Henry E. Dudeney (1857-1930), quienes colaboraron por correspondencia durante un tiempo, hasta que el inglés acusó al norteamericano de robarle sus rompecabezas y publicarlos con su nombre. El pasatiempo que vamos a incluir a continuación aparece con el nombre El siglo digital en el libro de Dudeney Diversiones matemáticas (1917) y en el libro de Loyd Cyclopedia de 5000 rompecabezas, trucos y acertijos con respuestas (1914), como El problema centenario.

El siglo digital: Con todas las cifras, del 1 al 9, en orden creciente, intercalar los signos «+» y «–» de forma que el resultado de la operación sea 100. Por ejemplo,

1 + 2 + 3 – 4 + 5 + 6 + 78 + 9 = 100.

Hay diez soluciones, aparte de la mostrada. Si el problema te atrae, intenta encontrar las quince soluciones del mismo problema, pero donde las cifras se colocan en orden decreciente.

Nota: También podrían considerarse otras operaciones como la multiplicación “x” o la división “:” y cualquier orden, no solo los órdenes creciente y decreciente.

Este es un problema muy sencillo que incluimos en las tarjetas de pasatiempos matemáticos del proyecto Marzo, Mes de las Matemáticas, del año 2021. Podéis verlo, con su solución, en la página web del proyecto marzomates.

B. Sumas pandigitales.

En general, este tipo de problemas son de la forma ABC + DEF = GHI, donde las letras corresponden a las nueve cifras básicas no nulas, del 1 al 9, o incluso, a nueve de las 10 cifras básicas, incluyendo el cero. También, puede tenerse la forma ABC + DEF = GHIK, con las diez cifras básicas.

De nuevo, encontramos los primeros ejemplos en los problemas del británico Henry E. Dudeney, en su libro Diversiones matemáticas / Amusements in mathematics (1917). El problema 79 con el título El rompecabezas de las taquillas, que fue originalmente publicado en la revista británica Tits-Bits, en 1897.

El rompecabezas de los casilleros: Un hombre tenía en su oficina tres armarios, cada uno de los cuales contenía nueve casilleros, como se muestra en el diagrama. Le dijo a su empleado que colocara un número de una cifra diferente en cada taquilla del armario A, y que hiciera lo mismo en el caso de B, y de C.

Ahora bien, el empresario no dijo que los armarios debían ser numerados en ningún orden numérico, y se sorprendió al encontrar, cuando el trabajo estaba hecho, que las cifras habían sido aparentemente mezcladas indiscriminadamente. Al pedirle explicaciones a su empleado, el excéntrico muchacho le dijo que se le había ocurrido ordenar las cifras de manera que en cada caso formaran una simple suma, las dos filas superiores de cifras producían la suma de la fila inferior. Pero el punto más sorprendente era éste: que los había dispuesto de tal manera que la suma en A daba la menor suma posible, que la suma en C daba la mayor suma posible, y que los nueve dígitos de los tres resultados totales de las sumas eran diferentes. El acertijo consiste en mostrar cómo se puede hacer esto. No se admiten decimales y el cero no puede aparecer en el lugar de la centena.

Es decir, nos está pidiendo que busquemos tres sumas del tipo ABC + DEF = GHI, como comentábamos al principio. La solución a este problema, aunque os animo a que la encontréis vosotros mismos, es la siguiente. La suma más pequeña de este tipo es 107 + 249 = 356 (que iría en el primer armario), mientras que la suma más grande es 235 + 746 = 981, o también, 324 + 657 = 981 (una de ellas iría en el tercer armario). Como los resultados de esas dos sumas son 356 y 981, entonces el resultado de la suma del armario del centro debe de tener tres de las cifras restantes, es decir, 0, 2, 4, 7. Por lo tanto, las sumas posibles para el armario del centro son 134 + 586 = 720, 134 + 568 = 702 ó 138 + 269 = 407.

Una de las soluciones de El rompecabezas de los casilleros

 

En el mismo libro, Diversiones matemáticas (1917), Dudeney plantea otro interesante problema pandigital, el número 77, llamado dígitos y cuadrados.

Dígitos y cuadrados: Como se muestra en el siguiente diagrama, se han colocado las nueve cifras básicas en un cuadrado de manera que el número de la segunda fila es el doble que el de la primera fila, y el número de la fila inferior sea el triple del de la fila superior. Hay otras tres formas de ordenar los dígitos para obtener el mismo resultado. ¿Puedes encontrarlas?

Antes de comentar la solución a este rompecabezas pandigital, os animo, como siempre, a que os divirtáis buscando vosotras mismas las soluciones. En este problema nos están pidiendo que busquemos tres números, de tres dígitos, de manera que entre los tres tengan las nueve cifras básicas, del 1 al 9, que el segundo sea el doble del primero, que el tercero sea el triple del primero y que la suma de los dos primeros sea el tercero. Como puede verse en la anterior imagen, estas propiedades se cumplen para los tres números incluidos en ella, la terna (192, 384, 596): 192, 384 (= 192 x 2) y 596 (= 192 x 3), que entre los tres tienen las nueve cifras básicas y 192 + 384 = 596. Las otras tres soluciones por las que nos pregunta el rompecabezas son las ternas de números (219, 438, 657), (273, 546, 819) y (327, 654, 981). Una curiosidad más. Las cuatro ternas pueden dividirse en dos grupos de dos ternas, de manera que en cada uno de los dos grupos los tres números de una terna son anagramas (sus dígitos están escritos en otro orden) de los tres números de la otra terna: (192, 384, 596) y (219, 438, 657); (273, 546, 819) y (327, 654, 981).

Otro problema de este tipo aparece propuesto en el libro The Calculator Puzzle Book (1978), de Claude Birtwistle. Este rompecabezas, titulado Tres por tres, segunda parte, aunque con una escritura más literaria que la que proponemos aquí, nos plantea lo siguiente.

Tres por tres, segunda parte: Buscar tres números de tres dígitos ABC, DEF, GHI, que entre los tres tengan las nueve cifras básicas y tales que su suma y su producto sea la menor posible.

La solución sería la siguiente. Para empezar, pensemos en los tres números ABC, DEF y GHI que nos den la menor suma posible. Para ello, los dígitos de las centenas A, B, C deben ser lo más pequeños posibles, luego deberían ser 1, 2 y 3. Y razonando de la misma forma para decenas y unidades, tenemos que la suma más pequeña es 147 + 258 + 369 = 774. Aunque si permutamos el orden de los dígitos de cada posición (centenas, decenas, unidades) se obtiene la misma suma, por ejemplo, 347 + 158 + 269 = 774 ó 368 + 249 + 157 = 774. Como el orden de la suma y del producto no importa, podemos considerar que A = 1, B = 2 y C = 3, luego tendremos 62 = 36 grupos de tres números con tres dígitos cuya suma sea 774 para ver cuánto es su producto. De todos ellos, el menor producto corresponde precisamente a 147 x 258 x 369 = 13.994.694.

Portada del libro The Calculator Puzzle Book (1978), Claude Birtwistle

 

C. Productos pandigitales.

Si miramos la historia de los rompecabezas matemáticos relacionados con los productos pandigitales nos encontramos de nuevo a los dos grandes creadores de juegos lógicos y rompecabezas matemáticos mencionados, Sam Loyd y Henry E. Dudeney. Según el matemático estadounidense David Singmaster la primera aparición de un problema de este tipo fue en la revista Tits-Bits, en 1897. Era el problema Malabares con las cifras de Sam Loyd y se pedía encontrar un producto ABCD x E = FGHIJ, tal que esté formado por las diez cifras básicas, del 0 al 9, y el resultado del producto sea el menor posible. La solución a este problema es 3907 x 4 = 15.628. Además, si nos piden que el resultado sea el mayor posible la solución sería 9.403 x 7 = 65.821.

En el libro Los acertijos de Canterbury (1907) de Henry E. Dudeney nos encontramos también algunos rompecabezas de este tipo, como el siguiente (que había sido publicado en el London Magazine, en 1902).

El acertijo del molinero: El Molinero llevó luego a la compañía hacia un rincón y les mostró nueve sacos de harina, que estaban colocados como se ilustra en la figura.

“Ahora escuchad todos — les dijo—, pues os presentaré la adivinanza de los nueve sacos de harina. Y observad, caballeros y señores míos, que hay sólo un saco en cada extremo, cada cual seguido de un par, y tres sacos juntos en medio. Por San Benito, sucede que si multiplicamos el par 28 por su vecino, 7, el producto es 196, que ciertamente es la cifra que muestran los tres sacos del medio. Sin embargo, no es verdad que el otro par, 34, al ser multiplicado por el único saco en ese extremo, 5, resulte también 196. Por tanto, os ruego, gentiles señores, que recoloquéis los sacos con el menor trabajo posible, de tal forma que cada par, al ser multiplicado por su vecino, produzca el número del medio.” Ya que el Molinero ha estipulado, en efecto, que debe moverse la menor cantidad de bolsas posible, hay una sola respuesta a este acertijo, que todos deberían poder hallar.

El problema consiste en buscar el doble producto A x BC = DEF = GH x I formado por las nueve cifras básicas positivas, de 1 al 9, pero de forma que el número de movimientos de los sacos sea el menor posible. Si intentamos solucionar el problema aritmético A x BC = DEF = GH x I, tenemos las siguientes soluciones 2 x 78 = 156 = 39 x 4; 4 x 39 = 156 = 78 x 2; 3 x 58 = 174 = 29 x 6; 6 x 29 = 174 = 58 x 3. La que requiere menos movimientos de sacos es 2 x 78 = 156 = 39 x 4.

Otro rompecabezas en el mismo libro es Los bloques numerados, que dice así.

Los bloques numerados: Los niños de la ilustración han encontrado que se puede inventar una gran cantidad de acertijos muy interesantes e instructivos, a partir de cubos numerados; es decir, cubos que presenten los diez dígitos de las cifras arábigas —1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y 0―. El acertijo en particular con el que se han estado divirtiendo es dividir los bloques en dos grupos de cinco, y luego disponerlos en forma de dos multiplicaciones, en las que un producto sea igual al otro. El número posible de soluciones es muy considerable, pero ellos han dado con la disposición que da el menor producto posible. Así, 3.485 multiplicado por 2 es 6.970, y 6.970 multiplicado por 1 es lo mismo. Les resultará imposible conseguir un resultado menor.

Bien, mi acertijo consiste en hallar el mayor resultado posible. Dividan los cubos en dos grupos de cinco a gusto, y dispónganlos para formar dos multiplicaciones que resulten en el mismo producto y el más alto posible. Eso es todo, y sin embargo es un asunto que requiere bastante trabajo.

Por supuesto, no se permiten fracciones, ni tampoco trucos de ninguna especie. El acertijo es lo bastante interesante en la sencilla forma en que se los he dado. Quizás deba agregarse que los segundos factores pueden tener dos cifras.

En este caso, se busca solucionar el problema aritmético AB x CDE = FG x HIJ, utilizando las diez cifras básicas. La solución es 915 x 64 y 732 x 80, cuyo producto en ambos casos es 58.560

Podríamos contar mucho más sobre los rompecabezas de productos pandigitales y otros tipos de problemas de ingenio relacionados con las expresiones pandigitales, pero eso lo dejamos para otro día, que por hoy ya es suficiente.

Bibliografía:

1.- Raúl Ibáñez, La gran familia de los números, Catarata, 2021.

2.- Wolfram Mathworld: Pandigital number

3.- N. J. A. Sloane, Enciclopedia on-line de sucesiones de números enteros: oeis.org

4.- Wikipedia: Pandigital number

5.- David Wells, The Penguin Dictionary of Curious and Interesting Numbers, Penguin Books, 1986.

6.- Henry E. Dudeney, Amusements in Mathematics, Thomas Nelson and sons,1917 (el original puede verse en la librería Internet Archive).

7.- David Singmaster, Sources in recreational mathematics, an annotated bibliography

8.- Henry E. Dudeney, Los acertijos de Canterbury y otros problemas curiosos, Granica, 1988.

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

El artículo Universo pandigital se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Zetazeoen bi espezie soilik elikatzen dira beste itsas ugaztun batzuez: orka (Orcinus orca) eta orka faltsua (Pseudorca crassidens). Azken hau orkaren oso antzekoa da, baina eskeleto txikiagoa du eta gris koloreko azala, orkaren bereizgarri diren orban zuririk gabe. Bi harrapari hauek izurdeen familiako kideak dira, baina, esan bezala, elikatzeko beste itsas ugaztunak ehizatzen dituzten bakarrak dira. Izatez, orkak ezagunak dira dituzten ehiza-teknika bikainengatik. Taldeetan antolaturik, ikusi da gai direla balea urdinak ehizatzeko, inoiz Lurrean bizi izan den animalia handiena. Alabaina, zientzialariek ez zuten argi bi espezie horiek noiz garatu ote zuten harrapakaritza-jokaera hori eboluzioan zehar. Orain, ikerketa berri batek oinarrizko ebidentzia batzuk plazaratu ditu misterio honen inguruan.

Itsas ugaztunak talde oso heterogeneoa dira. Talde horretan sartzen dira zetazeoak (izurdeak, baleak eta fozenidoak), pinnipedoak (fokak, mortsak, itsas lehoiak eta itsas txakurrak), sirenioak (dugongoak eta manatiak), eta baita igarabak ere. Jada ohartuko zineten moduan, ugaztun horiek ez dute lotura filogenetiko esturik beren artean, baina ezaugarri ebolutibo zehatz bat partekatzen dute: itsasoa behar dute bizirauteko. Batzuek beren bizitzaren parte handi bat itsasoan pasatzen dute, baina ahal dira lurrazalera atera (igarabak, adibidez). Beste batzuk, berriz, ezin dira itsasotik kanpo bizi; zetazeoak, esate baterako.

Irudia: orkak ezagunak dira dituzten ehiza-teknika bikainengatik. (Argazkia: Schmid-Reportagen – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Ugaztun horien dietak askotarikoak dira oso. Gehienak arrainez, moluskuez edo krustazeoez elikatzen dira, eta badira belarjaleak direnak ere (manatiak, adibidez). Baina orka eta orka faltsua dira beren dietan itsas ugaztunak sartu dituzten bakarrak. Super-harrapariak dira orkak eta orka faltsuak, hau da, kate trofikoaren puntu gorenean daude kokatuta eta ez dute harrapari naturalik. Bi espezieak haragijale hertsiak dira, eta harrapakin ugari dituzte. Habitataren arabera, espezie batzuk edo besteak: txipiroiak, izurdeak edo/eta fokak ehizatzen dituzte elikatzeko.

Dieta-berezitasun horren jatorria hobeto ulertu dezakegu orain, martxoan Current Biology aldizkarian argitaratutako artikulu bati esker. 2020an sortu zen ikerketa hori abiatzeko aukera, Rodas izeneko Greziako irlan antzinako izurde ezezagun baten arrastoak aurkitu zituztenean. Arrasto horiek orken jatorriaren lehen fosil-ebidentzia bihurtu ziren. Rododelphis stamatiadisi izendatu zuten antzinako espezie hori, aurkitu zen irlaren omenez eta aurkitu zuen paleontologoaren omenez (Polychronis Stamatiadis). Arrastoaren gainean metatu den lur geruzan oinarriturik, ikertzaileek uste dute izurde hori duela 1,5  milioi urte bizi izan zela, Pleistozenoan zehar.

Rododelphis hobeto ulertzeko, haren anatomia gaur egungo orkaren eta orka faltsuaren anatomiarekin konparatu zen, bai eta Orcinus citoniensis espeziearekin ere, ordura arte ezagutzen zen orkaren ahaide fosil bakarra. Burezurraren zabalerak alderatuz, ondorioztatu zuten Rododelphis anatomikoki orka faltsuaren oso antzekoa zela; 4 metro luze zen eta 500 kilo baino gehiagoko pisua zuen, seguruenik. Arrasto horien ondoan, alabaina, animalia horren azken bazka izan zenaren hondarrak topatu zituzten: arrain hezurrak. Rododelphis-en hortzak aztertuz, gainera, ikusi zuten gaur egungo orkek baino hotz txikiagoak zituela, eta hortzetako urratuek ere arrainak jan izana iradokitzen zuten.

Emaitza hauek erakusten dute, beraz, antzinako izurdeak artean arrainez elikatzen zirela duela 1,5 milioi urte. Ebidentzia hau gaur egun oso hedaturik dauden teoria batzuen kontra doa. Izan ere, zientzialari batzuen ustetan, balea urdina bezalako balea handiak hain handiak izatearen arrazoia, hain zuzen ere, harrapakaritza saihestea da. Balea handiek, ordea, duela 3,6 milioi urte eboluzionatu zuten, eta ikerketa honen arabera, hori baino askoz geroago garatu zuten aintzinako izurdeek beste itsas ugaztunak ehizatzeko jokabidea. Beraz, bi teoria hauek kontraesanean daude.

Ikertzaileen esanetan, oraindik informazio asko falta da antzinako izurdeen eboluzio-historia eta dibertsifikazioa erabat ulertzeko. Rododelphis generoak eboluzioko hutsune bat bete du, eta asko estutu du elikatze-moldaera berezi hori agertu zitekeen denbora tartea (gehienez duela 1,5 milioi urte gerta zitekeen). Tamalez, garai hartako fosilak oso urriak dira. Gauzak horrela, ikerketa gehiago beharko dira orkak eta orka faltsuak duten elikatze-moldaeraren jatorria eta jatorri horren zergatia ulertu ahal izateko.

Erreferentzia bibliografikoak

Bianucci, G., Geisler, J. H., Citron, S., Collareta, A. (2022). The origins of the killer whale ecomorph. Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2022.02.041 

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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Willem de Sitter fue un respetado astrónomo y físico holandés que contribuyó al nacimiento de la cosmología moderna. Fue uno de los primeros teóricos que interpretó la teoría general de la relatividad desde el punto de vista de su aplicación al conjunto del universo, incorporando la nueva teoría de Einstein a la astronomía y la cosmología.

De izquierda a derecha, de pie, Einstein, Ehrenfest y De Sitter; sentados, Eddington y Lorentz, en la oficina de de Sitter en Leiden el 26 de septiembre de 1923. Fuente: Wikimedia Commons

De Sitter fue astrónomo en Leiden (Holanda), primero en la cátedra de astronomía de la Universidad de Leiden y después como director del Observatorio de Leiden. Estudió el Sistema Solar exhaustivamente y recalculó los movimientos de Júpiter y la Tierra. Sin embargo, se le recuerda más por su trabajo en cosmología, una ciencia que comenzó como tal gracias al trabajo de pioneros como él.

Desde el primer momento que escuchó hablar de las ideas de Einstein, de Sitter quiso aplicarlas a la astronomía. En 1911, después de estudiar la exposición de la teoría especial de la relatividad en el artículo de Einstein de 1905, de Sitter mostró que, si era cierto, el modelo de Einstein modificaría radicalmente todas las interpretaciones astronómicas basadas en el de Newton. En concreto, los movimientos de los planetas en el Sistema Solar no se ajustarían, de hecho, a las predicciones que durante mucho tiempo se consideraron ciertas. Entre 1916 y 1918, Einstein y de Sitter mantuvieron una abundante correspondencia sobre qué modelo de universo se ajusta mejor a las ecuaciones de la relatividad.

De Sitter desarrolló inicialmente un modelo esférico del universo, a diferencia del cilíndrico que Einstein había previsto. De Sitter también intentó trazar la forma de ese universo esférico en ausencia de materia. La reacción de Einstein al modelo de de Sitter fue enérgicamente negativa porque desobedecía algunas premisas importantes para Einstein. Entre ellas la esfera de de Sitter describía un universo que cambiaba de tamaño en vez de permanecer hermosamente constante.

Las objeciones de Einstein iban de lo científico a lo emocional. A nivel científico, ¿qué impedía que el universo se expandiese salvajemente? A nivel emocional, un universo en expansión significaba que yendo hacia atrás en el tiempo, el universo había sido más y más pequeño, comenzando en…nada. Esto significaba que el universo no había existido siempre. En algún punto en el tiempo, el universo había comenzado, lo que olía a superstición y religión.

La ausencia de materia en el universo de de Sitter también le tocaba las narices a Einstein. Einstein veía la materia, y su correspondiente gravitación, como lo que creaba inherentemente la forma del universo. Citó lo que llamaba el “principio de Mach”, una idea del físico austriaco Ernst Mach. El principio afirma que los movimientos de cualquier objeto en el universo están determinados por la distribución de todos los demás cuerpos en el universo. Dado que la manera en el que un cuerpo se mueve en el espacio es equivalente a la forma que tiene el espacio, el concepto de “forma” sin materia, insistía Einstein, no tiene sentido.

Einstein y de Sitter discutieron sus modelos en persona y por carta. Einstein llegó a decir inicialmente que debía haber algún tipo de defecto matemático en el modelo de de Sitter, algo que dijo de viva voz y que también llegó a publicar. Al final, sin embargo, mediante la correspondencia con de Sitter y con otros investigadores, Einstein tuvo que admitir que las matemáticas de de Sitter eran sólidas. No había pues ninguna objeción al modelo salvo que describía un universo no estático, algo metafísicamente imposible para Einstein.

– Pero, Willem, tío, ¿no te das cuenta de que no queda bonito? – Las matemáticas cuadran, ¿qué me estás contando, Albert? Fuente: Wikimedia Commons

Por supuesto, Einstein estaba equivocado, y el hecho de que el universo efectivamente se expande sería demostrado, más allá de toda duda razonable, poco después por Edwin Hubble en 1929. Pero nada de esto se sabía entonces y Einstein se aferró a su creencia de que el universo no podía cambiar de tamaño. Así, aunque Einstein admitiese que no había ningún error matemático con el modelo esférico de de Sitter, ni lo aceptó expresamente, ni publicó una retractación de sus críticas previas.

Más allá del modelo de Sitter

Ni que decir tiene que el modelo de de Sitter siempre fue una versión sobresimplificada del universo. Sabemos positivamente que el universo tiene materia, y los modelos actuales difieren bastante de él. El modelo de de Sitter sí se incorporaría, no obstante, a la teoría del estado estacionario del universo. Mientras que el universo continúa expandiéndose, según esta teoría, se crea nueva materia continuamente de tal manera que la densidad no cambia con el tiempo. El universo no tendría ni principio ni fin.

En las décadas posteriores a la publicación por parte de Einstein de su teoría general de la relatividad en 1915, el aluvión de modelos y teorías sobre los orígenes del universo era inabordable para un cosmólogo que intentase mantenerse al día. En 1931, de Sitter, viendo lo que se había publicado en los últimos veinte años, escribió: “Nunca en toda la historia de la ciencia ha habido un período en el que las nuevas teorías e hipótesis aparezcan, florezcan y se abandonen con tanta rapidez como en los últimos quince o veinte años”. Y, sin embargo, ninguna hipótesis era satisfactoria, siempre había algo que quedaba fuera. En la reunión de enero de 1930 de la Royal Astronomical Society, de Sitter dio una charla sobre precisamente como ningún modelo era capaz de representar completamente el universo.

Seguirían apareciendo modelos incluso más hipotéticos. Después de que Hubble publicase sus descubrimientos sobre la expansión del universo, Otto Heckmann demostró que si un universo se expande y tiene materia no requiere que el espacio sea curvo. Otros modelos interesantes fueron publicados por Georges Lemaître y Alexander Friedmann.

Einstein y de Sitter publicaron un artículo conjuntamente en 1932 en los Proceedings of the National Academy of Sciences, en el que describen el que se conoce como modelo de Sitter-Einstein del universo. Era una solución bastante simple de las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, pero el modelo incluía un universo en expansión, materia e, incluso, materia oscura. El modelo describe un espacio euclídeo, es decir, un espacio plano en el que la luz viaja en líneas rectas en vez de en curvas como describían los propios modelos anteriores de de Sitter y Einstein. En este nuevo modelo, el universo tiene un volumen total infinito y comienza en un big bang a partir de un minúsculo punto inicial. El universo también se expande en este modelo, aunque la velocidad de esta expansión disminuye con el tiempo y termina siendo cero.

Al mismo tiempo que se publicaba el artículo de Einstein y de Sitter, Richard Tolman escribió un comentario señalando que no había todavía suficiente información sobre la densidad, velocidad de expansión, o tipos de materia en el universo como para elegir el modelo ganador de todos los propuestos. Ahora décadas más tarde, hay muchos más datos y parece que se converge sobre una respuesta, el modelo Lambda-CDM, que es prácticamente euclídeo, como calcularon Einstein y de Sitter.

Referencia:

Einstein A, & de Sitter W (1932). On the Relation between the Expansion and the Mean Density of the Universe. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 18 (3), 213-4 doi: 10.1073/pnas.18.3.213

Para saber más:

Teoría de la invariancia (serie). Una introducción sin aparato matemático a los conceptos e ideas de la relatividad.
De la edad y tamaño del universo

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 9 de agosto de 2009.

El artículo Einstein y Willem de Sitter se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Sagittarius A* zulo beltzaren lehen irudia lortzeko zientzialariek planetaren tamainako behatoki birtual bat eraiki behar izan dute. Kasu honetan ere, erronka zientifikoari erronka teknologikoa gehitu zaio.

Zientziaren historia txikira igaroko den egun horietako bat izan zen joan den maiatzaren 12koa. Egun horretan, munduko zenbait tokitatik egindako prentsa agerraldietan aldi berean aurkeztu zen aspalditik esperotako irudi bat: gure galaxiaren erdian dagoen zulo beltzarena.

1. irudia: Sagittarius A* zulo beltz supermasiboa izanda ere, soilik Eguzkiaren masa halako lau milioi ditu, M87* baino askoz txikiagoa izanik. (Irudia: EHT / ESO)

2019ko apirilean gertatu zen iragarpen honen aurrekaria. Orduan ere, iragarpen historikoa egin zuten zientzialariek: zulo beltz baten lehen irudiaren berri eman zuten, M87 galaxiaren erdian dagoen zulo beltz supermasiboarena, hain justu. Duela hiru urte aurreratu zuten hurrengo helburua gu gizakiontzat askoz esanguratsua den bigarren helburu bat zutela buruan, eta orain iritsi da horretarako garaia.
Aspalditik ari ziren gure galaxiaren erdiguneko zulo beltzaren atzetik. Aurreko ikerketek erakutsi zuten Esne Bidearen erdian zegoen objektu ikusezin baten inguruan izarrak biraka ari zirela. Hain konpaktua eta masiboa izateagatik, ikertzaileak sinetsita zeuden zulo beltz supermasibo bat egon behar zela hor. Hori ondorioztatzeagatik jaso zuten, hain justu, 2020ko Fisikako Nobel Saria Reinhard Genzel eta Andrea Ghez zientzialariek. Gainera, zientzialariek uste dute galaxia gehienek —batez ere espiral edo eliptiko direnek— halako objektu bat dutela erdigunean.

Ohi bezala, zientzian ez dira nahikoak froga ez zuzenak edo zantzu soilak, eta, horregatik, objektu horren ebidentziak behar zituzten. Hortik aurtengo irudiaren garrantzia. Alabaina, irudia baino, irudi multzoa aipatu beharko genuke. Izan ere, milioika irudi desberdinen ondorioz osatutakoa da The Astrophysical Journal Letters aldizkariaren zenbaki berezi batean aurkeztu dutena.

Teknikoki, argazkia ere ez da, astronomian askotan gertatzen den moduan. Zulo beltzaren inguruan dagoen erradiazioan oinarrituta osatutako irudi bat da, irrati uhinen bidez eskuratutako informazioa arlo bisualera eramanda. Gizakiok batez ere izaki bisualak garenez gero, zulo beltzaren irudian jarri da interes puntu nagusiena, baina lortutako datuekin ere objektuaren inguruko materiala soinutara eramateko ariketa egin dute.

Bestetik, oinarrizko informazioa zuri-beltzezkoa da, baina kolorea gehitu diote ikusgarriagoa egiteko. Aintzat hartu behar da berez oso zaila litzatekeela hain distantzia handira dagoen objektu bati argazki bat ateratzea. Erdian dagoen material guztia zeharkatzea ia ezinezkoa izango litzateke. Zulo beltzaren kokapena irudikatzeko sortu duten bideo batean erraz ulertu daiteke hori, zoom motako bidaia ikusgarri horietako bat osatu baitute. Baina 26.000 argi urte ingurura dagoen informazio hori irrati uhinen bitartez iristen da, zarataz beteta bada ere, eta horri atera diote etekina.

2. irudia: irrati-uhinen bitartez lortutako irudia osatu dute, baina funtsean behaketa desberdinetan hartutako batez bestekoaren emaitza da irudia. Behean agertzen diren lau irudiak ere Sagittarius A* zulo beltzarenak dira. (Irudia: EHT / ESO)

Are gehiago, behaketa desberdinen batez besteko ondorioa dela aintzat izanda, irudi bat baino gehiago aurkeztu dute. Irudi nagusiarekin batera, beste lau aurkeztu dituzte. Horietatik hiru gehien errepikatu diren egoerei dagokie —irudiarekin batera agertzen diren beheko barrek erakusten dute multzo bakoitzari dagokion irudi kopurua—, eta laugarrenak, berriz, behaketetan hain ohikoa izan ez den egoera erakusten du.
Irudia eskuratzeko, Lurraren tamainaren pareko behatoki birtual bat osatu duten zortzi irrati-teleskopio erabili dituzte —2022an, 11 behatoki dira dagoeneko—. Teleskopio horiek EHT sarea osatzen dute: Event Horizon Telescope izeneko kolaborazioa da, hots, Gertaeren Muga Teleskopioa. Elkarlan horren izenak berak erreferentzia nagusia egiten dio zulo beltzen berezko ezaugarriari: grabitate itzelaren ondorioz zulo beltz baten inguruan sortzen den mugari, non fotoiak ere bertatik ateratzeko gai ez diren, horretarako argiaren abiadura gaindituko beharko luketelako.

Mundu osoan barreiatutako irrati-teleskopioen sarea izanik, behaketaren bereizmena asko handitzeko moduan egon dira. Hala, teleskopio bakoitzak galaxiaren erdigunea behatu du —2017an egin ziren behaketa horiek―, eta seinale horiek guztiak bateratu dituzte gero, interferometria teknikaren bitartez. Teleskopio hauek Antartidan, Txilen, Mexikon, AEBn eta Espainian kokatuta daude.

Batera lan egin ahal izateko, erloju atomikoekin koordinatu dituzte behaketak. Halere, zientzialariek prentsa ohar batean zein hedabide askotan azaldu dutenez, teknikoki erronka oso handia izan da, eta arazo askori aurre egin behar izan diete. Adibidez, Txileko ALMA da munduko astronomia behatokirik handiena —66 antena ditu—. Bada, bertan argiaren polarizazioa modu desberdinean egiten dute beste behatokiekin alderatuta. Errezeptoreak aldatu beharrean —horrek ekarriko lukeen kostuarekin, bai dirutan zein denboran— softwarean egindako aldaketen bitartez moldatu dira beharrezko egokitzapenak egiteko. Horrez gain, irudiak prozesatzeko algoritmoak hobetu eta garatu behar izan dituzte. Premiazkoa izan zaie hori. Izan ere, eskuratzen duten irudia ez denez batere perfektua, algoritmoen bitartez bete dituzte irudian geratu diren hutsuneak.

Eskuratutako zientziari berari dagokionez, esan daiteke une honetan zientzialariek tamainan oso desberdinak diren zulo beltz supermasiboen inguruko informazioa dutela eskura, eta hori oso komenigarria izan zaiela halako objektuak alderatzeko. Ondorio nagusia izan da funtsean haien arteko alde nabarmen bakarra tamainarena dela, hain zuzen. M87 galaxiaren erdian dagoena —M87— Eguzkia baino 6.000 milioi aldiz handiagoa da, Sagittarius A* soilik Eguzkiaren masa halako lau milioi izanik. Hain handia izanda, M87-n gasak asteak behar ditu zulo beltza inguratzeko. Sgr A-n, berriz, minututan egiten du bira, eta horrek behaketak zaildu egiten ditu.

3. irudia: zortzi irrati-teleskopiok parte hartu dute behaketa kanpainan: horien artean, Txilen kokatutako ALMA behatokia da handiena. (Argazkia: ESO / C. Malin)

Ezusteko batzuk izan dituzte gure galaxiako zuloari dagokionez. Batetik, konturatu dira nahiko lasaia dela, eta denbora gehienean inaktibo dagoela, noizean behin baino ez duelarik gasa edo hautsik xurgatzen. Bestetik, jabetu dira ere haren mugimendua ez dagoela lerrokatuta galaxiaren mugimenduarekin, eta, hortaz, argitzeko dago horren atzean egon daitekeen zioa. Baina, oro har, egin dituzten neurketek berriro berretsi dute orain arte beste hainbatetan ikusi izan dena: 1915ean Albert Einsteinek ondutako erlatibitate orokorraren teoria bat datorrela behaketa hauekin ere.

Hurrengo helburua izango da EHTren diametroa handitzea, bereizmen hobea eskuratu aldera. Hobekuntza teknikoez gain, hori lortzeko modu bakarra Lurraren tamaina bera gainditzea izango da, eta, horretarako, noski, satelite artifizialetan jarrita dute esperantza.

Erreferentzia bibliografikoa:

The EHT Collaboration et al. (2022). First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. The Astrophysical Journal Letter, 930 (2), L12. DOI: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac6674

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Uno de los grandes retos de la astrobiología contemporánea es encontrar, entre otras cosas, aquellas causas o “filtros” que impidan el desarrollo o el mantenimiento de la vida en planetas que a priori podrían haber tenido las condiciones adecuadas o haber sido habitables en el sentido amplio de la palabra. Y es que la dinámica de los sistemas planetarios puede ser mucho más diversa y compleja de lo que nos pensamos y que haya numerosos factores intrínsecos, pero también externos, a los planetas capaces de alterar las condiciones ambientales no solo a corto plazo sino a lo largo del tiempo geológico.

Algunos de los factores internos probablemente podamos estudiarlos en el Sistema Solar, ya que en los planetas terrestres como Venus o Marte encontramos situaciones muy diferentes: Venus, un planeta del tamaño de la Tierra y que hoy tiene un efecto invernadero suficiente como para que la temperatura en su superficie llegue a los 480 °C, y Marte, un planeta que sabemos que en los primeros quizás mil o mil quinientos millones de años tuvo una atmósfera sustancial que permitía la existencia de agua líquida en su superficie y, por lo tanto, unas temperaturas templadas.

Venus a los ojos de la misión Mariner 10. No hay atisbo de su superficie debido a las nubes que la cubren perpetuamente. Fuente: NASA/JPL-Caltech.

Estos cambios nos parecen realmente bruscos si suponemos que nuestro planeta, aunque sus condiciones hayan oscilado entre «bola de nieve» e «invernadero», ha mantenido cierta estabilidad puntuada por algunos momentos ambientales complicados, pero ningún extremo parecido a lo que vemos en nuestro entorno.

Cuando estudiamos fenómenos de extinción en masa en nuestro planeta encontramos que en la mayor parte de los casos estos eventos vienen relacionados en el tiempo con de erupciones volcánicas que forman las denominadas Grandes Provincias Ígneas (LIPs, por sus siglas en inglés), y cuyas dimensiones en cuanto al volumen de lava emitido es realmente grande, del orden de varios cientos de miles a millones de metros cúbicos.

La lava, como es obvio, no viaja en solitario, sino que lo hace acompañada de numerosos gases como el vapor de agua, el dióxido de carbono o el azufre, inyectando a la atmósfera cantidades de gases que antes estaban almacenadas en el interior del planeta y que pueden provocar un cambio climático extremo, especialmente si ocurren varias erupciones de tipo LIPs en periodos cortos de tiempo.

Como decíamos antes, en nuestro planeta tenemos un importante registro de este tipo de erupciones, pero la alteración climática provocada nunca fue permanente, incluso aunque hayan ocurrido algunos eventos en un espacio temporal relativamente corto.

Mismo tipo de eventos, ¿mismos efectos en la habitabilidad?

Un equipo de científicos de la NASA, la Universidad de Princeton y el Massachussets Institute of Technology ha estudiado la posibilidad de que este tipo de eventos fuese el responsable de que Venus tenga estas condiciones hoy día, mediante el análisis de los datos de estas grandes erupciones en la Tierra.

Múltiples coladas de lava cubren la región de Lakshimi, en Venus, señal inequívoca de que Venus ha sido (o es) un planeta muy activo. Fuente: NASA/JPL.

Obviamente en el caso de que ocurriesen dos (o más) eventos de gran tamaño de una manera simultánea o casi simultánea el clima podría haber sufrido un importante cambio, quizás permanente, transformando nuestro planeta en un lugar inhabitable de manera permanente.

Han llegado a la conclusión de que en nuestro planeta las LIPs ocurren de manera aleatoria, sin una relación -al menos clara- entre este tipo de eventos, calculando que en los últimos 2800 millones de años, de los que tenemos datos de estas erupciones, podríamos esperar al menos 100 pares de erupciones de tipo LIPs y 10 tripletes con una separación de tan solo un millón de años entre una y otra.

¿Cómo podría haber afectado a Venus? Imaginamos que Venus fue un planeta muy similar a la Tierra al principio, con una atmósfera mucho menos densa, una temperatura mucho menor y una superficie cubierta por océanos, como lo estaría nuestro planeta.

La ocurrencia de varias LIPs aumentaría la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, provocando un aumento de las temperaturas que, a su vez, llevaría a una mayor evaporación de agua de los océanos. El vapor de agua liberado del océano también puede atrapar el calor de una manera muy efectiva, haciendo que este ciclo entre en una espiral de calentamiento, finalmente transformando a Venus en el planeta que vemos hoy.

¿Es una explicación plausible con el conocimiento que tenemos hoy de Venus? Lo cierto es que a nivel geológico sería una explicación bastante sencilla: sabemos que Venus ha tenido (y probablemente tenga) vulcanismo activo, y la existencia de LIPs en un planeta de tipo terrestre no es una teoría descabellada, aunque también nos queda por conocer el papel de la radiación solar en los últimos millones de años y como su variación puede también haber contribuido al calentamiento de Venus.

Aun así, todavía nos queda muchísimo por saber sobre Venus. Esperamos que en la próxima década las misiones espaciales planificadas (VERITAS, DAVINCI+ y EnVision) puedan aportarnos una gran cantidad de información que nos permita resolver algunas de las dudas sobre nuestro gemelo planetario.

Referencias:

Way, M., Ernst, R. and Scargle, J. (2022) Large-scale Volcanism and the Heat Death of Terrestrial Worlds The Planetary Science Journal doi: 10.3847/PSJ/ac6033

Para saber más:

Los volcanes de Venus
Lo que Venus, el gemelo infernal de la Tierra, podría enseñarnos sobre lo que hace a un planeta habitable
¿Qué hacemos ahora con Venus?

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Vulcanismo y habitabilidad planetaria se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Beth Shapirok bere azken liburuan azaltzen duenez, Holozenoaren hasieran, Beringian, Amerikako ipar-mendebaldeko eta Asiako ipar-ekialdeko muturrak hartzen dituen lurraldean, gaur egungo tundra ekosistemak aurreko estepa-tundra ordezkatu zuen, eta lehengoa emankorragoa zen. Hain zuzen ere, lehen zeuden belarjale handiek tokiko mantenugaiak birziklatu eta haziak barreiatu zituzten, eta lurra irauli zuten, baina desagertu egin ziren, nagusiki, gizakiek ehizatu zituztelako.

Gizakien esku hartzeak, ugaztun handien populazioak ehizaren ondorioz zuzenean murrizteaz gain, zeharka ere txikiagotu zituen, tundrako emankortasunean zuten eragin mesedegarria gutxitu zutelako eta, hala, elikatzeko behar zituzten landareak murriztu zirelako.

Ideia hori apur bat paradoxikoa da. Izan ere, animalia gutxiago daudenean animaliok janari gutxiago dutela esan dut eta, begiratu soil batean, kontraesankorra iruditu daiteke. Baina ez da hala. Ekosistema oso emankorretan, landare biomasa asko sortzen da, baina, tokiko landarejaleek biomasa hori oso azkar jaten badute, normalena asko ez egotea da. Hala, gehiago lortzen da (emankortasuna), (biomasa) gutxiagorekin.

Irudia: Scarabaeus sacer (kakalardo pilotagile sakratua) espezieak jainko estatusa zuen antzinako Egipton. (Iturria: Wikimedia Commons – CC BY SA 3.0 lizentziapean)

Belarjaleek, materia hila deskonposatzen duten organismoek eta aurreko horiek jaten dituztenek betetzen duten funtzioa da gakoa. Horiek, elikagaia asimilatu ondoren, hondakinak kanporatzen dituzte, eta horietan daude landareen hazkuntzaren oinarri diren substantzia mineralak. Zenbat eta mantenugai mineral gehiago birziklatu denbora unitate bakoitzeko, orduan eta gehiago egongo dira landareek berrerabiltzeko, denbora unitate bakoitzean. Nitrogenoz eta fosforoz osatutako substantziez ari naiz, besteak beste, bai eta burdinaz eta antzeko mineralez ere; hain zuzen, halako mineralak erabiltzen dituzte landareek ehun berriak egiteko.

Molusku bibalbioez ari bagara, Arousako itsasadarra da ezagutzen dudan tokirik emankorrena. Beste itsasadar batzuetan bezalaxe, han hazten direnak eta mareen arteko eremuko sedimentuzko eta hareazko zabaldegietan bizi direnak oso azkar hazten dira. Horiek horrela, Arousako itsasadarreko uretan, mikroalgen kontzentrazio txikiagoa egoten da molusku horiek hazten dituzten beste estuario batzuen aldean.

Antzeko zerbait gertatzen da baleekin (zetazeo mistizetoak). Animalion elikagairik garrantzitsuena krilla da, oskoldun txiki bat. Zetazeoen populazioak sarraskitu eta ia desagerrarazi aurretik, Antartikoko urak orain baino askoz ere emankorragoak ziren. Balea bizardunek sekulako krill kantitateak jaten zituzten. Horrek, mantenugaien zikloa bizkortzen zuen –burdinarena, bereziki– eta aukera ematen zuen fitoplankton mikroalgak oso emankorrak izateko, baita krilla ere, ondorioz. Orain, itsaso horiek ez dira hain emankorrak, geratzen diren balea urriek ezin baitute hainbeste burdin birziklatu.

Australian, Afrikako kakalardo pilotagileak inportatu behar izan zituzten, abereen gorotzak jan eta horietan zeuden mantenugaiak askatzen lagun zezaten, larreen emankortasuna berrezartze aldera. Dirudienez, Australiako kakalardoei ez zitzaizkien kanpoko landarejaleen gorotzak gustatzen, kanguruenak soilik nahi zituzten; hori dela eta, larreetako emankortasuna nabarmen gutxitu zen.

Naturak bere arauak ditu eta gizakiok, naturaren parte izan arren, sarritan esku hartzen dugu haren kontuetan, gure esku hartzeak izan ditzakeen azken ondorioak kalkulatu gabe. Batzuetan, garaiz gabiltza egindako gehiegikeriak konpontzeko. Batzuetan bakarrik.

Egileaz:

Juan Ignacio Pérez Iglesias (@JIPerezIglesias) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Photo: Harli Marten / Unsplash

Las conversaciones rara vez terminan cuando lo desean las dos personas que están hablando; ni siquiera suelen acabar cuando una de ellas lo quiere. Y la diferencia entre el tiempo durante el que hablamos y el que deseamos hacerlo, por exceso o por defecto, representa, aproximadamente, la mitad de la duración de la conversación.

Esa es la conclusión principal que se extrae de dos estudios en los que trataron de indagar acerca de la capacidad para hacer que una conversación concluya cuando lo desean las dos personas que charlan. En uno entrevistaron a personas acerca de alguna conversación que hubiesen mantenido con otra muy próxima a ellas en las horas anteriores. En el otro, que hicieron a continuación, pidieron a otras personas que charlaran por parejas; al acabar, les hicieron las mismas preguntas que a las del primer estudio. En total monitorizaron cerca de mil conversaciones.

A partir de las respuestas, el equipo investigador determinó si las dos personas que conversaban habían querido acabar más o menos al mismo tiempo, si fueron capaces de estimar cuándo querían que acabasen sus contertulios respectivos, y hasta qué punto fueron capaces de utilizar esa estimación para finalizar su conversación cuando ambas -o, al menos, una de ellas- así lo querían.

La mitad de los participantes habrían preferido que la conversación hubiese tenido una duración que difiriese -por más extensa o por más breve- en un tercio o más del tiempo que realmente duró. La otra mitad, lógicamente, habría preferido una desviación inferior a una tercera parte del tiempo durante el que se prolongó. Quienes participaron en el estudio creían que sus contertulios preferían que la conversación hubiese sido, en promedio, algo más larga de lo que fue y, sobre todo, que su duración hubiese diferido sensiblemente. Y aunque sospechaban que sus contertulios preferían que la conversación hubiese sido de duración diferente a la deseada por ellos, minusvaloraron la magnitud de esa diferencia; no fueron capaces de percibir con un mínimo de precisión cuál era la duración deseada por la otra persona ni, por tanto, la desviación o diferencia con respecto a su preferencia.

Como consecuencia de esos desajustes, solo un 1,6% de quienes participaron terminaron su conservación cuando las dos personas lo deseaban. Pero tampoco tuvieron mucho éxito para terminarla cuando, al menos, una de ellas quería: solo un 29% de las conversaciones acabaron así. También fueron pocas las que acabaron en un tiempo intermedio a los deseos de ambos participantes. Y lo más llamativo es que casi la mitad terminaron antes de cuando los dos querían y una décima parte, acabaron después.

Estos desajustes obedecen a dos causas. Por un lado, cuando hablan dos personas, lo más normal es que no quieran prolongar la conversación en la misma medida. Por otro lado, tampoco son capaces de saber, con una mínima precisión, qué desea la otra persona.

Una conversación no es una negociación entre dos personas con diferentes deseos o intereses, sino un problema de coordinación en el que el deseo de cada una por continuar depende en parte de lo que piensa acerca de lo que la otra quiere. El problema es que, cuando de lo que se trata es de terminar conversaciones normales, si una persona manifiesta con claridad que quiere acabar antes que la otra, corre el riesgo de molestarla, de manera que lo normal, sobre todo si se trata de alguien amable, es que enmascare las ganas de acabar la conversación aunque de esa forma se prive al contertulio de la información necesaria para resolver el problema. La amabilidad no siempre resulta beneficiosa.

Fuente: Mastroianni, A. et al. (2021):  Do conversations end when people want them to? PNAS 18 (10)

Para saber más:

Hablando se interrumpe la gente

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 No sabemos cómo acabar una conversación se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.