Zientzia

Irati Diez Virto

Egun guztia jolasean, alde batetik bestera gelditu gabe korrikan; eskolatik parkera, parketik plazara, plazatik etxera… gaua iristen den arte. Halako batean, ohera joateko ordua iritsi eta: “Ama, ez naiz logura”. Inbidiagarria da umeek daukaten eta gutako askok noizbait izan genuen energia agorrezin hura, nekaezina izatea haur izatearen ezaugarri intrintsekoa balitz bezala. Hain da hori egia, ezen abestiak sortu baitira espresuki haurrak lokartzeko: sehaska-kanta deritzogun horiek.

Beste izen batzuk jaso badituzte ere, lotarako abesti horiek munduan zeharreko kultura oso ezberdin eta urrunekoetan aurki ditzakegu. Honakoa galdetzera garamatza horrek: benetan eraginkorra al da haurrei sehaska-kantak abestea lokartu daitezen? Eta hori egia balitz, pertsona maite baten ahotsa al da haurra lasaitzen duena ala sehaska-kantaren doinua da efektu honen eragilea? Harvardeko Unibertsitateko ikertzaile talde batek eman die erantzuna galdera bitxi bezain interesgarri horiei.

Irudia: Ikerketa baten emaitzek erakutsi dute haurtxoak erlaxatu egiten direla atzerriko sehaska-kanta ezezagunak entzunez. Aldiz, ez da berdin gertatzen sehaska-kantak ez diren atzerriko bestelako doinuak entzuterakoan. Ikertzaileen ustez erantzun desberdin hau ematen da haurtxoak prest egon daitezkeelako bestelako kulturetako lo-kanten ezaugarri komunei erantzuteko. (Argazkia: Emily Banda – erabilera publikoko irudia. Iturria: unsplash.com)

Sehaska-kanten eraginkortasunari buruz, edozeinek esango luke mundu osoan zehar duten aniztasuna kontuan izanda, lokartzeko funtzioa hobeto edo okerrago beteko dutela. Eta, izatez, badute beren funtzioa. Beste animaliekin konparatuz, gizaki kumeak babesgabe eta ezgaiak dira lehen urteetan, eta beren guraso edo zaintzaileen baitan dago haien biziraupena. Honela, haur horiei zuzenduriko abestiak guraso-arretaren seinale modura uler daitezke, aditzera ematen dutelako heldu bat beraiek zaindu eta babesteaz arduratzen dela. Orain arte eginiko zenbait ikerketatan ondorioztatu ahal izan da sehaska-kantek badutela haurrak erlaxatzeko nolabaiteko gaitasuna, baina gaitasun hori umeek abestia aurretik ezagutzeari egotzi lekioke abestiaren beraren propietate akustikoei beharrean.

Hasieran aipaturiko galdera horiei erantzuna emateko intentzioarekin, beraz, Boston, Massachusetts eremuko 144 haurrekin egin zen ikerketa hau. Haurrentzako estimulua Abestien Historia Naturalaren Diskografiatik lortu zen. Diskografia hori sehaska-kanta, dantza-kanta, maitasun-kanta eta kanta sendagarriez osaturiko bilduma bat da, munduan zeharreko 86 kulturatako abestiak erabiliz sortua. Hortik, 16 abesti aukeratu zituzten, 15 gizarte eta hizkuntza ezberdinetakoak. Abesti horietatik 8 sehaska-kanta modura erabiltzen zituzten jatorrizko gizarteek, bildu zituen antropologoaren arabera. Beste 8 abestietatik, 5 maitasun abestiak ziren, 2 gaixotasunak sendatzeko intentzioarekin idatziak eta bat dantzarako abestia. (Ikerketan erabili zituzten abestiak entzun nahi izanez gero, jo Infants relax in response to unfamiliar foreign lullabies gunera.) Estimuluan zehar, haur bakoitzari hainbat neurketa egin zitzaion asaldura maila neurtzeko, hala nola, bihotz-maiztasuna, aktibitate elektrodermala (larruazalaren konduktibitatea neurtzean datza, asaldura fisiologiko eta psikologikoa detektatzeko), begi-niniaren dilatazio maila, kliskatze-maiztasuna eta begiradaren norabidea.

Erantzunak bildu eta gero, patroi interesgarri bat antzeman zuten ikertzaileek: sehaska-kantak ez ziren abestiekin konparatuz, haurren bihotz-maiztasunak behera egiten zuen sehaska-kantak entzuten zituzten bitartean. Honela, atzerriko sehaska-kanta ezezagunekin haurrak erlaxatzen zirela ondorioztatu zuten. Efektu hori, gainera, begi-niniaren dilatazioaren murrizpenarekin eta aktibitate elektrodermalaren ahultzearekin batera gertatzen zela ohartu ziren; izan ere, hipotesia indartzen lagundu zuten seinaleak dira horiek. Eragin horiek, bestalde, ez ziren haurretara bakarrik mugatzen; biek, bai haurrek bai gurasoek, erakutsi zituzten aipaturiko jokabide horiek guztiak, delako abestiari buruz aurretiko inolako ezagutzarik izan gabe. Ez zuten informaziorik abestiaren jatorriaz ez funtzioaz, kanta guztiak ahots hutsez grabatu baitziren, inongo instrumenturen akonpainamendurik gabe; eta abesti ezezagunak ziren, jatorriz musika-estilo arrotzei erantzuten zietenak eta ulertzen ez zituzten hizkuntzetan abestuak. Haur (nahiz gurasoen) abestien gaineko ezagutza falta hori izan zen, egiaz, sehaska-kanten doinuaren lasaitze-efektua behin betiko egiaztatzen lagundu zuena abeslariaren edo beste edozein eragileren gainetik.

Beraz, ikusi ahal izan den moduan, haurrak lokartzeko unean abesteak duen eraginkortasunari buruzko zalantzak argitu ditu Harvardeko ikertzaile talde honek, eta agerian utzi du musikak gizakian eta giza-ongizatean duen eragin positiboa, bai haurrengan bai guraso edo zaintzaileengan. Aipatu behar da, alabaina, ikerketa honetan parte hartu zuten haur eta gurasoak Mendebaldeko gizarte ongi hezi, industrializatu, aberats eta demokratiko batekoak zirela denak, eta beraz, erantzun fidagarriago eta errealistagoak lortzeko, subjektu-aniztasuna handitzeko beharra utzi zuten agerian. Edonola ere, argi geratu da musikak gure bizitzetan duen eragina sekulakoa dela eta zeregin oso garrantzitsua betetzen duela bai hemen bai mundu osoko  kultura gehienetan, eta hala izan dela giza historian zehar.

Erreferentzia bibliografikoa:

Bainbridge, C. M., Bertolo, M., Youngers, J., Atwood, S., Yurdum, L., Simson, J., Lopez, K., Xing, F., Martin, A., & Mehr, S. A. (2020). Infants relax in response to unfamiliar foreign lullabies. Nature Human Behaviour. DOI: https://doi.org/10.1038/s41562-020-00963-z

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate bereko Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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Reactor nuclear Breazeale de la Universidad Estatal de Pennsylvania, en funcionamiento desde 1955. Foto: Patrick Mansell. Fuente: PennState News

Hemos visto que los neutrones liberados en la fisión nuclear del uranio pueden, a su vez, causar la fisión en átomos de uranio vecinos y que, por lo tanto, en una muestra de uranio puede desarrollarse un proceso conocido como reacción en cadena, con una liberación de energía enorme. ¿Cómo puede controlarse algo así para convertirlo en algo útil?

Si se escapan demasiados neutrones o se absorben por la estructura que contiene a la muestra o el conjunto del equipo (a lo que llamaremos reactor), no habrá suficientes para mantener la reacción en cadena. Si se escapan o se absorben muy pocos neutrones, la reacción continuará creciendo exponencialmente hasta hacerse portencialmente explosiva. El diseño de reactores nucleares como fuentes de energía implica encontrar tamaños, formas y materiales adecuados para mantener y controlar el equilibrio entre la producción de neutrones y la pérdida de neutrones.

Lo primero que se ha de conseguir es que la reacción en cadena no se detenga. Para que una reacción en cadena en una muestra de uranio continúe a un ritmo uniforme, debe alcanzarse un equilibrio entre la producción neta de neutrones resultantes de fisiones y la pérdida de neutrones debido a tres procesos:

· captura de neutrones por átomos de uranio sin que se produzca fisión;
· captura de neutrones por otros materiales (impurezas) en la propia muestra (boro o cadmio, por ejemplo) o en la estructura que contiene a la muestra;
· neutrones que escapan sin interactuar.

Dado que el núcleo ocupa solo una pequeña fracción del volumen de un átomo, la posibilidad de que un neutrón choque con un núcleo de uranio es pequeña y un neutrón puede pasar de largo miles de millones de núcleos de átomos de uranio (o de otros elementos presentes) mientras se mueve unos centímetros [1]. Si el reactor es pequeño, un porcentaje significativo de los neutrones resultantes de una fisión pueden escapar del reactor sin causar más fisiones. La «fuga» de neutrones puede ser tan grande que no se pueda sostener una reacción en cadena.

Ahora bien, el número de neutrones producidos es proporcional al volumen de la muestra, pero el número de neutrones que escapan es proporcional a la superficie. A medida que aumenta el tamaño lineal L de la muestra [2], el volumen y el área aumentan en proporción a L3 y L2, respectivamente, de modo que la producción de neutrones aumenta con el tamaño más rápidamente que la fuga de neutrones.

Por tanto, para una determinada combinación de materiales (uranio y otros materiales estructurales que puedan ser necesarios), existe un tamaño del reactor, llamado tamaño crítico, para el cual la producción neta de neutrones por fisión es igual a la pérdida de neutrones por captura sin fisión y por fuga. Si el tamaño del conjunto del reactor es menor que este tamaño crítico, no se puede sostener una reacción en cadena. El diseño de reactores de dimensiones razonables, con unos materiales dados, que corresponderán al tamaño crítico, es una parte importante de la investigación en el campo de la ingeniería nuclear.

Otra consideración importante en el diseño de reactores nucleares es el hecho de que la fisión es mucho más probable cuando se bombardea uranio-235 con neutrones lentos que cuando se bombardea con neutrones rápidos. Los neutrones liberados en la fisión generalmente tienen velocidades muy altas, con energías cinéticas en el rango de 0,01 MeV a casi 20 MeV, con una energía cinética promedio de aproximadamente 2 MeV.

Los neutrones rápidos pueden ralentizarse en el reactor mediante la adición de un material (llamado moderador) en el que los neutrones pueden perder energía por colisiones. El material del moderador debe tener una masa atómica relativamente baja, de forma que los neutrones transfieran una fracción significativa de su energía en las colisiones, pero que no corran el riesgo de ser capturados y absorbidos en un porcentaje significativo, sacándolos así de la reacción.

El carbono puro en forma de grafito y también el agua y el berilio cumplen estos requisitos. Como moderadores, ralentizan los neutrones recién producidos hasta llevarlos a velocidades más bajas a las que la probabilidad de causar fisiones adicionales es alta. Aunque se pueden construir reactores nucleares en los que las fisiones son inducidas por neutrones rápidos, ha sido más fácil hasta ahora construir reactores con materiales en los que las fisiones son inducidas por neutrones lentos.

Notas:

[1] Unos centímetros en términos nucleares es una distancia enormemente grande.

[2] Si la muestra es esférica el parámetro L es el radio.

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

El artículo Control de la reacción nuclear en cadena (1): tamaño crítico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Fisión nuclear (3): más neutrones
2. Fisión nuclear (2): el núcleo se parte en dos
3. Fisión nuclear (1): los elementos transuránidos

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Lerro hauei izenburua eman dien esaera XIX. mendearen bukaerako langileen aldarrikapen baten ingelesetiko itzulpen oso libre bat da. Zortzi ordu egunean, horixe da lotan eman behar dugun denbora, preskripzio zabalduaren arabera. Baina Mendebaldeko gizarteetan gehienek diote lo gutxiago egiten dutela, gauero 7 eta 7,5 ordu (aurrerantzean h) bitartean, eta heren batek dio oraindik gutxiago egiten duela.

Egia esan, jendea gailu elektronikoekin monitorizatzen denean, Mendebaldeko helduen eguneroko lo-denbora 6,5 h ingurukoa da hilabete epeletan, eta 7,5 h, berriz, hilabete hotz eta ilunagoetan. Beraz, europarrek eta iparramerikarrek gaueko 7 h ematen ditugu lo. Batzuen ustez, denbora errealaren eta langileen esloganak aldarrikatzen duenaren arteko aldearen eragilea da argiaren eta soinuaren estimuluekiko gehiegizko esposizioagatik lo-ordu bat galtzen dugula. Errua argi artifizialaren, pantailen eta gainerako gailu elektronikoen erabilera masiboak izango luke. Kaleko estimuluak ez aipatzearren.

Irudia: Loaren patroiei dagokionez badirudi ez dagoela arau unibertsalik. Ez dirudi nahitaez bete beharreko denbora eta lo portaerarik dagoenik. (Argazkia: David Castillo – erabilera libreko irudia. Iturria: Pixabay.com)

Baina ehizatik eta bilketatik bizi diren gizataldeek, gailu horiek erabiltzen ez dituztenek, guk baino ordu gutxiago ematen dituzte lo: egunean 5,7 eta 6,5 h bitartean ematen dituzte lo hilabete epeletan, freskoenetan, berriz, 6,6 eta 7,1 h artean; gutxitan egiten dute siesta. Amishek ez dute inolako tresna elektrikorik eta 6,5 eta 7 h ordu bitartean egiten dute lo, munduko hainbat herritako nekazariek bezala. Era berean, ez dago ebidentziarik azken hamarkadetan Mendebaldeko gizarteetan lo-denbora murriztu denik, nahiz eta espero izatekoa litzatekeen, baldin eta inguruan dauzkagun gailu elektronikoen eraginez ordu gutxiago ematen baditugu lotan.

Gainera, ez dirudi ordu horiek guztiak lotan ematea beharrezkoa denik osasuntsu egoteko. Milioi bat iparramerikarrekin egindako azterketa baten arabera (2002an argitaratua), egunean 8 h lotan ematen zituztenen hilkortasun tasa 6,5 eta 7 h artean ematen zituztenena baino % 12 handiagoa zen. Halaber, 8,5 h baino gehiago edo 4 h baino gutxiago ematen zituztenen hilkortasun tasak % 15 handiagoak ziren. Geroago, datu hobeak eta metodo hobeak erabiliz, egindako azterketen ondorioak antzekoak izan ziren: bizirik irauteari dagokionez emaitza onenak ematen zituen lotarako denbora egunean 7 h-koa zen.

Loaren ereduekin denborarekin bezala gertatzen da: ez dago arau unibertsalik. Batzuk oso berandu joaten dira ohera; beste batzuk, berriz, goiz erretiratzen gara. Gazteenek berandu oheratzeko joera dute, helduek goiz jaikitzekoa eta, oro har, loaren banakako ereduetan aniztasun handia dago. Agian, gainera, gaueko harrapariek mehatxatutako herrietan aniztasun hori baliagarria izango zen, izan ere, horrela gau osoan etengabeko zaintza izan zezaketen. Halaber, batzuk gauaren erdian esnatzen dira eta bestelako gauzak egiten ordubete eman dezakete ohera itzuli eta lotan jarraitu arte. Dirudienez, iraganean, ez zen batere harrigarria tarte luze batez esna egotea eta, tarte horretan, hitz egitea, lanean aritzea, sexu harremanak izatea edo otoitz egitea.

Azken batean, ez dirudi nahitaez bete beharreko lo-denborarik edo jarraibiderik dagoenik, baina egia da muturreko jokabideek osasun baldintza txarrak eragin ohi dituztela eta oso lo gutxi egiteak istripuak eragiten dituela, arreta faltagatik, baita gaixotasun asko ere.

Erreferentzia bibliografikoa:

Daniel Lieberman (2020): Exercised. The Science of Physical Activity, Rest and Health. London, Erresuma Batua: Penguin argitaletxea.

Egileaz:

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

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Juan Ángel Vaquerizo Gallego

Collage de imágenes de Marte tomadas por la ESA Mars webcam entre 2008 y 2020. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-NC-SA

 

Ha llegado el momento. Después de siete meses y medio de viaje, el planeta rojo aparece inmenso a través de la escotilla de la nave. Los tripulantes lo ven tan cercano que sienten que pueden tocarlo con sus manos.

Ese es el objetivo. A una velocidad de más de 20 000 km/h, la nave debe iniciar una serie de maniobras de frenado que permitirán su aterrizaje en Marte. Son los siete minutos de terror que desde la Tierra se vivirán en diferido. Sin embargo, los tripulantes los vivirán, por vez primera en la historia, en directo.

Primero, la entrada en la atmósfera marciana y el frenado producido por la fricción con el escudo térmico hasta velocidades supersónicas. Después, el despliegue de los grandes paracaídas. Estos frenarán todavía más la nave hasta que, finalmente, el encendido de retrocohetes permitirá el aterrizaje suave en la superficie marciana.

En ese instante, una vez apagados los motores y con el polvo todavía depositándose alrededor de la nave, se habrá producido el hito histórico de la llegada del ser humano a otro mundo. La humanidad estará en Marte.

Este breve relato, que parece de ciencia ficción, está próximo a hacerse realidad. Los miembros de la primera tripulación que viajará a otro planeta ya han nacido. Los preparativos para la exploración humana de Marte ya han comenzado. De hecho, se prevé que los seres humanos pongan pie en su superficie en un par de décadas.

Imagen de Marte obtenida por Mars Express (ESA). El polo norte aparece a la izquierda y se aprecian las zonas de Terra Sabaea y Arabia Terra. A la derecha se ve el polo sur marciano. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin, CC BY-NC-SA

¿Para qué?

¿Por qué ir a Marte es tan importante? ¿Qué sentido tiene la exploración humana del planeta rojo?

La respuesta es clara. En la actualidad se considera que Marte es el más habitable de los planetas a nuestro alcance. Esto lo convierte en el mejor escenario para confirmar la existencia de vida fuera de la Tierra. En pocas palabras, en Marte podría hallarse la respuesta al enigma de la vida.

Su exploración, primero a través del telescopio y después por medio de naves en órbita y robots en la superficie, ha mostrado un planeta fascinante. A pesar de tener la mitad del tamaño de la Tierra, este hermano menor de nuestro planeta cuenta con accidentes geográficos colosales, los mayores del Sistema Solar.

Tiene el volcán más grande, Olimpus Mons, con una altitud de 23 kilómetros. También el mayor sistema de cañones, Valles Marineris, con una profundidad máxima de 7 kilómetros y una longitud que recorre un cuarto del ecuador marciano. Además, cuenta con la mayor cuenca de impacto conocida, Vastitas Borealis, que ocupa el 40% de su superficie.

Es precisamente esta cuenca, que ocupa las zonas más septentrionales del planeta, la que establece una clara diferencia entre ambos hemisferios. Por un lado, las denominadas tierras bajas del norte; por otro, las tierras altas del sur.

Es lo que se conoce como dicotomía marciana, una distinción claramente visible entre el hemisferio norte, deprimido respecto al nivel cero marciano (o datum) y prácticamente sin cráteres; y el hemisferio sur, más elevado y plagado de cráteres.

Aún se desconoce el motivo por el que Marte es un planeta con dos caras. Ahora bien, la ausencia de cráteres en las tierras bajas podría deberse a la presencia en el pasado de un gran océano que protegió la superficie de los impactos.

La presencia de agua líquida en el Marte primitivo se deduce también de los cauces secos observados in situ o desde órbita. También la confirmación de la existencia de lagos que rellenaron cráteres, como el caso del cráter Gale, lugar de estudio del rover Curiosity de NASA.

Hasta la fecha, este ha sido, sin duda, el hallazgo más importante de la exploración robótica marciana. Confirma que Marte y la Tierra fueron bastante parecidos, contando ambos con abundante agua líquida en su superficie. La aparición de la vida en la Tierra en ese entonces nos lleva a plantear la posibilidad de que también pudiera haberse iniciado en Marte.

Metano en la atmósfera del planeta rojo

Otro de los grandes hallazgos en Marte, aunque todavía debe ser confirmado, ha sido la detección de metano en su atmósfera.

En la terrestre, prácticamente la totalidad del metano es de origen biológico. Procede de organismos metanógenos, aunque también de procesos geológicos, como la serpentinización.

La presencia de metano en Marte, por tanto, se podría interpretar como resultado de la existencia de vida, pasada o presente.

Actualmente, el estudio del origen del metano marciano es uno de los grandes retos de la astrobiología. Por el momento, la detección se ha producido solo en la superficie. Concretamente con los instrumentos a bordo del rover Curiosity. Aun así, no se ha detectado en la alta atmósfera, lo que es extraño.

Lo esperable sería que el metano detectado al nivel del suelo se acumulara en la atmósfera. Que fuera captado por los sensibles instrumentos a bordo de las naves en órbita antes de que la radiación solar lo destruyera por fotodegradación en un proceso que tarda varios siglos.

Debe de haber un mecanismo, aún por descubrir, que destruye rápidamente el metano en la superficie y no le permite acumularse en la atmósfera en la cantidad suficiente como para ser detectado desde la órbita.

El hallazgo más reciente relativo a Marte ha sido la confirmación de que todavía mantiene cierta actividad sísmica. Los más de 480 terremotos detectados hasta el momento por el sismógrafo a bordo de la plataforma InSight son la prueba inequívoca de que el planeta rojo aún conserva un corazón palpitante. También se ha constatado que el campo magnético global del planeta es mayor de lo esperado. Esto refuerza la idea de esa mayor actividad.

Tales descubrimientos están ayudando a dilucidar el proceso que sufrió Marte en el pasado. Aquel que hizo que pasara de ser un planeta con una atmósfera presumiblemente más densa que la actual, unas temperaturas más templadas y abundante agua líquida en su superficie, a ser el planeta frío, seco y árido que es en la actualidad.

El gran desembarco robótico de 2021

Todos estos hallazgos hacen de Marte el principal objetivo astrobiológico en la actualidad. Todavía más si contamos con las tres misiones que llegarán al planeta rojo a lo largo del mes de febrero de 2021. Cada una de ellas constituye un hito para las agencias espaciales y los países que las envían.

• La misión Emirates Mars Mission (EMM), también conocida como Hope (Esperanza, en inglés), es la primera misión interplanetaria de una nación árabe. Se trata de un orbitador cuyo principal objetivo será el estudio de la atmósfera marciana.
• La misión Tianwen-1 (búsqueda de la verdad celestial, en chino) es la primera misión china. Consta de un orbitador y un rover, denominado HX-1. El primero realizará estudios del campo magnético y gravitatorio. El segundo, analizará rocas y suelo y registrará valores ambientales.
• La misión estadounidense Mars 2020 consiste en un rover, el quinto que envía la NASA a Marte. Bautizado como Perseverance, es prácticamente un gemelo del rover Curiosity. Su aterrizaje, previsto para el 18 de febrero, tendrá lugar en el cráter Jezero.La zona de aterrizaje es un antiguo delta fluvial. Se trata de un lugar ideal para buscar evidencias de vida pasada en Marte, el objetivo principal de la misión. Además, se recolectarán por vez primera muestras de suelo que quedarán selladas y serán traídas a la Tierra en una misión futura.También se probarán diferentes tecnologías para preparar la futura exploración humana del planeta rojo. Es el caso de la obtención de oxígeno a partir del dióxido de carbono atmosférico. También la prueba de un ingenio volador, un pequeño helicóptero bautizado como Ingenuity.

No cabe duda de que Marte, aunque guarda celosamente sus secretos, ha proporcionado respuestas a algunos de los grandes enigmas de la ciencia. De hecho, ha provocado un profundo impacto en la cultura e impulsando de modo decisivo el avance de la ciencia en los últimos siglos. Las próximas décadas serán cruciales para su exploración.

Observado, imaginado y explorado, se acerca, finalmente, el momento en el que sea visitado por la humanidad en busca de vida.

Con el polvo ya depositado y el rumor apagado de los motores, habrá llegado el momento de poner el pie en Marte. Tras hollar su superficie, nos convertiremos en una especie planetaria. Habremos dado el paso definitivo para desentrañar el enigma de la vida.

Seguro que el planeta rojo no nos defraudará.

Sobre el autor: Juan Ángel Vaquerizo Gallego, es coordinador de la Unidad de Cultura Científica del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)

 

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.

El artículo Marte y el enigma de la vida: el gran desembarco robótico de 2021 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego

Munduan diren urtegien zahartzeaz ohartarazi dute adituek. Azpiegitura horien kudeaketa egokia egin ezean, arazoak ager daitezke, eta horiek larriagoak bihur litezke klima aldaketarekin.

Oroituko zarete eskolan irakasten zutenaz: ur gezaren altzoan garatu da zibilizazioa. Edateko ura ez ezik, nekazaritza eta abeltzaintza aurrera ateratzeko ezinbestekoa da ur geza eskura izatea. Ubideen, akueduktuen eta antzeko eraikuntzen bitartez ibaietatik eta aintziretatik zertxobait aldentzeko moduan egon da gizateria, baina, halere, urre urdinari lotuta jarraitzen dugu. Espazioan etorkizuneko aterpeak bilatzerakoan ere, ura da jomuga nagusiena.

Ur emariaren kontrola funtsezkoa izan da historian zehar, baina, zalantzarik gabe, fenomenoak XX. mendearen bigarren erdian hartu zuen berebiziko indarra, batez ere energia hidroelektrikoaren garapenarekin. Uraren energia potentziala aprobetxatuz, argindarra lortzeko bidea ematen dute zentral hidroelektrikoek. Horregatik, 1960ko eta 1970eko hamarkadetan presa asko eraiki ziren, eta barra-barra sortu ziren urtegiak, batez ere Ipar Amerikan, Europan eta Asian. Hamarkada bat geroago, Afrikaren ordua iritsi zen.

1. irudia: XX. mendean eraiki ziren presa handi gehienak, eta, hortaz, XXI. mendean horietako asko zaharkituta geratuko dira. (Argazkia: David Lusvardi/Unsplash)

Gaur egun, azpiegitura horien eraikuntza dezente moteldu da, batez ere, halako egiturak ezartzeko lekurik aproposenak dagoeneko erabilita daudelako. Izan ere, gutxi gorabehera munduko ibaien ur bolumenaren erdia presen eraginpean daude orain. Halako proiektuen ingurumen inpaktuagatik eta sorrarazten diren populazioen lekualdatzeengatik eragindako ondoeza soziala ere moteltze horren beste arrazoi bat izan daiteke.

Bueltan, azpiegitura horien abantailak ere nabarmentzekoak dira: energia elektrikoa eskuratzeaz gain, uholdeak arautzen dituzte, eta edateko ura ziurtatzen dute. Baina nekazaritzari ekarritako onurak dira agian funtsezkoenak. Adituek diote ureztatze nekazaritzaren heren bat urtegiei esker egin daitekeela, eta kontuan hartu beharra dago nekazaritza mota hori ekoizpen osoaren %40 dela.

Hortaz, zibilizazioa ahalbidetzen duten tresnak dira gaur egun urtegiak, eta, tresna gehienak bezala, gauzak ondo doazenean bikainak dira. Iltzeak sartzeko asmakizun ederra da mailua, baina, iltzea beharrean hatza zapaltzen duenean, ikuspegia guztiz aldatzen da. Berdin gertatzen da urtegiekin: gauzak gaizki ateratzen direnean, ikuspegia berehalakoan ilundu daiteke. Presei lotutako istripu gutxi izan dira, baina, izan direnean, oso larriak suertatu dira. Hegazkinak edo zentral nuklearrak bezala, istripu gutxi izan dezakete, baina, izaten dutenean, izugarrizko triskantza eragiten dute.

Hegazkinen edo zentral nuklearren adibideari jarraiki, adina eta mantentze lan egokia ezinbestekoak dira. Eta horretan datza, hain justu, Nazio Batuetako aditu talde batek egin duen oharpena: presen adinari eta egoerari erreparatzeko unea iritsi dela uste dute. Egin dituzten kalkuluen arabera, 2050. urterako, gizaki gehienak XX. mendean eraikitako urtegi erraldoi baten azpiko lurretan biziko dira, eta, kasu askotan, azpiegitura horien balio bizitza betetzear edo dagoeneko pasata egongo da. Agerikoa denez, horrek arriskuak handituko ditu. Errezeta horretan larrialdi klimatikoa sartuz gero, gauzak are gehiago konplika daitezke.

Azpiegitura hidraulikoen zahartzea: gorantz doan arriskua izeneko txostena idatzi dute Nazio Batuen Unibertsitateko ikertzaileek. Zehazki, unibertsitate horri atxikitako Ur, Ingurumen eta Osasun Institutuko (UNU-INWEH) kideek egin dute gaur egungo egoeraren azterketa.

Datu base desberdinetan bildutako informazioaren gaineko azterketa egin dute. Erabilitako irizpideen arabera, 58.700 presa handi daude munduan. 15 metro baino gehiagoko pareta duten presak hartzen dira handitzat, eta baita garaiera horretara iritsi ez baina gutxienez hiru milioi metro kubiko ur metatzeko gaitasuna dutenak ere. Ez da gutxi guztira pilatzen duten ura: 7.000-8.300 kilometro kubiko ur inguru dira, munduko ibai guztien emariaren %16.

2. irudia: Txina da presa handi gehien dituen herrialdea; hamar presatatik lau herrialde horretan kokatuta daude. Irudian, Hiru Arroiletako presa, munduko handienetako bat. (Argazkia: Rehman – CC BY-SA 2.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Batez bestean, azpiegitura horien balio bizitza 50-100 urtekoa dela kalkulatzen dute adituek. Kontuan izanda munduan diren urtegi gehienak 1930-1970 tartean eraikiak izan zirela, horien zahartzeaz kezka azaldu dute adituek. Dena dela, diseinu, eraikuntza eta mantentze lan egokia izan duten urtegiek 100 urteko balio bizitza izan dezaketela argitu dute txostenean.

“Txostenak mundu mailako arreta ekarri nahi du ura biltzeko azpiegituren zahartzeari buruz; modu berean, pixkanaka gorantz doan uraren arazoaren inguruan nazioarteko ahaleginak sustatu nahi ditu”, adierazi du prentsa ohar batean UNU-INWEH institutuko zuzendari Vladimir Smakhtin-ek. Adituak ohartarazi du uholdeek eta bestelako gertakariek kolokan jar ditzaketela presa baten diseinu mugak, haien zahartzea bizkortuz. Horregatik, eta klima larrialdiaren testuingurua kontuan izanda, urtegi horien bertan behera uzteaz erabakiak hartu beharko direla iritzi diote.

Modu berean, urtegi horiek kendu eta aurreko egoerara bueltatzeko orduan egon daitezkeen zailtasunak azpimarratu dituzte. Txostenean orain arte egon diren halako prozesuen azterketa egin dute. Ameriketako Estatu Batuetan, Frantzian, Indian, Japonian, Kanadan, Zambian eta Zimbabwen izandako kasuak hartu dituzte oinarri. Diotenez, presa txikienak kentzeko lanek urteak edota hamarkadak eman dezakete, eta prozesua are zailagoa da presa handiak kentzeko unea iristen denean. Horri begira ere protokolo multzo bat ezartzeko beharraz hitz egin dute. Azkenik, klima aldaketa kontuan hartu beharreko aldagaia dela erantsi dute. Muturreko eguraldiari lotutako gertakarien ugaltzeak arriskuak handitu ditzakeela uste dute.

Halakoetan, noski, zaila da nazioarteko adostasunak lortzea. Baina, kasu honetan, ez da herrialde askotan barreiatutako arazoa, herrialde zehatz batzuetan bildutakoa baizik. Hala, 25 herrialdetan kokatuta daude presa handien %93. Are gehiago, erdia baino gehiago Asiako lau herrialdetan daude: India, Japonia, Hego Korea eta Txina. Azken herrialde honetan daude gehienak: orotara, 23.841 presa handi ditu Txinak, munduko presen %40, hain justu. Adostasunak lortzeko unean, nahiko argi dago nondik hasi.

Erreferentzia bibliografikoa:

Perera, D., Smakhtin, V., Williams, S., North, T., Curry, A., (2021). Ageing Water Storage Infrastructure: An Emerging Global Risk.UNU-INWEH Report Series, Issue 11. United Nations University Institute for Water, Environment and Health, Hamilton, Canada.

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

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Foto: Maksym Kaharlytskyi /n Unsplash

La expresión que da título a estas líneas es una traducción muy libre del inglés de una reivindicación obrera de finales del XIX. Ocho horas diarias, ese es el tiempo que debemos dedicar al sueño según la prescripción popular. Sin embargo, en las sociedades occidentales la mayoría dicen dormir menos, entre 7 y 7,5 horas (en adelante, h) cada noche, y una tercera parte dicen que duermen menos, incluso.

En realidad, cuando se monitoriza a la gente con dispositivos electrónicos, el tiempo de sueño diario de los adultos occidentales es de alrededor de 6,5 h en los meses cálidos y 7,5 en los fríos y más oscuros. Por lo tanto, europeos y norteamericanos venimos a dormir 7 h por noche. Hay quienes creen que la diferencia entre el tiempo real y el que reza el eslogan obrero se debe a que perdemos una hora de sueño debido a la sobreexposición a estímulos lumínicos y sonoros; la culpa la tendría el uso masivo de luz artificial, pantallas, y demás artilugios electrónicos. Por no hablar de los estímulos callejeros.

Pero resulta que en los grupos humanos que viven de la caza y la recolección, y que no usan esos artilugios, duermen menos que nosotros: dedican al sueño entre 5,7 y 6,5 h diarias en los meses cálidos, y entre 6,6 y 7,1 h en los más frescos; en raras ocasiones hacen siesta. Los Amish, que carecen de cualquier clase de aparato eléctrico, duermen entre 6,5 y 7 h, lo mismo que agricultores de subsistencia de diferentes localidades del mundo. Tampoco hay evidencia de que durante las últimas décadas se haya reducido el tiempo de sueño en las sociedades occidentales, como sería de esperar si, efectivamente, dormimos menos horas debido al efecto del aparataje electrónico de que nos rodeamos.

En añadidura, no parece que sea necesario dormir todas esas horas para tener buena salud. En un estudio con un millón de norteamericanos, publicado en 2002, se halló que quienes dormían 8 h tenían una tasa de mortalidad un 12% más alta que quienes dormían entre 6,5 y 7 h. Además, los que dormían más de 8,5 o menos de 4 h, tenían tasas de mortalidad un 15% superiores. Estudios posteriores, a partir de mejores datos y en los que se utilizaron mejores métodos, llegaron a similares conclusiones: el tiempo de sueño que daba resultados óptimos en términos de supervivencia era de 7 h diarias.

Al igual que con el tiempo ocurre con los patrones de sueño: no hay normas universales. Hay quienes van muy tarde a la cama; mientras que otros nos retiramos pronto. Los más jóvenes tienden a trasnochar y los mayores a madrugar, y en general hay una gran variabilidad en los patrones individuales de sueño. Es posible, además que esa variabilidad fuera valiosa en los poblados amenazados por depredadores nocturnos, ya que así se podía mantener una vigilancia continua durante la noche. También hay quienes despiertan a mitad de la noche y pueden permanecer hasta una hora haciendo algo antes de volver a la cama y seguir durmiendo. Al parecer, en el pasado, no era nada extraño permanecer despierto durante un buen rato, y, en ese periodo, hablaban, trabajaban, tenían sexo o rezaban.

En definitiva, no parece que haya tiempos y pautas de sueño de obligado cumplimiento, si bien es cierto que los comportamientos extremos suelen ir acompañados de malas condiciones de salud y que la privación severa de sueño es causa de accidentes, por falta de atención, y de un buen número de afecciones.

Fuente: Daniel Lieberman (2020): Exercised. The Science of Physical Activity, Rest and Health. Allen Lane (Penguin).

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 Ocho horas para trabajar, ocho para descansar y ocho para lo que nos parezca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. No duermas, hay leones
2. En busca del día de 27 horas
3. El ácido hialurónico no sirve para todo, aunque lo parezca

Uxue Razkin

Osasuna

Europako Medikamentuen Agentziak jadanik baimendu du hirugarren txertoa (AstraZeneca). Honen kasuan, espainiar estatuko ministeriok erabaki du 18 eta 55 urte bitarteko pertsonei ematea. Txertoen egoerari errepasoa eman dio Miren Basarasek Berriako testu honen bitartez.

Pandemiak eraman du erdigunera buru osasuna, haren ondorio psikologikoak gero eta nabarmenagoak baitira. Adituek diote beldurra eta depresioak gora egin dutela. Erreportaje gogorra bezain beharrezkoa publikatu dute Berrian. Ez galdu.

Horren harira, Mikel Baza lehen arretako medikuak dio lan egiten duen osasun etxean hartzen dituzten kasuen %20k dute zerikusia osasun mentalarekin. Esan du “agerikoa” dela pandemiak buru osasuneko gaitzen bilakaeran egin duen kaltea. Artikulu honetan, Marga Saenz Gurutzetako ospitaleko psikiatraren hitzak ere bildu dituzte: “Adibidez, zazpi lagun erietxeratu ziren igaro asteburuan, eta gainezka dago psikiatriako akutuentzako solairua”.

Zero COVID estrategiari buruzko artikulua dugu hauxe. Berrian azaldu dute: “Izurria kontrolpean izateko, intzidentzia ahalik eta apalena izatea bilatzen du”. Ugo Mayor UPV/EHUko Ikerbasqueko ikerlariaren ustetan, estrategia egingarria da. Adrian Aginagalde epidemiologoak, aldiz, ez du uste hori Europan egin daitekeenik.

Añarbeko Urek utzi egin diote edateko urari fluorra gehitzeari aho-hortzen babesa hobetzeko. Baina badira ura fluoratzen jarraitu behar dela uste duten profesionalak. Berriak kontatu digu afera.

Biologia

Urtxintxa hegalari arrosaren istorioa kontatu digute artikulu bitxi honetan. Ikerketa abiatu zutenean, ikusi zuten gautarrak ziren 109tik, 108tan fluoreszentzia arrosa zutela. Baina ez ziren datu horrekin gelditu bakarrik. Izan ere, ikusi zuten ornitorrinkoak fluoreszenteak ere zirela. Ez galdu artikuluko argazkiak!

Matematika

Matematikaren arloko Von Kochen kurba azaldu digute honetan. Izenak argitzen digun moduan, Helge von Koch matematikari suediarrak asmatu zuen. Zergatik sortu zuen kurba hori? Zein testuingurutan? Ez galdu “elur-maluta” matematikoaren azalpena.

Paleontologia

Ruben Santos geologoa munduko hirietako fosilen bilduma biltzen ari da paleourbana.com atarian. UPV/EHUn Bilboko, Donostiako eta Gasteizko kaleko fosilen katalogoa egina dute. Arantza Aranburu geologo eta irakasleak lan egin zuen horretan. Geologiaz ikasteko hirian ere badago aukera.

Astronautika

Uztailan jaurti zuten Al Amal zunda Marteren orbitan dago jada, Elhuyar aldizkariak kontatu digunez. Arabiar Emirerri Batuek bidaltzen duten lehen zunda da eta beste batzuekin (hiru zunda estatubatuar, bi europar eta indiar bat) batera ibiliko da planeta gorriaren orbitan.

Ingurumena

Ozeanoaren soinua aldatzen ari dela diote zientzialariek, itsasoko giza jardueren eraginez. Elhuyar aldizkariak azaltzen digu zarata antropogenikoak ozeanoaren berezko soinuak aldatu dituela: zarata berriak sortu ditu toki askotan, eta itsasoaren berezko kantua desagerrarazi du.

Genetika

3MAG (3 Milioi Genoma Afrikar) proiektuaren berri izan dugu Elhuyar aldizkariaren bitartez. Honen helburua da hiru milioi genoma afrikar sekuentziatzea. Izan ere, erreferentziazko giza genoma egiteko erabili diren genoma guztien % 2 baino ez dira izan afrikarrenak. Egitasmo honen xehetasunak artikulu honetan aurkituko dituzue.

Kimika

Selenioa (Se) ezagutzeko aukera eman digute artikulu honetan. Elementu hori funtsezkoa da bizitzarako, baina kontzentrazio handietan oso kaltegarria da (hilgarria ere izan daiteke). Kontzentrazio apaletan beharrezkoa da bizi-funtzioak normalak izateko.

 

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

Egileaz:

Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Microglías en verde, neuronas en rojo. Fuente: Wikimedia Commons

Las neuronas están tan especializadas que son tontas. Para todo lo demás necesitan a las células glía. Amanda Sierra nos habla en esta charla de un tipo de glías, las microglías, los carroñeros del cerebro.

Amanda Sierra es doctora en neurociencias (UCM, 2003) y lidera el laboratorio de biología de las células glía del Achucarro Basque Center for Neuroscience.



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

El artículo Amanda Sierra – Naukas Pro 2019: Carroñeros del cerebro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Más allá de las neuronas
2. Nuevas tecnologías para el estudio del cerebro: Desde Cajal a nuestros días
3. Javier Armentia – Naukas P4K 2019: La vie en rose (ciencia y sociedad de un color muy suyo)

Lehen printzipioetan oinarritutako arrazoibideak, beraien baitan frogaezinak, oso ohikoak dira matematikan, axiomak. Aristoteles da lehen printzipioetan oinarritutako zientzia filosofiaren inguruko liburua idazten lehena. Dakigula. Jesús Zamora Bonillaren The ‘prehistory’ of philosophy of science (8): In search of the first principles

Zer dela eta, duela 5000 urte gizakiak herrietan bizitzetik Egiptokoa bezalako inperioak sortzera pasa ziren. Agian ingurumen aldaketaren batek zerikusia izan zuen. Benjamin Penningtonen Environmental change may have played a role at the dawn of Egyptian history

Karga dentsitate uhinen existentziarako kritikoak dira banadio seleniuroren geruzen arteko van der Waals indarrak, DIPCn frogatu dutenez. Superkonduktibitatearen jakintzan aurrerapausoa. The critical role of van der Waals interactions in the melting of the charge density wave phase in VSe2

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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Los árboles de especies diferentes suelen competir menos entre sí en la utilización de recursos en los bosques. Por eso, la diversidad en los bosques puede generar un efecto beneficioso en la estabilidad de su productividad ante cambios en el clima. Sin embargo, ¿esa solución funciona siempre? Un equipo de investigación ha corroborado ese efecto beneficioso en la productividad, aunque ante eventos meteorológicos extremos, como grandes sequías, no se observa esa mejoría.

Fuente: Parque Nacional Sierra de Guadarrama

Aumentar la diversidad de árboles en los bosques mejora la productividad ante variaciones en el clima, aunque en el caso de eventos extremos, como las sequías severas, no aumentan la resiliencia, según una investigación de la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad de Alcalá.

Los resultados advierten que, en un contexto de aumento de la aridez y de la frecuencia de eventos extremos, las medidas de adaptación como el aumento de la diversidad podrían no ser suficientes para paliar las consecuencias del cambio climático.

Los individuos de especies arbóreas diferentes suelen usar los recursos de forma distinta, por lo que compiten menos entre sí que si fuesen todos de la misma especie. Por eso, aumentar la diversidad en los bosques mejoraría su productividad gracias a un crecimiento más estable a las fluctuaciones ambientales. Sin embargo, se desconocía si la mezcla de distintas especies también era tan beneficiosa en bosques con limitaciones hídricas, como los mediterráneos, y en respuesta a eventos extremos.

“Nuestro estudio demuestra que la relación biodiversidad-productividad en ecosistemas forestales mediterráneos está relacionada con un aumento de la estabilidad del crecimiento, pero en respuesta a eventos extremos el efecto positivo de la diversidad parece quedar diluido por la propia sensibilidad de las especies al estrés hídrico y a la competencia”, explica Enrique Andivia, investigador del Departamento de Biodiversidad, Ecología y Evolución de la Universidad Complutense de Madrid.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores han analizado individuos de pinos y robles, tanto en masas mixtas de ambas especies como en masas sin mezclar, en la Sierra de Guadarrama (Madrid). “Esta sierra es un excelente caso, ya que las áreas montañosas mediterráneas son puntos calientes para el estudio de las consecuencias del cambio climático sobre la dinámica de las comunidades vegetales”, explica Andivia.

Aplicando técnicas dendrocronológicas – el estudio de los anillos de los árboles- se ha reconstruido el crecimiento de 120 árboles a lo largo de su vida, centrándose sobre todo en los últimos 60 años, donde cuantificaron la respuesta del crecimiento a diferentes eventos de sequía extrema.

De esa forma se ha demostrado la complejidad de las relaciones positivas y de competencia entre especies, que pueden variar según las fluctuaciones del clima. “Estos resultados tienen importantes implicaciones para la gestión forestal, en concreto para la adaptación de nuestros bosques al cambio climático”, concluye el investigador Asier Herrero, del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco.

Referencia:

Francisco J. Muñoz-Gálvez, Asier Herrero, M. Esther Pérez-Corona y Enrique Andivia (2021) Are pine-oak mixed stands in Mediterranean mountains more resilient to drought than their monospecific counterparts? Forest Ecology and Management doi: 10.1016/j.foreco.2021.118955

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

El artículo La diversidad de los bosques no basta ante la sequía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Diversidad religiosa y el estrés de las enfermedades infecciosas
2. La degradación de los bosques caducifolios y el murciélago de Bechstein
3. La humanidad ante su propia extinción

Ezaguna da klima-aldaketaren arazoa gaur egun, baina baliteke ekar ditzakeen ondorio guztiak ez ezagutzea, adibidez, itsas hondoetan duen eragina. Izan ere, aldaketa klimatikoa mundu mailako ingurune ozeaniko hauetan eraldaketa larria eragiten ari da, eta aldaketa nabarmenen artean, “errezela” bezalako zutabeak eratzen duten makroalgen edo makrofitoen gainbehera azpimarratzekoa da.

Makrofito hauek espezie iraunkorra dira eta egitura aldetik komunitate konplexuak eratzen dituzte, itsas organismo askorentzat babes eta habitat gisa jokatuz. Makrofito horiek sakonera txikiko hondo harritsuen bereizgarri diren arren, tamaina txikiagoko algak ordezkatzen dituzte. Alga komunitatean gertatzen diren aldaketa horien ondorioz, fase berri bat sortu da, itsas ekosistemarentzat oraindik ezezagunak diren ondorio ekologikoak dakarrena.

Makorofitoen eraldaketa honek dauzkan ondorio ekologikoei eta sozioekonomikoei buruz gehiago jakiteko Nahiara Muguerzarekin, UPV/EHUko Landareen Biologia eta Ekologia saileko ikertzailearekin, bildu gara.

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

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“Lehen elkarganatzea,

hitzordua mikroskopioan

bere haloa erakusten du.”

Laura Morrón Ruiz de Gordejuela, A hombros de Gigantas

 

Irudia: June Almeida (1930-2007). Joyce Almeida alabak utzitako argazkia.

Julia Lermontova (1847-1919) errusiarra Kimikan doktoregoa lortu zuen lehen emakumea izan zen eta Errusiatik irten behar izan zuen karrera zientifiko bat ikasi ahal izateko. Berlinera joan zenean, eta zientzialari bikaina zela aitortu bazioten ere, ez zioten utzi ez klasera joaten, ez laborategietan lan egiten ere, emakumea zelako. Modu pribatuan ikasi zuen eta, azkenean, doktorego-tesia defendatu ahal izan zuen.

Valladolideko Unibertsitateko errektoreak ez zion utzi Trinidad Arroyo Villaverde (1872-1959) palentziarrari medikuntzako karreran matrikulatzen, legez baimenduta egon arren. Aitak auzitegietara jo ondoren Trinidad Arroyok Madrilen doktoratzea lortu zuen.

Lina Stern (1878-1953) letoniarrak Suitzara joan behar izan zuen unibertsitatean ikastera, judua zelako. 1939an SESBeko Zientzien Akademian sartu zen, eta hori lortu zuen lehen emakumea izan zen. Sternen lanari esker, soldadu sobietarren milaka bizitza salbatu ziren Bigarren Mundu Gerran. Judua izateak oztopo ugari ekarri zizkion zientzialariari; hiru urte eman zituen espetxean eta tortura ugari pairatu zituen. Hala ere, bizirik irautea lortu zuen, eta Siberiara erbesteratu zuten; gerora, Moskura itzultzea lortu, eta jarduera zientifikoarekin jarraitu zuen.

Elisa Leonida Zamfirescu (1887-1973) errumaniarrak, bere herrialdetik irten, eta Alemaniara joan behar izan zuen ingeniaritza ikastera. Berlingo Unibertsitate Teknikoan sartzea lortu zuen, ez zailtasunik gabe. 1912an ohoreekin graduatu zen, eta dekanoak «arduratsuetan arduratsuena» zela esan zuen. Historiako lehen emakume ingeniari aintzatetsietako bat izan zen.

June Almeida (1930-2007), gaur argitaratu dugun bideoan agertzen den istorioko protagonista da. Junek ekarpen garrantzitsuak egin zizkion ezagutza zientifikoari, gainditu behar izan zituen zailtasun guztiak gorabehera. June Almeida zientzialariaren biografia aukeratu dugu, bera ezagutu ondoren agerikoak izango zaizkizuen arrazoiengatik. Almeida, Lermontova, Arroyo Villaverde, Stern edo Zamfirescurekin batera, besteak beste, emakume zientzialari gisa nabarmendu dira, bidean oztopo ugari izan arren.

Gaur, urtero bezala, Zientziaren arloko Emakume eta Neskatoen Nazioarteko Eguna ospatuko dugu testu honen ondoren datorren bideoarekin. Hemen aipatutako emakumeek eta beste askok oso ekarpen handiak egin dizkiote gizadiaren ezagutza zientifikoari; halako emakume batzuen biografiak webgune hauetan bildu ditugu: Vidas científicas (gaztelaniaz) eta Emakumeak Zientzian (euskaraz). Horregatik, inspirazio-iturri dira zientziara profesionalki dedikatzeko aukera dutela uste dutenentzat, edo, are gehiago, bide horri ekin diotenentzat.

Gure artean, karrera zientifiko batera sartzen diren emakumeen kopurua eta gizonena gero eta gertuago daude (ez da gauza bera gertatzen, ordea, ingeniaritzekin), baina herrialde askotan emakumeek oztopo gehiago dituzte oraindik ere. Nolanahi ere, eta zientziaren alorrean karrera profesional bat egiteko gero eta oztopo gutxiago badituzte ere, emakumeek zailtasun gehiago dituzte hierarkiako goiko mailetaraino iristeko, erantzukizun eta garrantzi handieneko postuetan dauden gizonen eta emakumeen proportzioa alderatuz gero ikus dezakegun bezala.

Gorago aipatu ditugun emakumeek jardun berezia egin zuten, eta oztopo ugari gainditu behar izan zituzten. Alabaina, eta emakume horien lorpenak zeharo eredugarriak izan zirela onartuta ere, kontua da karrera zientifiko batek ez lukeela eskatu behar oztopo bereziki zailak gainditzea; izan ere, gizonek eta emakumeek erraztasun edo zailtasun berberak izan beharko lituzkete euren karrera profesionaletan. Bestela esanda, gizonek eta emakumeek eskubide eta aukera berberak izan behar dituzte, eta inork –ez gizonek, ez emakumeek– ez dute zertan egin behar bide profesionala, ibilbide heroiko bat balitz bezala.

UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak, “June Almeidaren istorioa” bideoaren ekoizpenarekin, bat egiten du ezinbestean egin beharreko ospakizun batekin. Konpromisoa hartu dugu pertsona guztiek zientziarako eskubidea baliatzeko aukera berberak izan ditzaten, maila guztietako lan jardunerako erabateko sarbidea izatea barne. Eta, horregatik, otsailaren 11ko urteroko ospakizunaz gain, 2014ko maiatzetik, Mujeres con Ciencia bloga argitaratzen dugu, urteko egun guztiak baitira, gure katedrarako, emakume eta neska zientzialarien eguna.

Egileaz:

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

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«Primer encuentro,
cita en el microscopio
muestra su halo.»

Laura Morrón Ruiz de Gordejuela, A hombros de Gigantas

Imagen: June Almeida (1930-2007). Fotografía cortesía de Joyce Almeida.

La rusa Julia Lermontova (1847-1919), quien acabaría siendo la primera doctora en química de la historia, hubo de salir de Rusia para poder estudiar una carrera científica. Recaló en Berlín donde, a pesar de haber sido reconocida como una científica brillante, no se le permitió asistir a clase ni trabajar en los laboratorios por ser mujer. Estudió de forma privada y finalmente pudo defender su tesis doctoral.

A la palentina Trinidad Arroyo Villaverde (1872-1959) el rector de Valladolid no le permitió matricularse para estudiar medicina, a pesar de estar permitido por ley. Tras recurrir su padre a los tribunales lo consiguió, y acabó doctorándose en Madrid.

La letona Lina Stern (1878-1953) hubo de emigrar a Suiza para cursar estudios universitarios por su condición de judía. En 1939 entró en la Academia de Ciencias de la URSS; fue la primera mujer que lo consiguió. Gracias a su trabajo se salvaron miles de vidas de combatientes soviéticos en la II Guerra Mundial. Su origen judío no dejó de representar un gran obstáculo para ella; fue encarcelada durante tres años y torturada en varias ocasiones. No obstante, consiguió sobrevivir y tras ser desterrada a Siberia y, más adelante, volver a Moscú, prosiguió su actividad científica.

La rumana Elisa Leonida Zamfirescu (1887-1973) tuvo que salir de su país y desplazarse a Alemania para estudiar ingeniería. Consiguió, no sin dificultad, ser aceptada en la Universidad Técnica de Berlín. En 1912 se graduó con honores, siendo denominada por el decano como “la más diligente de los diligentes”. Ella fue una de las primeras mujeres ingenieras reconocidas de la historia.

June Almeida (1930-2007), la científica que protagoniza la historia plasmada en el vídeo que publicamos hoy, acabó haciendo contribuciones significativas al conocimiento científico, a pesar de las dificultades que hubo de superar. Hemos escogido la biografía de June Almeida por razones que resultarán evidentes tras conocerla, pero ella, junto con Lermontova, Arroyo Villaverde, Stern, o Zamfirescu, son solo algunas de las mujeres que han destacado como científicas a pesar de los obstáculos a los que se enfrentaron y superaron.

Nos sumamos hoy, como cada año, a la celebración del Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia con la producción del vídeo “La historia de June Almeida” que sigue a estas líneas. Las mujeres citadas aquí y otras muchas -de cuyas vidas se puede tener conocimiento en Vidas científicas (en castellano) y en Emakumeak Zientzian (en euskara)- han realizado contribuciones muy significativas al conocimiento científico de la Humanidad. Son, por esa razón figuras inspiradoras para quienes consideran la posibilidad de dedicarse profesionalmente a la ciencia o, incluso, ya han iniciado ese camino.

Entre nosotros, el acceso de las mujeres a una carrera científica es cada vez más equiparable al de los hombres (no así a las ingenierías), aunque todavía en muchos países las mujeres lo tienen más difícil. Pero aunque hay cada vez menos obstáculos para que las mujeres hagan una carrera profesional en ciencia, su progresión hasta los más altos niveles del escalafón sigue estando limitada, como muestra la proporción entre hombres y mujeres en las posiciones de mayor responsabilidad y relevancia.

Las trayectorias vitales reseñadas más arriba son ejemplos de especial desempeño y superación. Pero por muy ejemplares que sean los logros de esas mujeres, de lo que se trata, precisamente, es de que una carrera científica no exija superar obstáculos de especial dificultad, sino que hombres y mujeres se encuentren con las mismas facilidades o dificultades en sus carreras profesionales. En otras palabras, se trata de que hombres y mujeres cuenten con los mismos derechos y oportunidades, de manera que ni unos ni otras deban experimentar su profesión como si de una travesía heroica se tratase.

La Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU se suma, con la producción de “La historia de June Almeida”, a una celebración necesaria, porque estamos comprometidos con el objetivo de que todas las personas tengan las mismas posibilidades de disfrutar del derecho a la ciencia, incluyendo el pleno acceso a su desempeño profesional en todos sus niveles. Y por esa razón, además de la celebración anual del 11 de febrero, publicamos, desde mayo de 2014, Mujeres con Ciencia, porque cada uno de los 365 días del año son para la Cátedra días de la mujer y la niña en la ciencia.

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

Más sobre el 11 de febrero

• Juan Ignacio Pérez, Hoy es el día de la mujer y la niña en la ciencia, todos lo son, 11 febrero 2017.
• Juan Ignacio Pérez, No es una percepción, 11 febrero 2018.
• Juan Ignacio Pérez, Mi hija quiere ser ingeniera, 11 febrero 2019.
• Juan Ignacio Pérez, Motivos para un día internacional, 11 de febrero 2020.

El artículo La historia de June Almeida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Motivos para un día internacional
2. Hoy es el día de la mujer y la niña en la ciencia, todos lo son
3. Historia del daltonismo

Una de mis pasiones, como ha quedado reflejado en muchas de mis entradas del Cuaderno de Cultura Científica, es el arte contemporáneo y, en particular, su relación con las matemáticas.

Durante todos estos años, he escrito sobre el teorema de Pitágoras en la obra de muchos artistas contemporáneos (véase la entrada El teorema de Pitágoras en el arte), sobre cómo algunos artistas han utilizado los números primos para generar piezas artísticas (véanse las entradas El poema de los números primos y El poema de los números primos (2) sobre la obra de la artista donostiarra Esther Ferrer, o Los ritmos primos de Anthony Hill, sobre una obra del artista británico Anthony Hill), de la inspiración artística de un rompecabezas geométrico como el tangram (véase El arte contemporáneo mira al tangram), sobre la utilización de la superficie de una sola cara conocida como banda de Moebius (véase Arte Moebius (I) y Arte Moebius (II)), de la normalidad del número pi en la obra Pi (2009-2010), de la artista Esther Ferrer (véase ¿Es normal el número pi?), entre otros conceptos, objetos y resultados matemáticos.

En esta entrada estamos interesados en cómo algunos conceptos matemáticos abstractos, como es el concepto de grupo abstracto y, relacionado con el mismo, el concepto de cuadrado latino, son una interesante herramienta de creación artística en el arte contemporáneo. Esto ya lo pusimos de manifiesto en la entrada Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto, en la que hablamos de uno de los artistas cuyo arte se enmarca dentro del constructivismo y el arte concreto, el pintor y artista gráfico suizo Richard Paul Lohse (1902-1988).

Nueve secuencias de color sistemáticas verticales incrementando la densidad (1955 y 1969), del artista suizo Richard P. Lohse, con un cuadrado latino de color de orden 9. Imagen de MutualArt

 

Un bonito ejemplo es la obra del artista constructivista estadounidense John Ernest (1922-1994), titulada Iconic Group Table, de alrededor de 1978, que vamos a explicar a lo largo de esta entrada.

Vayamos por partes. Primero recordemos los conceptos matemáticos relacionados con esta obra, en particular, el concepto de grupo abstracto.

Un grupo es un conjunto, llamémosle G, con una operación *, de modo que a partir de dos elementos a y b del conjunto G, nos da un nuevo elemento, a * b, del conjunto G, y tal que dicha operación verifica una serie de axiomas:

i) propiedad asociativa, a * (b * c) = (a * b) * c, para todos los elementos a, b y c de G;

ii) elemento identidad, existe un elemento e de G tal que a * e = a = e * a;

iii) elemento inverso, para cada elemento a de G, existe un elemento b (llamado inverso, y que suele denotarse como a–1) tal que a * b = e = b * a. Los grupos son abelianos si se cumple la propiedad conmutativa, es decir, si para cualesquiera elementos a y b de G, a * b = b * a, pero no todos los grupos son abelianos.

Dos ejemplos cotidianos de grupos, en el sentido de que los manejamos en nuestro día a día, son los números enteros Z con la operación suma +, o los números reales R con la operación producto x.

El matemático inglés Arthur Cayley (1821-1895), del que se puede leer en el libro Cayley, el origen del álgebra moderna (RBA, 2017), describía la estructura de los grupos finitos (es decir, con un número finito de elementos) mediante la tabla de los productos de los elementos del grupo, la llamada tabla de Cayley, en la que se colocan a la izquierda y arriba de la tabla los elementos del grupo y en las casillas correspondientes (como en el juego de los barcos) se sitúa el producto de los mismos.

Tabla de Cayley genérica de cualquier grupo con 6 elementos. Para cada grupo finito hay que conocer cada una de esas entradas. Por ejemplo, si g1 es el elemento identidad e, entonces la primera fila y columna del grupo de 6 elementos, serían g1, g2, g3, g4, g5 y g6.

Veamos, por ejemplo, la tabla de Cayley de un grupo finito de seis elementos.

Tabla de Cayley del grupo finito de seis elementos, 1, α, β, γ, δ, ε, satisfaciendo las relaciones α2 = β, = 1, α * γ = δ, γ * α = ε y δ * γ = α.

 

La tabla de Cayley de un grupo de n elementos realmente sería la tabla de tamaño n x n con todos los productos posibles entre los elementos del grupo, sin tener en cuenta ni la primera fila (por arriba), ni la primera columna (por la izquierda), que ya aparecen en la tabla interior en la fila y columna correspondientes al elemento identidad (en el ejemplo anterior tenemos una tabla 6 x 6, donde la primera fila y columna se corresponden efectivamente con el elemento identidad 1).

Aunque el ejemplo de grupo abstracto que genera la obra Iconic Group Table es muy interesante e ilustrativo, como puede verse más abajo.

A continuación, recordemos el concepto de cuadrado latino. Un cuadrado latino de orden n es un retículo cuadrado de tamaño n x n en el que cada entrada es un número del 1 al n (aunque bien podrían considerarse n símbolos cualesquiera, por ejemplo, las letras del alfabeto latino que utilizó el matemático suizo Leonhard Euler o los colores utilizados por Lohse), de tal forma que cada número de {1,…, n} aparece una vez, y sólo una vez, en cada fila y cada columna.

Cuadrado latino de orden 6. En cada fila y cada columna aparece una vez, y solo una vez, cada una de las cifras 1, 2, 3, 4, 5, 6

 

Las propiedades del grupo abstracto hacen que la tabla de Cayley de los grupos finitos sean cuadrados latinos de orden igual al número de elementos del grupo. La explicación matemática es esta: si G = {g1, g2,…,gn} y si en una fila, por ejemplo, la del producto del elemento gk apareciese un mismo elemento en dos entradas (que es lo que ocurriría si no fuese un cuadrado latino), entonces existirían dos elementos distintos del grupo, gi y gj, tal que gk * gi = gk *gj (los valores de las dos entradas), y multiplicando por la izquierda por el inverso de gk, tendríamos que gi = gj, lo cual no es posible ya que los elementos gi y gj son distintos. Y lo mismo para las columnas.

Por ejemplo, el cuadrado latino de la imagen anterior es el que se corresponde con el grupo de seis elementos que habíamos mostrado más arriba, donde el 1 es la unidad (1) del grupo, el 2 es el elemento α, el 3 es el elemento β, el 4 es el γ, el 5 es el elemento δ y el 6 es el elemento ε. De esta forma la tabla de Cayley del grupo de seis elementos es exactamente el cuadrado latino mostrado, como puede observarse.

Pero vayamos ya con la parte artística de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica, la obra titulada Iconic Group Table, de John Ernest, y su relación con la teoría de grupos.

Banda de Moebius (1971-72), del artista estadounidense John Ernest, realizada en Madera, metal, contrachapado y pintura alquídica, con un tamaño de 2,44 x 2,14 x 0,58 metros. Pertenece a la colección de la Tate Gallery de Londres. Fotografía de Paul y Susan Ernest, en la página de la Tate Gallery

 

John Ernest (1922-1994) fue un artista estadounidense afincado en Inglaterra desde 1951. Se convirtió en miembro del grupo de los constructivistas británicos (también conocidos como construccionistas) junto a artistas como Victor Pasmore, Kenneth Martin, Mary Martin, Anthony Hill, Stephen Gilbert y Gilliam Wise, y posteriormente, estuvo relacionado con el Grupo Sistemas –Systems group–, interesado en formas de arte sistemáticas y matemáticas.

En un artículo de 1961 para la revista Structure, John Ernest escribió algo así:

“Supongo que estoy tratando de conseguir parte de la belleza de un sistema matemático formal en una experiencia visual, porque es este tipo de belleza en las matemáticas –donde la hermosa maquinaria abstracta entra en acción– lo que me conmueve más profundamente”.

Mosaic Relief n. 4 (1966), de John Ernest. Imagen de la Tate Gallery

 

O también, en el catálogo de la exposición Four Artists Reliefs, Constructions and Drawings, que tuvo lugar en el Victoria and Albert Museum de Londres, en 1968, escribió:

“Me gusta hacer cosas en las cuales los elementos sean distintos y en las que cada decisión sea segura e inequívoca. Mis elementos son cuadrados, triángulos, líneas y otras formas simples. Sus propiedades de color y distintas cualidades de superficies, junto con otras cuestiones como los niveles de relieve, la distancia entre los elementos, etc. constituyen mi paleta. Principalmente trabajo combinando estos elementos – tanto de forma material o en mi mente. Yo organizo y reorganizo mis elementos básicos hasta que haber configurado un montaje que me complazca o que satisfaga mis condiciones previas de trabajo.

Dos intereses principales subyacen en mi trabajo. Uno es el medio físico del relieve mismo y el otro es mi interés por las estructuras matemáticas. Pueden ser fundamentalmente diferentes, pero no son incompatibles. Me parece a mí que la separabilidad de las partes del relieve proporciona una contraparte física a los conjuntos de elementos de un sistema matemático. Sin embargo, los dos intereses rara vez se equilibran en una sola obra. Los relieves que tengo en esta exposición muestran un sesgo hacia la explotación de propiedades físicas (la excepción es el “relieve lineal 1” que intenta ser ingenioso sobre la reflexión bilateral). Los dibujos están estructurados de manera más rigurosa y originalmente se diseñaron como análogos visuales de tablas de grupos particulares.”

Como decíamos al principio de esta entrada, la obra de John Ernest que nos interesa es Iconic Group Table, de alrededor de 1978, que es un ejemplo contundente del uso del concepto de grupo abstracto como herramienta de creación artística.

Iconic Group Table, de alrededor de 1978, de John Ernest, cuyas dimensiones son 214 x 214 x 58 cms.

 

La parte elevada y destacada de la pieza, que es de un tamaño importante, recuerda a un tablero de ajedrez de tamaño 8 x 8. Y es precisamente ese tablero central el que ilustra una tabla de Cayley de un cierto grupo abstracto con ocho elementos, que mostraremos a continuación, con una operación de grupo que es la “diferencia simétrica” de la teoría de conjuntos.

Para empezar, mostremos los ocho elementos que componen este grupo, que son ocho elementos geométricos, los ocho cuadrados siguientes, de base blanca con un trazado geométrico negro dentro. En realidad, John Ernest utilizó trazos curvos, mientras que yo he considerado trazos rectos en esta reproducción de sus elementos.

Los ocho elementos del grupo abstracto considerado por John Ernest para su obra Iconic Group Table

La operación es la diferencia simétrica de la teoría de conjuntos. La diferencia simétrica de dos conjuntos es la unión de los conjuntos menos su intersección. Es decir, dados dos conjuntos A y B, su diferencia simétrica es A ∪ B – A ∩ B. Si tenemos en cuenta que la zona negra de cada diseño es “nuestro conjunto” en cada elemento, veamos cómo se realiza la diferencia simétrica en dos casos distintos.

Por lo tanto, la tabla de Cayley para el grupo formado por los anteriores ocho elementos (a, b, c, d, e, f, g, h), con la operación diferencia simétrica es la siguiente.

Los ocho elementos del grupo abstracto considerado por John Ernest para su obra Iconic Group Table

 

El elemento d es la identidad del grupo (a x d = a, b x d = b, …) y todos los elementos del grupo son de orden 2, es decir, multiplicados por sí mismos da la identidad (a x a = d, b x b = d, …).

La parte que representa el artista John Ernest en esta obra es la tabla de Cayley, es decir, la 8 x 8 correspondiente a las operaciones del grupo. Aunque ha cambiado el orden de las filas como aparece indicado en la siguiente imagen.

Podéis comprobar que la obra Iconic Group Table se corresponde con la tabla de Cayley de la estructura de grupo abstracto que hemos definido arriba, pero con el cambio en el orden de las filas que acabamos de indicar.

Para terminar con esta estructura, podríamos dar el cuadrado latino asociado a la tabla de Cayley de este grupo abstracto. Para empezar, quedémonos con la parte correspondiente a los resultados de los productos entre los elementos del grupo, es decir, la tabla 8 x 8, y pintemos las casillas de colores en función del elemento que está en la misma.

Y, por último, sustituyamos las letras por números: a es 1 (amarillo), b es 2 (naranja), c es 3 (rojo), d es 4 (violeta), e es 5 (azul), f es 6 (verde oscuro), g es 7 (verde claro) y h es 8 (rosa). Es un cuadrado latino de orden 8.

Otra obra de John Ernest con una construcción similar es Borromean rings (1971).

Borromean rings (1971), de John Ernest, de dimensiones 100 x 150 cm. Imagen de Jonathan Clark Fine Art

 

Cerramos esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con un par de obras más del artista John Ernest.

Mosaic Relief no. 1 (1960), de John Ernest, de dimensiones 127 x 189 cm. Imagen de Jonathan Clark Fine Art

 

Maqueta del artista John Ernest para un mural en relieve para el Sexto Congreso de la Unión Internacional de Arquitectos de 1961

 

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Cayley, el origen del algebra moderna, RBA, 2017.

2.- Paul Ernest, John Ernest, A Mathematical Artist, Philosophy of Mathematical Education Journal, Number 24, 2009.

3.- Alan Fowler, A Rational Aesthetic, Philosophy of Mathematical Education Journal, Number 24, 2009.

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 La teoría de grupos en el arte contemporáneo: John Ernest se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El arte contemporáneo que mira al Tangram
2. John Rainwater no existe
3. Pál Turán: teoría de grafos y fábricas de ladrillos

Javier Duoandikoetxea

Elur ugari ekarri zigun neguak Euskal Herrira eta halakoetan edonon agertzen diren paisaia zuritu ederrak erakutsi zizkiguten hedabideek. Baina begiekin ikusten ez den edertasuna ere badu elurrak, Zientzia Kaiera honetako Izotz-kristalen zientzia artikuluan Leire Sagronizek eta Ainara Sagronizek azaldu zigutenez. Matematikak ere badu bere “elur-maluta” (egokiago izango litzateke “izotz-kristala” deitzea), benetako horiek bezain polita. XX. mendearen hasieran asmatu zuen Helge von Koch matematikari suediarrak. Ez, ordea, benetako izotz-kristalen eredu modura, kurben propietate matematiko bati begira baizik.

1. irudia: Helge von Koch (1870-1924). (Iturria: Wikipedia – domeinu publikoko argazkia)Von Kochen kurba

Von Kochek proposaturiko kurba urratsez urrats eraikitzen da. Hasteko, hartu zuzenki bat. Ondoren, kendu zuzenkiari erdiko herena eta haren ordez luzera bereko zuzenki bi ipini, 60o-ko angeluak osatuz (ikus 2. irudia). Beste moduz batez azalduta, erdiko herena oinarri hartuta egin triangelu aldeberdin bat; gero, oinarria kendu eta beste alde biak utzi. Jardunbide hau izango da oinarrizko prozesua.

2. irudia: Oinarrizko prozesua: zuzenkiaren erdiko herena kendu eta haren ordez luzera bereko zuzenki bi ipini 60o-ko angelua eginez. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

Orain lau zuzenki ditugu eta bakoitzari oinarrizko prozesua egingo diogu. Horrela, zuzenki bakoitzaren lekuan haren luzeraren herena duten lau zuzenki agertuko dira. Bigarren urratsean, 16 zuzenki ditugu eta bakoitzarekin oinarrizko prozesua eginda, 64 zuzenkira pasatuko gara, eta abar. Ikus 3. irudian lehen urratsak.

3. irudia: Von Kochen kurbaren eraiketaren lehen urratsak. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

Behin eta berriro oinarrizko prozesua eginez, kurba-segida bat dugu eta limitean lortzen den kurba (“infinitu urrats” egin ondoren, alegia), horixe da von Kochen kurba.

Non dago elur-maluta? Hasieran zuzenki bakarra erabili ordez, triangelu aldeberdin baten hiru aldeak erabiliz gero, lortzen den kurba itxiak simetria hexagonala du eta oso irregularra da. Nolabait izotz-kristal baten itxura duelako eman zioten “elur-maluta” izena. Ikus 4. irudia. Esan dezadan von Kochek bere artikuluan zuzenki bakarrarekin eraikitako kurba baino ez zuela proposatu, geroko irudia da elur-malutarena.

4. irudia: Triangelu aldeberdin batekin hasita, behin eta berriro oinarrizko prozesua eginez, von Kochen elur-maluta lortzen dugu. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)5. irudia: Triangeluarekin hasita eta prozesua barruko aldera eginez, beste kurba polit hau lortzen da. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

 

Testuinguru matematikoa

Zergatik asmatu zuen von Kochek kurba hori? Haren artikuluaren izenburuak azaltzen digu arrazoia: “ukitzailerik gabeko kurba jarraitu bat, oinarrizko eraiketa geometriko baten bidez lortua”. Arkiv för Matematik aldizkari suediarrean argitaratu zuten 1904an.Testuingurua ulertzeko, komeni da gogoratzea 30 urte lehenago Karl Weierstrass alemaniarrak erakutsi zuela lehen aldiz funtzio jarraitu bat ez zuena deribaturik ezein puntutan. Intuizioaren aurkako zerbait zen, puntu batzuetan deribaturik ez izan arren, besteetan (gehienetan, egia esateko) deribagarria izatea espero baitzitekeen funtzio jarraituetarako. Ohi bezala, behin portaera “patologikoa” duen funtzio bat lortuta, beste adibide batzuk ere agertu ziren.

Planoko kurbetarako deribaturik ez izatea ukitzailerik ez izatea da, norabide zehatzik ez izatea, alegia. Weierstrassen kurbaren grafikoa da, beraz, ukitzailerik inon ere ez duen kurba horietako bat. Von Kochen iritziz, bai adibide hori, bai eta geroko beste batzuk ere, analitikoki emanak ziren eta, ukitzailea izatearena edo ez propietate geometriko bat izanik, interesgarria zen geometrikoki eraikitzea halako kurba bat. Hortik bururatu zitzaion bere kurba.

Kurbak inon ere zuzen ukitzailerik ez duela ziurtatzeko, ez da nahikoa haren itxura erabat irregularra dela esatea, froga matematiko bat behar da eta horixe zen von Kochek artikuluan erakutsi zuena.

Ikuspegi fraktala

Von Kochen kurbaren luzera infinitua da. Urrats bakoitzean aurreko urratseko kurbaren luzera 4/3-rekin biderkatzen da eta limitean lortzen den kurbaren luzera infinitua da. Are gehiago, edozein bi puntu hartuta kurban, haien arteko kurba zatiaren luzera ere infinitua da. Aldiz, azalera 0 da (kurbaren azaleraz ari gara hemen).

Duela 50 urte inguru sortu zen fraktalen teoria matematikoak biziberritu zuen von Kochen elur-maluta. Luzera dimentsio bateko objektuen neurria izanik, eta azalera dimentsio biko objektuena, kurba “handiegia” zen luzerarekin neurtzeko eta “txikiegia” azalerarako. Ez da egongo “bitarteko dimentsio” bat objektu horri hobeto egokitzen zaiona? Neurrien ikuspegitik dimentsio ez-osoak aspalditik zeuden proposatuta eta modu bat baino gehiago dago dimentsio horiek definitzeko (ez denak baliokideak, gainera). Dimentsio fraktala deritzona erabiliz, von Kochen kurbari log 4/log 3= 1.2618595… dagokio.

Autoantzekotasuna

Kurbaren zati baten gainean zooma egiten badugu, kurba bera ikusiko dugu errepikatuta beste eskala batean. Hori betetzen duten objektuei “autoantzekoak” esaten zaie. Propietate hori aipatzen da askotan fraktalen ezaugarri modura, baina ez dute fraktal guztiek betetzen. Bai, ordea, von Kochen kurbak.

Hiru aipu matematikako kurba bereziei buruz

Deribaturik gabeko kurba jarraituak existitzen zirela argi geratu zen arren, ez ziren matematikari guztien gustuko objektuak. Hona hemen puntako matematikari biren iritziak:

Charles Hermite, 1893: Aldendu egiten naiz asalduraz eta izuz deribatu gabeko funtzio jarraituen zauri tamalgarri horretatik.

Henri Poincaré, 1899: Antzina, funtzio berri bat asmatzen zenean, helburu praktiko batekin izaten zen; gaur egun apropos asmatzen dira gure aiten [sic] arrazoibideak agerian uzteko, eta ez zaie inoiz hori baino gehiago aterako.

Horien ospe handia gorabehera, Jean Perrin fisikaria (1926ko Nobel sariduna) beste iritzi batekin agertu zen urte batzuk geroago. Les atomes liburu famatuaren sarreran adierazi zuen:

Jean Perrin, 1913: Matematikariek ulertu dute arrazoibide geometriko delakoen zorroztasun falta eta, esaterako, umekeria dela, kurba bat marraztuz, frogatu nahi izatea funtzio jarraitu guztiek deribatua dutela. Deribatua duten funtzioak sinpleenak eta lan egiteko errazenak izanda ere, salbuespena dira; edo, nahiago baduzue hizkera geometrikoan adierazita, ukitzailerik ez duten kurbak dira araua, eta kurba oso erregularrak, zirkunferentzia esaterako, kasu interesgarriak dira, baina oso partikularrak.

Denborak —eta matematikak— Perrini eman zion arrazoia: 1931n Stefan Banach poloniarrak frogatu zuen funtzio jarraitu “gehienak” (esanahi matematiko egoki batekin) ez direla deribagarriak.

Eta ariketa bat

Elur-malutaren kurbak (4. irudia) eskualde bat mugatzen du planoan. Irakurle saiatuari proposatuko diodan ariketa hau da: kalkulatu eskualde horren azalera. Hasierako triangeluarena bider 8/5 lortu behar da. Barruranzko eraiketak (5. irudia) ere eskualde bat mugatzen du eta kasu horretan azalera triangeluarena bider 2/5 da.

Egileaz:

Javier Duoandikoetxea Analisi Matematikoko Katedradun erretiratua da UPV/EHUn.

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Ilustración: Ian Cuming / Getty Images

Poco después de que Lise Meitner y Otto R. Frisch sugiriesen que el neutrón incidente provoca una desintegración del núcleo de uranio en «dos núcleos de aproximadamente el mismo tamaño», se descubrió que los elementos transuránidos también pueden formarse cuando el uranio se bombardea con neutrones. En otras palabras, la captura de un neutrón por el uranio a veces conduce a la fisión y otras veces a la desintegración beta. La desintegración beta da como resultado la formación de isótopos de los elementos de número atómico 93 y 94, posteriormente denominados neptunio y plutonio [1]. La presencia de ambos tipos de reacción, fisión y captura de neutrones seguidos de desintegración beta, había sido la responsable de la anterior dificultad y confusión en el análisis de los efectos de los neutrones sobre la diana de uranio.

La interpretación de los experimentos abrió dos nuevos campos de actividad científica: la física y la química de los elementos transuránidos y el estudio de la fisión nuclear en sí. El descubrimiento de la fisión nuclear llevó a que se investigase sobre ella en todo el mundo, y se obtuvo mucha información nueva en poco tiempo.

Se descubrió que el núcleo de uranio, después de capturar un neutrón, puede dividirse en uno cualquiera de más de 40 pares de fragmentos diferentes. El análisis radioquímico mostró que los nucleidos resultantes de la fisión tienen números atómicos entre 30 y 63 y números de masa entre 72 y 158. Sin embargo, los nucleidos de masa media no son los únicos productos de la fisión. En un hallazgo que resultó tener una importancia extraordinaria, también se descubrió que en la fisión también se producen neutrones; el número medio de neutrones emitidos suele estar entre dos y tres por núcleo fisionado. La siguiente reacción indica solo una de las muchas formas en que se puede dividir un núcleo de uranio.

El bario-141 y el kripton-92 no son nucleidos «naturales» y no son estables; son radiactivos y se desintegran por emisión beta. Por ejemplo, el bario-141 puede descomponerse en praseodimio-141 por la emisión sucesiva de tres partículas beta, como se muestra en el siguiente esquema (los números entre paréntesis son los periodos de semidesintegración):

Fuente: Cassidy Physics Library

De manera similar, el kripton-92 se transforma en circonio-92 mediante cuatro desintegraciones beta sucesivas.

Se descubrió también que solo ciertos nucleidos son fisionables. Para estos, la probabilidad de que un núcleo se rompa cuando se bombardea con neutrones depende de la energía de los neutrones utilizados. Los nucleidos uranio-235 y plutonio-239 pueden fisionarse cuando se bombardean con neutrones de cualquier energía, incluso de 0,01 eV o incluso menos. Por otro lado, el uranio-238 y el torio-232 se fisionan solo cuando se emplean neutrones con energías cinéticas de 1 MeV o más.

La energía liberada en la fisión de un núcleo pesado es de unos 200 MeV. Este valor se puede calcular comparando masas atómicas en reposo de reactivos y productos [2]. La liberación de energía en la fisión por átomo es más de un millón de veces mayor que en las reacciones químicas, y más de 20 veces mayor que en las reacciones nucleares más comunes, donde suele ser inferior a 10 MeV.

Hubo un resultado mucho más importante y trascendente para todas las personas que tuvieron conocimiento del mismo: en condiciones apropiadas, los neutrones liberados en la fisión pueden, a su vez, causar la fisión en átomos de uranio vecinos y, por lo tanto, en una muestra de uranio puede desarrollarse un proceso conocido como reacción en cadena. La combinación de una gran liberación de energía y la posibilidad de una reacción en cadena en los procesos de fisión es la base del uso civil y militar de la energía nuclear.

Notas:

[1] En honor a los dos planetas del sistema solar más allá de Urano.

[2] O de la curva de la energía de enlace nuclear por nucleón que vimos aquí.

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

El artículo Fisión nuclear (3): más neutrones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Fisión nuclear (2): el núcleo se parte en dos
2. Fisión nuclear (1): los elementos transuránidos
3. Energía de enlace nuclear y estabilidad

Ziortza Guezuraga

Urtxintxa hegalariaren fluoreszentzia aurkitzeak bidea ireki dio bestelako animalietan fluoreszentzia bilatzeko… eta topatzeko.

Urtxintxa hegalari arrosa batekin hasten da istorio hau. 2017an, argi ultramoredun (UV) lanpara baten laguntzarekin gauez likenak aztertzen ari zela, Jonathan G. Martinek zarata entzun eta lanpararekin urtxintxa hegalari (Glaucomys) batera begira jarri zen. Zer eta arrosa kolore fluoreszentea zuela ikusteko.

Behaketa horrek ikerketa zientifikoa abiarazi eta Field Museum of Natural History (Illinois, AEB) eta Science Museum of Minnesota (Minnesota, AEB) museoetako hiru urtxintxa hegalari gautar espezie ezberdinetako (G. oregonensis, G. sabrinus, and G. volans) 109 indibiduo eta eguneko hiru espezieko (Sciurus carolinensis, S. niger, eta Tamiasciurus hudsonicu) 26 indibiduo aztertu zituzten. Gautarrak ziren 109tik, 108tan fluoreszentzia arrosa ikusi zuten. Eguneko espezieen kasuan ez zen fluoreszentziarik ikusi inongo kasutan.

1. irudia: Glaucomys generoko urtxintxa hegalariak arrosa kolorea dute UV lanparapean. (Argazkia: Kohler, Allison et. al. (2019)-tik eraldatua)

Fluoreszentzia zer da, baina? Argiaren uhin luzera baxuak absorbitu eta uhin luzera altuagoak igortzean datza. Kasu honetan, argi ultramorean absorbitu eta espektro ikusgarrian igortzea.

2. irudia: Espektro elektromagnetikoa. Argiaren uhin luzera baxuak absorbitu eta uhin luzera altuagoak igortzen dira fluoreszentzian. (Argazkia: Ziortza Guezuraga)

Field Museum of Natural Historyko bilduman harago joan ziren aurreko ikerketan parte hartu zuten zenbait ikertzailek. Museoan zeuden animalia disekatuen bildumak UV lanparapean jarri eta zer eta ornitorrinkoak fluoreszenteak direla ikusi zuten. Monotrema ugaztunetan fluoreszentzia lehenengoz ikusi zuten. Bizirik dirauen ugaztun ordenarik zaharrena da monotrema, ornitorrinkoak eta ekidnak barne hartzen dituena.

Museoan disekatuta zeuden bi indibiduo aztertu zituzten: biak ala biak fluoreszenteak. Lortutako emaitzak berresteko hirugarren indibiduo bat aztertu zuten, Nebraskako State Museumean dagoen arra. Hau ere, fluoreszentea. Urtxintxa hegalariak fluoreszentzia arrosa bazuen, berde-urdina dute ornitorrinkoek. Hala ere, ikerketak duen lagin eskasa kontuan izanda, ondorioak ateratzea oso zail ikusten dute zientzialariek.

3. irudia: Fluoreszentzia berde-urdina dute ornitorrinkoek. (Argazkia: Kohler, Allison et. al. (2019)-tik eraldatua)Estatu Batuetatik Australiara

Ez da, baina, ornitorrinkoekin bukatu fluoreszentziaren istorio hau. Kanguru eta koalekin batera, Australiako animaliarik tipikoena da ornitorrinkoa eta, jakin-minak bultzatuta, Western Australian Museum-eko ugaztunen saileko kontserbatzaileak, Kenny Travouillonek, araknidoen departamentutik UV lanpara hartu eta bere bildumak aztertzen hasi zen.

Eta emaitzak ikusgarriak dira: Wombat espezie distiratsua, bilbien belarri eta isats deigarriak (Macrotis lagotis), bandicooten (Peramelidae) fluoreszentzia arrosa, kirikiñoak, ekidnak… denek agertu dute fluoreszentzia. Eta kanguruak? Ba ez, momentuz ez, behintzat.

After platypus was shown to glow under UV light, couldn’t resist trying bilbies… their ears and tails shine bright like a diamond! #bilby #uv pic.twitter.com/wL82RDdFYb

— Dr Kenny Travouillon (@TravouillonK) November 3, 2020

 

Estatu Batuetara bueltan, museoetan ez ezik, zoologikoetan ere sorrarazi du jakin-mina ornitorrinkoen fluoreszentziak eta Ohioko Toledo Zoon Tasmaniako deabrua jarri zuten UV lanparapean. Eta hauek ere, fluoreszente:

The Toledo Zoo is excited to report the first documented case of biofluorescence in Tasmanian devils!

Biofluorescence…

Publicada por The Toledo Zoo en Sábado, 5 de diciembre de 2020

Fluoreszentzia gauean?

Ezaugarri komuna dute fluoreszentzia duten animalia hauetako gehienek: gautarrak ala krepuskularrak dira, hau da, aktiboagoak dira gauez edo egunsenti/ilunabarrean. Zientzialariek, hala ere, ez dute batere argi zergatik ematen den fenomeno hau.

Fluoreszentzia gerta dadin argi iturria behar du eta gauez argi ultramore gutxi dago. Fluoreszentzia egoera nahiko berezian ematen da, beraz.

Nahiz eta aurkikuntza hauek oihartzun handia izan duten medioetan, aspaldi aurkitu zen fluoreszentzia bizidunengan. Landareengan lehendabizi, 1845ean, hain justu. Lignum nephriticum delakoan, uraren kolorea aldatzeko gai zen bi zuhaitz enborrez egindako diuretikoan.

Ornodun ugaztunen kasuan, dena den, ez ornitorrinkoak, ez urtxintxa hegalariak ez dira ezagutu diren lehen ugaztun fluoreszenteak. 1983tik ezagutzen da Estatu Batuetako zarigueia espezie batzuen kasua, Didelphis virginiana.

Fenomenoa ornogabeetan ere aurkitu da, anthozooetan (Aequorea victoria marmoka ezagunena), araknidoetan (eskorpioietan, esaterako), lepidopteroetan (tximeletetan, kasu). Baita bestelako ornodunetan ere. Arrainetan (koraletako arrezifetako hainbat espezietan) , anfibioetan (igeletan, arrabioetan), narrastietan (itsas dortoketan eta gekoetan) eta baita txorietan (hontzetan eta lanperna-musuetan) ere.

Ezaguna zen, beraz, fluoreszentzia bai landare bai animalietan. Animaliengan fluoreszentzia, orokorrean, gutxi ikertutako fenomenoa da.

Bilatu gabe, aurkikuntza deigarria egin zuten urtxintxa hegalarien fluoreszentzia topatu zuten zientzialariek. Eta aurkikuntza horrek bidea eman die ezaugarri hori bestelako animalietan bilatzeko eta baita aurkitzeko ere.

Erreferentzia bibliografikoak:

Kohler, Allison, et. al. (2019). Ultraviolet fluorescence discovered in New World flying squirrels (Glaucomys). Journal of Mammalogy,  100 (1), 21–30. DOI: https://doi.org/10.1093/jmammal/gyy177

Anich, Paula., et. al. (2020). Biofluorescence in the platypus (Ornithorhynchus anatinus). Mammalia. https://doi.org/10.1515/mammalia-2020-0027

Iturria:

Casella, Carli (2020). The Mystery of The Platypus Deepens With The Discovery of Its Biofluorescent Fur. Science Alert. 2020ko urriaren 31.

Egileaz:

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

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 Jon Kepa Izaguirre Campoverde

 

Cubiertos fabricados con bioplásticos. Fuente: Wikimedia Commons

Según la Asociación Europea de Bioplásticos (European Bioplastics e.V.), bioplástico es un término genérico que describe tanto los plásticos de origen renovable, es decir de base biológica, como los que tienen la propiedad de ser biodegradables (incluidos los derivados del petróleo).

La biodegradabilidad no depende del tipo de materia prima utilizada para su fabricación, sino que está vinculada a la estructura química del compuesto, además llevar la etiqueta de bioplástico no siempre implica ser biodegradable. De hecho, no todos los plásticos procedentes de fuentes renovables son biodegradables, así como no todos los plásticos derivados de fuentes no renovables son persistentes. En este sentido, los bioplásticos son una familia de materiales poliméricos que tienen base biológica, son biodegradables o cumplen ambas características (Pathak et al., 2017), (Figura 2).

Clasificación de los bioplásticos según su origen y biodegradabilidad. Fuente: European Bioplastics

La mayor ventaja de los bioplásticos biodegradables es que tras su utilización (fin de vida) se descomponen en un tiempo relativamente corto, lo cual reduce enormemente su impacto ambiental. Otra gran ventaja es que, si se fabrican a partir de recursos naturales renovables, como por ejemplo residuos orgánicos, es posible transformar ese residuo en un recurso y al mismo tiempo evitar su acumulación en vertederos o directamente en la naturaleza (Matsakas et al., 2017).

Por otra parte, los bioplásticos no biodegradables como el polietileno, el polipropileno y el cloruro de polivinilo se fabrican a partir de fuentes renovables como el bio-etanol o el bio-isobutanol. Estos materiales, no biodegradables y de base biológica, son iguales que los fabricados a partir de fuentes no renovables y por esa razón la gestión de los residuos generados al final de su vida útil es idéntica (Sidek et al., 2019). Sin embargo, hay dos diferencias fundamentales entre los bioplásticos no biodegradables y los plásticos convencionales. La primera de ellas es que la fabricación de los plásticos convencionales es mucho más barata porque la industria del plástico lleva décadas produciendo estos materiales, tiene un mercado más amplio y su capacidad de producción es mayor. La segunda está relacionada con el impacto ambiental, y es que el impacto ocasionado durante la fabricación de los bioplásticos es menor, ya que o su origen es renovable o son biodegradables (Ross et al., 2017).

Es evidente que los bioplásticos aportan beneficios a la economía y al medio ambiente. Su fabricación a partir de recursos renovables promueve la sostenibilidad, reduciendo la acumulación de residuos, limitando la huella de carbono y disminuyendo la dependencia de combustibles fósiles (Kaur et al., 2018). Lo cual se alinea con los fundamentos de la economía circular y la iniciativa de Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) impulsada por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) (Karan et al., 2019). La conciencia creada con los bioplásticos junto con las nuevas normativas está impulsando el crecimiento de esta industria, y se espera que en los próximos años la producción mundial de estos materiales crezca considerablemente (“European Bioplastics,” 2019).

Referencias:

European Bioplastics [WWW Document], 2019. 

Karan, H., Funk, C., Grabert, M., Oey, M., Hankamer, B., 2019. Green Bioplastics as Part of a Circular Bioeconomy. Trends Plant Sci. 24, 237–249.

Kaur, G., Uisan, K., Ong, K.L., Ki Lin, C.S., 2018. Recent Trends in Green and Sustainable Chemistry & Waste Valorisation: Rethinking Plastics in a circular economy. Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 9, 30–39.

Matsakas, L., Gao, Q., Jansson, S., Rova, U., Christakopoulos, P., 2017. Green conversion of municipal solid wastes into fuels and chemicals. Electron. J. Biotechnol. 26, 69–83.

Pathak, S., Sneha, C., Mathew, B. B., 2014. Bioplastics: Its Timeline Based Scenario and challenges. Journal of Polymer and Biopolymer Physics Chemistry. Vol. 2, no. 4: 84-90.

Ross, G., Ross, S., Tighe, B.J., 2017. Bioplastics: New Routes, New Products, Brydson’s Plastics Materials: Eighth Edition. Elsevier Ltd.

Sidek, I.S., Draman, S.F.S., Abdullah, S.R.S., Anuar, N., 2019. Current Development on Bioplastics and Its Future Prospects: an Introductory Review. INWASCON Technol. Mag. 1, 03–08.

Sobre el autor: Jon Kepa Izaguirre Campoverde es doctor en química por la UPV/EHU

El artículo Bioplásticos, no todos son biodegradables se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias

Zenbait elementu kimiko ezagunak zaizkigu; oxigenoa edota burdina, esate baterako. Egunero ditugu ahotan elementu horien izenak. Baina normala izaten da, eskolan izan ezik, elementu gehienen berririk ez izatea. Selenioa (Se), adibidez, oso ezezaguna da. Agian, ikusiko genuen lozio edo xanpuren baten formulazioan, edo jakin dugu iraganean elektronikan erabili izan zela, korronte-artezgailuak egiteko. Eta, horretaz gain, ezer gutxi.

1817an aurkitu zuten selenioa, Jakob Berzelius suediar baroiak –kimika modernoaren gurasoetako bat dela esaten da– Joseph Gottlieg Gahn kimikari eta lankidearekin batera. Beraien lantegian azido sulfurikoa ekoizten zuten eta, horretarako lehengaitzat, Falungo meategitik zetorren pirita erabiltzen zuten. Meategia oso ezaguna da: 1000. urtearen inguruan ustiatzen hasi eta, ordutik, Europan kontsumitutako kobrearen % 75 handik lortzen baitzen, harik eta 1998. urtean itxi zen arte, jada ez zelako errentagarria. Hiru urte geroago, Unescok gizateriaren ondare izendatu zuen.

Irudia: Alde batetik, selenio amorfo beltz gardena (geruza gris fin batekin) eta, bestean, selenio amorfo gorria. (Argazkia: W. Oelen – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Azido sulfurikoa ekoizteko prozesuak kolore gorriko prezipitatu edo hauspeakin bat (hondakin solidoa) uzten zuen. Berzeliusek hasieran uste izan zuen artseniko konposatu bat zela. Baina haren usainak beste elementu bat gogorarazten zuen, telurioa, hain zuzen ere. Telurioa 1782an aurkitu zuten, eta selenioak badu nolabaiteko antza horrekin. Horregatik, eta 35 urte lehenago aurkitutako elementuari, Tellus (Lurra) izen latindarra gogoan izandako deitu zitzaiolako, Berzeliusek Selenium deitu zion elementu berriari, Seleneri erreferentzia eginez, hau da, antzinako Grezian ilargia pertsonifikatzen zuen jainkosari.

Daniel Torregrosak bere Del mito al laboratorio liburu gomendagarrian kontatzen duenez, Selene Endimion gazteaz maitemindu zen, leinu ospetsuko hilkorra bera; baina hilkorra, azken batean. Beraz, bere maitea hilezkor bihurtzeko eskatu zion Zeus handiari, eta Zeusek –halakoak egiteko zaletasuna zuenak, nonbait– onartu zuen eskaria, baina baldintza batekin: Endimion betiko lo geratuko zen. Haren betiereko loa ez zen oztopo izan, ordea, Selene gauero bere maitearekin ohera zedin. Joan-etorri haiek zirela-eta, dirudienez, berrogeita hamar alaba erditzera iritsi zen Selene. Harrigarria da, halako balentriaren ostean, nola ez zuten emankortasunaren jainkosa izendatu, dudarik gabe, merezi zuen ohorea baitzen. Kasualitateak nahi izan du, gainera, gizonezkoen antzutasun modu bat, espermaren mugikortasun murritza ezaugarri duena, selenio gabeziaren ondorio izatea.

Selenioa funtsezkoa da bizitzarako. Nahiz eta kontzentrazio handietan oso kaltegarria izan eta hilgarria ere izan daitekeen, kontzentrazio egokietan (apaletan) beharrezkoa da bizi-funtzioak normalak izan daitezen. Horregatik sartu ohi da bitamina anitzeko konposatu konplexuetan eta gehigarri dietetikoetan.

Bizi-funtzioak behar bezala izateko behar den kontzentrazio-tarte estu horrek ondorio bitxiak bezain garrantzitsuak ditu. Janariarekin edo urarekin gehiegi hartu izanagatik, selenioak pozoitu egin ditu animaliak eta gizakiak. Zenbait aintzira, ibai eta badiatan, selenioaren kontzentrazio toxikoak aurki daitezke, industria-jatorriko kutsaduraren ondorioz.

Baina kontzentrazio txikiegia ere kaltegarria da ingurumenerako. Bizitzaren historian gertatu diren hiru espezie-iraungitze handi –periodo ordoviziar, devoniar eta triasikoaren amaieran gertatutakoak– ozeanoetako selenio-kontzentrazioaren murrizketa handiekin lotu izan dira. Aitzitik, duela bostehun milioi urteko bizitza-eztandari, Kanbriar periodokoa, mesede egin ziola uste da, orduan sortu baitziren animalia talde gehienak.

Egileaz:

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

 

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El 13 de enero de 1951, el Club de Exploradores de Nueva York celebró su 47ª Cena Anual en el Hotel Roosevelt de esa ciudad. Esta organización reúne a investigadores de campo, a exploradores a la antigua, de los que buscan, recorren y estudian los lugares más desconocidos e inhóspitos del planeta. Si quieren conocer más sobre este Club vayan a su página web, merece la pena.

En esa 47ª Cena de 1951, el menú incluía, entre otras delicatesen gastronómicas, carne de mamut. Por cierto, no he conseguido averiguar la receta y, por eso, me he imaginado que sería un chuletón. Deseos personales, más que nada. En fin, según recuerdan Jessica Glass y su grupo, de la Universidad de Yale, la carne prehistórica se dijo que venía de un mamut encontrado en la isla Akutan, en Alaska, y lo habían descubierto dos miembros del Club: el padre Bernard de Rosencras Hubbard, conocido como el “Padre Glaciar”, jesuita y profesor de la Universidad de Santa Clara que, por cierto, está en Silicon Valley, California; y el capitán George Francis Kosco, de la Armada de Estados Unidos.

Varios periódicos difundieron el extraordinario menú y esa carne, miles de años congelada, capturó la imaginación del público y se convirtió en una leyenda que, todavía hoy, llena de orgullo al Club de Exploradores.

Fuente: Wikimedia Commons

Toda esta historia podía haber quedado en una anécdota más bien chistosa y poco creíble pero Jessica Glass descubrió que una muestra de aquella carne, después de muchas vueltas, acabó depositada en el Museo Peabody de Historia Natural de la Universidad de Yale, su propia universidad. La guardó el empresario y comandante Wendell Phillips Dodge y se la entregó a Paul Griswold Howes, Conservador del Museo Bruce, de Greenwich, en Connecticut, que tenía que haber participado en la cena y no pudo por otros compromisos. Quizá Dodge pensaba que Howes quería probar la carne pero lo que hizo el Conservador del Museo fue ponerla en líquido fijador y depositarla en el Museo.

Y ahora encontramos otra de las incógnitas de la famosa cena. Howes escribió en la etiqueta que la carne era de Megatherium, el perezoso gigante de Sudamérica que se extinguió hace unos 10000 años, más o menos a la vez que los mamuts. La carne podía haber sido de mamut, aunque luego volveré sobre ello, pues se decía que procedía de Alaska y en Norteamérica hay restos del mamut Mammuthus primigenius; al Megatherium solo se le conoce de Sudamérica. Sería una sorpresa para los paleontólogos que apareciera en Alaska, en la isla Akutan, según aseguran las crónicas de aquella controvertida cena. No hay que olvidar que un magnífico ejemplar de megaterio se exhibe en el Museo Nacional de Historia Natural de Madrid, recibido directamente de Argentina a finales del siglo XVIII.

Pero fue el comandante Dodge el que, en la revista del Club de Exploradores, aclaró que todo había sido una broma. Aseguraba que había descubierto una “poción milagrosa” que transformaba una tortuga marina del género Chelonia, procedente del Océano Índico, en un perezoso gigante de las Aleutianas, en Alaska. Era la especie de tortuga marina Chelonia mydas, especie en peligro de extinción e ingrediente principal de la sopa de tortuga que, por cierto, también se incluía en aquel menú de 1951.

Cuando, entre otros medios de comunicación, el The Christian Science Monitor dio la noticia de la cena transformó el perezoso gigante en un mamut, lo que cautivó a los lectores, se extendió la noticia y así ha llegado hasta nosotros. Muchos años más tarde, en 2016, el periódico rectificó la noticia publicada en 1951.

Muestra de la carne servida en la cena de 1951. Fuente: Yale Peabody Museum of Natural History

Pero aquel trozo de carne, supuestamente de perezoso gigante, que guardó el comandante Dodge y entregó al Conservador Howes que, a su vez, lo depositó en el Museo Bruce, acabó en el Museo Peabody de la Universidad de Yale donde Jessica Glass y su grupo lo localizaron en 2014. Decidieron hacer una análisis de ADN para ver si era posible aclarar de qué animal procedía. El resultado apoya el escrito del comandante Dodge cuando confesó que la carne pertenecía a la tortuga marina Chelonia mydas. Y tortuga fue lo que cenaron aquella noche los miembros del Club de Exploradores de Nueva York.

Volvamos a los mamuts y su extinción. Son animales míticos que, desaparecidos hace unos 10000 años, es la especie más mencionada en una nueva línea de investigación que propone, con las técnicas que ahora conocemos de clonación y análisis de ADN, recuperar especies extinguidas. Por cierto, hay expertos que han calculado que unos 150 millones de mamuts pueden estar congelados y enterrados en la tundra de Siberia. Suponen una gran cantidad de material para obtener datos y facilitar la recuperación de la especie. Es lo que se llama des-extinción, en traducción directa y sencilla del térmico en inglés “de-extinction”. Se define como “el proceso para resucitar especies extinguidas”, tal como proponen Douglas McCauley y su grupo, de la Universidad de California en Santa Barbara.

No falta mucho para que esta des-extinción sea posible técnicamente, y así pasar de la ciencia ficción a la ciencia, pero los expertos se preguntan cómo elegir las especies a recuperar. Cuando McCauley revisa lo publicado hasta ahora, encuentra que las propuestas son, en general, referidas a animales, con solo el 3% proponiendo plantas. Entre las especies animales las propuestas son para animales grandes, con el 6% para mariposas y moluscos y, claro está, el 48% mencionan al mamut. No es un objetivo prioritario de la des-extinción recuperar el mamut para degustar su, seguramente, enorme y exquisito chuletón, pero, por favor, no me lo discutan, es una idea demasiado atractiva como para ignorarla. Idea “sexy”, afirmaría Philip Seddon, de la Universidad de Otago, en Nueva Zelanda, en su escrito sobre la ecología de la des-extinción.

En una revisión más reciente sobre des-extinciones, publicada en 2018 por Ben Novak, de la Universidad Monash de Clayton, en Australia, se enumeran los proyectos que ahora están en marcha, aunque no hay muchas noticias sobre los resultados que se han obtenido hasta este momento. Los proyectos son siete y las técnicas más utilizadas son la clonación o los cruces controlados de variedades actuales para obtener características de las especies originales. Las especies que se busca des-extinguir son la cebra quagga, el uro, la tortuga gigante de la isla Floreana de las Galápagos, la paloma viajera de Norteamérica, el mamut lanudo, el gallo grande las praderas de Norteamérica y el moa de Nueva Zelanda.

El grupo de McCauley plantea la importancia de las consecuencia ecológicas de volver a colocar en el entorno especies que ya no están. Deben ser especies extinguidas, pero no desde hace mucho tiempo, para que el ambiente no haya cambiado demasiado, y, también, especies que puedan recuperar con rapidez los niveles de población que tenían antes de la extinción para que sus funciones en la ecología de la zona sea lo más parecidas a las originales.

Es evidente, como dice Philip Seddon, que pueden adaptarse mal a los entornos actuales que, es seguro, han cambiado de lo que eran en su época. No hay que olvidar la Hipótesis de la Reina Roja (Alicia a través del espejo, Lewis Carroll): hay que cambiar constantemente para permanecer en el mismo sitio pues este, en la historia de nuestro planeta, ya ha cambiado. Una especie extinguida es como si hubiera quedado detenida en su tiempo y, si se la des-extingue, llegará a un entorno diferente al que, quizá, no consiga adaptarse.

De todas maneras, algo se está haciendo para recuperar al mamut. El grupo de Hiromi Kato, de la Universidad Kinki, de Japón, ha hecho un primer intento utilizando la misma técnica que permitió la clonación de la oveja Dolly. Recuperaron núcleos de células de la piel y musculares de un mamut que había permanecido congelado unos 15000 años. Inyectan esos núcleos en óvulos de ratón de laboratorio a los que han retirado su núcleo y observan si los óvulos inician el desarrollo de estructuras que lleven a la división y a la formación de un embrión que, en su caso, será de mamut. Entre el 55% y el 67% de los óvulos trasplantados sobreviven pero ninguno inicia el proceso de formación del embrión. Un resultado negativo que ayuda a proponer hipótesis para solucionar este primer paso, aunque es un resultado muy interesante que se hayan conservado núcleos congelados durante 15000 años.

Yuka. Fuente: Wikimedia Commons

Nuevos datos llegan desde la Universidad Kindai, en el Japón, y del grupo liderado por Kazuo Yamagata. Han utilizado tejido de un mamut congelado hace 28000 años en Siberia, al que han nombrado Yuka. Es músculo del que aíslan núcleos celulares con su genoma y los trasplantan a ovocitos de ratón. Detectan, por microscopía, como los ovocitos con núcleos de mamut se activan y comienzan los procesos habituales para dividirse. Sin embargo, los autores no confirman la formación de nuevas células. Es un método nuevo para evaluar la actividad biológica de núcleos celulares en especies extinguidas.

También empezamos a conocer el genoma del mamut. Webb Miller y sus colegas, de la Universidad del Estado de Pennsylvania, han secuenciado el ADN de dos mamuts que llevaban 18500 años congelados. Los primeros datos son prometedores y muestran, como se suponía, un origen cercano entre el mamut y el elefante africano lo que ha llevado a proponer que la técnica de trasplante de núcleos que utilizó Kato se debería aplicar sobre óvulos de elefante, no de ratón de laboratorio.

Hace unos años, en 2015, Beth Shapiro, de la Universidad de California en Santa Cruz, comunicó que el grupo de George Church, de la Universidad de Harvard, había conseguido insertar fragmentos de ADN de mamut en el genoma del elefante asiático, su pariente evolutivo vivo más cercano. Este resultado abre una nueva vía para la des-extinción de especies. Solo hay que recordar que en la película Jurassic Park se completaba el genoma de dinosaurios con el de rana y, así, conseguían la clonación de la especie extinguida. Church afirma que su objetivo es clonar elefantes con los genes del mamut que los adaptan a climas más fríos. Nunca se han publicado los resultados de Church.

Es curioso que hace unos años los debates sobre la clonación del mamut eran entre los entusiastas de la ciencia ficción y los medios de comunicación, y a menudo, en los más sensacionalistas. Ahora, en estos debates también intervienen los expertos en biología del desarrollo. Y, para ver cómo iba este debate, Pasqualino Loi y sus colegas, de la Universidad de Teramo, en Italia, revisaron las bases de datos con lo publicado hasta 2013. Fue sencillo pues, hasta esa fecha, solo un trabajo, el de Hiromi Kato que hemos comentado antes, se había publicado en 2009.

Pero, quien sabe, quizá en un futuro cercano no veamos al mamut por los campos pero, en cambio, encontremos su chuletón, o por lo menos su hamburguesa, en la estantería de los supermercados. Ya se produce carne en el laboratorio a partir de células musculares, según publican, en una revisión, Derrick Risner y sus colegas, de la Universidad de California en Davis. Sin embargo, sale muy cara, poco económica, quizá es más bien, por la poca y cantidad y el alto precio, una delicatesen de gourmet más que un producto popular. El futuro con chuletón de mamut sale muy caro, carísimo. Por ahora.

Referencias:

Church, G. M. 2013. Please reanimate reviving mammoths and other extinct creatures is a good idea. Scientific American 309: 12.

Glass, J.R. et al. 2016. Was frozen mammoth or giant ground sloth served for dinner at The Explorers Club? PLOS One 11: e146825

Kato, H. et al. 2009. Recovery of cell nuclei from 15000 years old mammoth tissues and its injection into mouse enucleated matured oocytes. Proceedings of the Japan Academy B 85: 240-247.

Loi, P. et al. 2014. Cloning the mammoth: A complicated task or just a dream? En “Reproductive Sciences in Animal Conservation”, p. 489-502. Ed. por W.V. Holt et al. Springer Science – Business Media. New York.

McCauley, D.J. et al. 2017. A mammoth undertaking: harnessing insight from functional ecology to shape de-extinction priority setting. Functional Ecology 31: 1003-1011.

Miller, W. Et al. 2008. Sequencing the nuclear genome of the extinct woolly mammoth. Nature 456: 387-390.

Novak, B.J. 2018. De-extinction. Genes doi: 10.3390/genes9110548

O’Carroll, E. 2016. Menu miscue: Yale study prompts mammoth newspaper correction. The Christian Science Monitor February 4.

Richmond, D.J. et al. 2016. The potential and pitfalls of de-extinction. Zoologica Scripta 45: 22-36.

Risner, D. et al. 2021. Preliminary techno-economic assessment of animal cell-based meat. Foods doi: 10.3390/foods10010003

Seddon, P.J. 2017. The ecology of de-extinction. Functional Ecology 31: 992-995.

Shapiro, B. 2015. Mammoth 2.0: will genome engineering resurrect extinct species? Genome Biology 16: 228.

Wikipedia. 2017. Mammoth. 25 November.

Wikipedia. 2021. Mammuthus. 19 enero.

Yamagata, K. et al. 2019. Signs of biological activities of 28.000-year-old mammoth nuclei in mouse oocytes visualized by live-cell imaging. Scientific Reports 9: 4050.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo El misterioso caso del chuletón de mamut se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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