Zientzia

Juanma Gallego Siberiako labar batean gertatzen ari den higadura neurtuta, permafrostaren urtzearen ondorioz karbonoa eta metanoa oso modu azkarrean askatzen ari direla egiaztatu dute.

Berrelikadura. Sorgin-gurpila. Feedback. Deitu nahi duzun moduan, baina kontzeptu hori klima aldaketaren inguruko testu batean irakurriz gero… tira, jarraian doazenak seguruenera albiste txarrak izango dira. Zientzialariek eredu klimatiko bikainak eraiki ahal dituzte, baina eredu horietan beti ere badira bi faktore ezezagunak direnak: gizakiok zenbat CO2 gehiago isuriko dugun eta berrelikadurak. Lehenengoari dagokionez, aldagai hori kontuan hartu daiteke, eta, hala, eredu horiek gradu zentigraduen arabera doitzen dira: 1,5 ºC, 2 ºC, 4 ºC … horien arabera osatzen dira aurreikuspenak, beldur dezente sortzen dutenetatik benetako amesgaizto baten parekoak direnetara arte.

1. irudia: Geruza aktibo baten azpian dago permafrosta. Gehiena izotza da, baina karbonoa eta metanoa ere daude bertan. (Argazkia: Alfred-Wegener-Institut/Guido Grosse)

Baina, haien izaera beragatik, berrikadurak kontuan hartzea guztiz zaila da, ez dagoelako batere garbi zer nolako ibilbidea izango duten: ozeanoen azidotzea, metano hidratoen askatze masiboa, izotz geruzaren albedoaren jaitsiera… horiek aurreikuspenak erabat aldatu ditzakete, kasu gehienetan, txarrerako norabidean.

Sorgin-gurpil horien artean, permafrostaren desagerpena da kezka gehien sortzen duenetako bat. Ez da gutxirako. Teknikoki, bi urte baino gehiago jarraian izoztuta dagoen lur geruza da permafrosta, baina gehienak milaka urte daramatza izoztuta. Lur idorraren ia laurden bat egoera horretan dago, batez ere Himalaiaren inguruan, Kanadan, Alaskan eta, bereziki, Errusian.

Horren gainetik, sakoneran lau metro arte izan ditzakeen geruza bat dago, lurraz eta detritu begetalez osatuta. Neguan izoztu eta udan urtzen den geruza aktibo honek isolatzaile baten funtzioa betetzen du, permafrosta babestuz. Arazoa da hainbat lekutan neguan gertatzen zen izoztea dagoeneko ez dela izaten. Hasiera batean bitxia izan badaiteke ere, elurte handiak daudenean arazoa handitzen da, lurreko beroa askatzen uzten ez duen tapaki baten efektua sortzen delako.

Tenperaturak gora ari direnez, udan ez ezik, mikrobioak denbora luzeagoz egon daitezke materia organikoa deskonposatzen, eta horrek isurien handitzea dakar. Ez da kontu hutsala. Kalkuluen arabera, geruza horretan 1.600-1.800 gigatona karbono egon daitezke, gutxi gorabehera atmosferan dagoen karbonoaren bikoitza, hain justu.

Karbono eta metano isurien aldean arazo askoz txikiagoa izanik ere, urtzearen beste ondorio bat bertan bizi diren bizilagunek nozitzen dute: lurren ezegonkortasunaren ondorioz, errepideek, eraikinek era bestelako azpiegiturek haien oinarriak galtzen dituzte, kalte ekonomiko eta sozialak sortuz. Horrez gain, eta permafrostaren bosten batek izotz gordailu handiak dituela kontuan izanda, laku txiki eta lokatzez osatutako paisaia sortzen da ingurune horietan.

2. irudia: Higaduraren ondorioz, Sobo-Sise izeneko labarreko lurrak Lena ibaira erortzen ari dira, duela 50.000 urtetik gordetako permafrosta askatuz. (Argazkia: Alfred-Wegener-Institut/Thomas Opel)

Ez dira ondorio bakarrak. Paleontologiaren alorrean ere zorioneko ezustekoak gertatzen ari dira, azken glaziazioan bizi ziren animalien arrastoak agertzen ari direlako, askotan ederki kontserbatuak gainera, hotzari esker. Zoritxarrez, ez dira askatuko diren arrasto bakarrak: oraindik kasu askorik ez bada ere, askoren ahotan dago gizakiarentzat edo beste bizidunentzat kaltegarriak izan daitezkeen birus edo bakterioen askatzea. Lehenengo kasuak ikertzen hasiak dira.

Egoeraren berri izateko, permafrosta abiadura handiz desagertzen ari den leku batera joan dira Artikoaren ikerketa helburu duen Alfred Wegener Institutuko adituak: Siberian (Errusia) kokatuta dagoen Lena ibaiaren deltara. Bertan permafrostaren higadura neurtu dute, eta horren ondorioz gertatzen diren karbono eta metano isuriak kalkulatu dituzte. Frontiers in Earth Science aldizkarian jaso dituzte emaitzak.

Satelite bidezko irudiak ere baliatu dituzte. Normalean horiekin ez dago permafrosta ikertzeko modurik. Espaziotik, adibidez, izotz bankisaren bilakaerari jarraipena egiteko aukera dago, baina permafrostaren desagerpena gehienetan ez da ondo ikusten. Kasu honetan, ibai batera doan labar baten higadura denez gero, sateliteak lagungarriak izan dira.

1960ko hamarkadatik hartutako irudiak aztertu dituzte, eta egiaztatu dute handik gaur egunera egoerak txarrera jo duela. Satelite bidez hartutako irudi horietan abiatuz, kalkulatu dute lehen hamarkada horietan batez bestean ibaiak urteko bost metro lur eramaten zituela, baina 2015 eta 2018 bitartean kopuru hori ia 16 metrokoa izan dela. Orotara, 1965-2018 artean 322 eta 679 metro artean galdu direla kalkulatu dute. Higaduraren tamaina “asaldagarria” da, zientzialarien hitzetan.

Satelite bidezko datuak aztertzeaz gain, tokian bertan ere arakatu dute lurraldea. Arreta berezia jarri dute Sobo-Sise izeneko labarrean. Gehienez 27 metro dituen egitura hau permafrostaren urtze prozesuaren puntu kritikoa da. Beste toki askotan bezala, bertakoa jedoma motakoa da, materia organiko —eta, ondorioz, karbono— asko duen permafrosta, hain justu. Baina baita izotz asko ere. Sobo-Siseren kasuan, %88 izotza da, eta gainerakoa lohia, zohikatza eta harea. Zohikatza da karbono eta nitrogeno gehien dituena, hein handi batean erdi deskonposatutako goroldioez eta ihiez osatuta dagoelako. Ez dira, gainera, duela gutxiko arrastoak: geruza horrek 50.000 urte inguru ditu.

3. irudia: irudia: Satelite bidezko irudiak ere baliatu dituzte Lena ibaiaren deltan izaten ari den lurren desagerpena aztertzeko. Irudian, Landsat 7 satelitearen bitartez 2000ko uztailean hartutako irudia. (Argazkia: NASA/USGS).

Hartutako laginekin, higaduragatik askatzen diren karbono eta metano kopuruak kalkulatzeari ekin diote. Metro kubiko bakoitzeko 26 kilo karbono eta bi kilo nitrogeno daudela ikusi dute. Hortaz, ondorioztatu dute 2015-2018 tartean 15.000 tona karbono eta 1.000 tona metano askatu direla Lena ibaira.

Askatzearen ondorioz, elementu horiek mikroorganismoen eskura daude orain. Karbono asko duten arrasto horiek prozesatzen dutenean, karbono dioxidoa askatzen dute atmosferara. Bestetik, isuriek Lena ibaian bertan bertako nutrienteen zikloa aldatzen dute, baina momentuz horren ondorioak zeintzuk izango diren zehazteko modurik ez daukatela aurreratu dute. Beste ekosistema askotan, lakuetan bereziki, nutrienteen gehiegizko emari horrek algen hazkunde handia ekarri du, eutrofizazioaren ondorioz urazpiko basamortuak sortuz.

Hortaz, prozesuak maila lokalean zein maila globalean eragina duela azaldu dute. “Lurretik ibaira eta handik Ozeano Artikora doaz karbono eta nitrogeno organikoa. Leku honetatik eta beste hainbat agertokitatik izaten den garraio honek Laptev itsasoko kostaldetik gertuko eremuetako geokimikan eta ekologian ondorio larriak izan ditzake, eta berdina gertatzen da antzinako karbonoaren eta nitrogenoaren mugimenduan eta isurian ere”, ohartarazi dute zientzia artikuluan.

Erreferentzia bibliografikoa:

Fuchs, M. et al. (2020). Rapid fluvio-thermal erosion of a yedoma permafrost cliff in the Lena River Delta. Front. Earth Sci. 8:336, 2020. DOI:doi.org/10.3389/feart.2020.00336

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

The post Abian diren aldaketen testigantza, permafrostaren amildegian appeared first on Zientzia Kaiera.

 En la primera entrega de la serie Arte Moebius (I) en el Cuaderno de Cultura Científica, después de explicar brevemente qué es una banda de Moebius, algunas de sus curiosas características –que posee una sola cara y un solo borde– y un pequeño experimento para realizar en casa, habíamos dedicado la entrada a mostrar unos cuantos ejemplos de esculturas basadas en esta curiosa superficie. Los artistas mencionados en dicha entrada fueron Max Bill, José Ramón Anda, John Robinson, Jeremy Guy, Vladimir Vasiltsov y Eleonora Zharenova, A. Z. Nalich, Ernst Neizvestny, Mariko Mori y Chambliss Giobbi.

Superficie sin fin (1974-75), del escultor suizo Max Bill. Imagen de Modern Design

 

En la presente entrada vamos a seguir realizando un recorrido por algunas interesantes, curiosas y hermosas esculturas inspiradas en la superficie de una sola cara y un solo borde.

Para empezar, vamos a reiniciar este paseo artístico matemático con el mismo escultor con el que terminamos la entrada anterior, el estadounidense Chambliss Giobbi (Nueva York, 1963). Este artista neoyorkino trabaja con diferentes perspectivas sobre la banda de Moebius en una serie de esculturas, que son móviles, en las que utiliza coches de juguete para crear collages tridimensionales.

En su escultura Circunvalación de Moebius (2012), que mostramos en la entrada Arte Moebius (I), la estructura que subyace es un prisma cuadrado “flexible” rotado media vuelta y pegado por los extremos generando una doble banda de Moebius, además colocado para formar el símbolo del infinito (la curva llamada Lemniscata de Bernoulli). En su escultura Hoja de trébol de Moebius (2013) la forma que tiene la escultura es un nudo de trébol. Y finalmente la escultura móvil Rampa de salida de Moebius (2012), que podéis admirar más abajo y que me recuerda a otro de los curiosos experimentos relacionados con esta superficie.

Rampa de salida de Moebius (2012), del artista estadounidense Chambliss Giobbi. Imagen de la página web de Chambliss Giobbi

Veamos el mencionado experimento. Para realizar este necesitamos únicamente una hoja de papel, de hecho, nos vale con una tira alargada con la que construir una banda de Moebius, un poco de cinta aislante para pegar los extremos de la cinta de papel y unas tijeras. Mientras que en la anterior entrada habíamos explicado lo que ocurría en una cinta normal y en una de Moebius cuando se cortan longitudinalmente las bandas por la mitad, ahora veremos qué ocurre si cortamos longitudinalmente las bandas, pero por una tercera parte de su anchura (véase el artículo de Marta Macho, Listing, Möbius y su banda ).

Cuando cortamos longitudinalmente una banda normal por un tercio de su altura el resultado son dos bandas normales, de la misma largura, pero anchuras distintas, una un tercio y otra dos tercios de la anchura original. Mientras que en el caso de una banda de Moebius el resultado son una banda de Moebius, igual de largo y con una anchura de un tercio de la original, y una banda normal retorcida, con el doble de largo y un tercio de ancho, ambas entrelazadas.

La escultura de Giobbi nos recuerda a este experimento, pero el escultor de Nueva York habría intercambiado las larguras, en la anterior escultura la banda de Moebius con coches de juguete tiene el doble de largura que la banda normal, y es mucho más ancha.

El siguiente escultor que quiero que nos encontremos en este paseo es el artista británico Richard Fox (1965) que, como muchos otros escultores interesados en la superficie de Moebius, trabaja tanto con la banda de una cara, como con la de dos caras. Richard Fox tiene dos series de esculturas, realizadas en bronce una y en mármol blanco otra, tituladas Moebius, una de las cuales vemos en la siguiente imagen.

Moebius V (2018), del artista británico Richard Fox, realizada en bronce y de tamaño 50 x 47 x 40 cm. Imagen de la página Jenna Burlingham Fine Art

 

Pueden verse más obras de la serie en la página web de Richard Fox. Así mismo, tiene dos series de obras tituladas Ravel (enmarañar o enredar), que son bandas normales con dos caras. En una de las series, White Ravel, cada una de las caras con un color diferente, blanco y arena.

White Ravel in A, XVI (2016), del artista británico Richard Fox, realizada en sicomoro con pigmento de tierra blanca y base de piedra arenisca. Imagen de la página web de Richard Fox

Para la exposición OneOak/Unroble, que tuvo lugar en el Real Jardín Botánico de Edimburgo en 2012, Richard Fox realizó una banda de Moebius anudada, como un nudo de trébol, en madera de roble.

Nudo de trébol de Moebius (2012), del artista británico Richard Fox, realizada en madera de roble. Imagen de la página de Syva Foundation

 

Otro artista que trabaja con la superficie de Moebius, así como con otras superficies geométricas y nudos “topológicos” es el escultor californiano T Barney, del que podéis admirar sus hermosas esculturas en la página T Barney Sculptures. Vamos a mostrar aquí dos ejemplos realizados en distintos materiales, piedra y bronce.

La primera escultura es Siringa (ninfa mitológica de Arcadia), realizada en piedra, en concreto, en arenisca de Arizona.

Siringa (ninfa mitológica de Arcadia), del artista estadounidense T Barney, realizada en arenisca de Arizona. Imagen de su página T Barney Sculptures

 

Podéis disfrutar de un video en el que se ve la escultura en movimiento, con algunos detalles de la misma, en particular, puede observarse el parecido de este material, arenisca de Arizona, con la madera, con la cual en ocasiones se confunde.

La siguiente escultura es Tisbe (figura femenina de la mitología griega), realizada en bronce con una pátina de jade (en la siguiente imagen), rubí, zafiro o turquesa.

Tisbe (figura femenina de la mitológica griega), del artista estadounidense T Barney, realizada en bronce con una pátina de jade. Imagen de su página T Barney Sculptures

 

Ypodéis disfrutar de un video en el que se ve la escultura en movimiento, con algunos detalles de la misma.

En el año 2000 celebramos en Bilbao el Congreso Internacional de Geometría Diferencial en memoria de Alfred Gray, dedicado al matemático estadounidense Alfred Gray (1939-1998) que había fallecido en otoño de 1998 durante una estancia de investigación en la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea. Uno de los invitados del congreso fue el escultor Helaman Ferguson, amigo de Alfred Gray, con quien este había colaborado para la realización de una serie de esculturas sobre la superficie minimal de Costa. Por este motivo, Helaman Ferguson realizó para el congreso una escultura con la superficie de Costa, The Alfred Gray Memorial Bronze D4, K 0 (2000).

The Alfred Gray Memorial Bronze D4, K (2000), del artista Helaman Ferguson, realizada con motivo del Congreso Internacional de Geometría Diferencial en memoria de Alfred Gray.

 

Pero la pieza más conocida de este escultor es Umbilic Torus / Toro umbilical (1988), que es una obra relacionada con la banda de Moebius. Expliquemos la estructura de la misma.

Recordemos que para construir una banda de Moebius tomamos una tira plana (de papel), giramos media vuelta uno de los extremos y lo pegamos al otro extremo. Imaginemos ahora que disponemos de un prisma triangular, largo y flexible (para poder manipularlo, aunque sea en nuestra imaginación), que giramos 120 grados, es decir, un tercio de vuelta, uno de los extremos y lo pegamos al otro extremo –triángulo extremo contra triángulo extremo-, entonces tendremos una figura geométrica que solamente tiene una cara. Esto se debe a que cada cara del prisma se continúa con la siguiente donde se juntan los extremos, tras el giro de 120 grados. Esta es la figura con la que trabajaba también el escultor británico John Robinson en su obra Eternidad (1980) y que vimos en la entrada anterior, Arte Moebius (I).

Para la escultura Toro umbilical, Ferguson utiliza no un prisma triangular, sino un prisma de deltoide, una curva de tipo triangular. A continuación, se muestra una ilustración de la curva conocida como deltoide (que realmente es la trayectoria de un punto de una circunferencia que rueda, sin deslizarse, dentro de otra circunferencia más grande, de tres veces su radio) y otra de la figura geométrica generada con el prisma de deltoide.

Deltoide. Imagen de Wikimedia Commons

 

Toro Umbilical. Imagen de Wikimedia Commons

 

Finalmente, la superficie de la escultura no es lisa, sino que Helaman Ferguson ha añadido la forma de la curva fractal de Hilbert, que es una “curva que rellena el plano” (aunque en esta entrada no entraremos en las cuestiones matemáticas de esta curva fractal; puede verse su construcción en la entrada Fractus, arte y matemáticas). Esta curva se define por un proceso iterativo infinito y el escultor incluye una de las primeras iteraciones para que la curva sea visible.

Seis primeras iteraciones de la curva de Hilbert. Imagen de Data Genetics

 

Finalmente, el resultado del trabajo de Helaman Ferguson fue la escultura Toro umbilical (1988), que podemos ver aquí.

Toro umbilical (1988), de Helaman Ferguson. Imagen de ACM Siggraph

 

En la página web de Helaman Ferguson podéis ver una versión que realizó en 2012 del Toro Umbilical, en bronce, de 8,5 metros de altura, y que está en el exterior del Centro Simons de Geometría y Física de la Universidad Stony Brook.

A continuación, me gustaría hablar de dos escultores muy interesantes y que utilizan la banda de Moebius de una forma muy particular, representando en la escultura el espacio alrededor de este objeto geométrico, en lugar de la propia superficie. Son el artista estadounidense John Ernest (1922-1994) y el artista japonés Keizo Ushio.

Keizo Ushio (Fukusaki, Prefectura de Hyogo, 1951) es un artista con una obra escultórica muy geométrica, que al igual que algunos otros artistas mencionados en este paseo, ha llamado fuertemente la atención de la comunidad matemática.

Conocí a Keizo Ushio en el International Congress of Mathematicians que organizamos en Madrid en agosto de 2006, cuando le invitamos a realizar una escultura en vivo en el exterior del Palacio Municipal de Congresos de Madrid.

El escultor Keizo Ushio y el matemático Raúl Ibáñez en el exterior del Palacio Municipal de Congresos en Madrid, junto a la escultura Oushi-Zokei ICM Madrid 2006 en proceso de realización

 

En la escultura Möbius in Space (2005) de Keizo Ushio, que mostramos más abajo, y en otras obras similares, el objetivo del artista no es representar la superficie de una sola cara y un solo borde, sino el espacio exterior que rodea a la misma. De manera que la cinta de Moebius es el “espacio vacío” en la escultura. El problema de esta idea es hacer visible esa superficie que no está y que está dentro de ese “espacio exterior”. Para ello, Keizo Ushio trabaja con el objeto geométrico tridimensional conocido en matemáticas como toro sólido. El toro es la superficie generada por una circunferencia que gira alrededor de un eje en el mismo plano de la circunferencia, y que esencialmente es la forma de un flotador, de manera que el toro sólido es el objeto tridimensional cuyo exterior es el toro, por lo que es como un donut.

El toro es una superficie geométrica que está generada por una circunferencia que gira alrededor de un eje. Imagen de Wikimedia Commons

 

El toro sólido va a jugar el papel de “espacio exterior” de la banda de Moebius, por lo tanto, tenemos que pensar en la banda de Moebius dentro del toro sólido.

Para entenderlo mejor, pensemos primero en la banda normal dentro del toro. Si consideramos todos los diámetros verticales de las circunferencias que rotadas forman el toro, estos segmentos forman una banda normal (dos caras y dos bordes), cuya anchura es el diámetro de esas pequeñas circunferencias del toro. ¿Cómo se obtendrá la banda de Moebius? Si consideramos primero un diámetro vertical y luego para las demás circunferencias del toro se van considerando los diámetros que van girando, desde ese vertical, de forma que al llegar al lugar de partida han dado medio giro, luego de nuevo es el diámetro vertical, esos segmentos forman una banda de Moebius dentro del toro. Pensemos que los segmentos representados en la siguiente imagen son los diámetros, que han girado media vuelta, de las circunferencias del toro, luego efectivamente es una banda de Moebius dentro del toro.

¿Cómo realiza Keizo Ushio este tipo de esculturas? Empieza con un bloque rectangular –con forma de paralelepípedo- de granito (suele trabajar con diferentes tipos de granito), que moldea con un martillo neumático hasta conseguir dejarlo con la forma de un toro sólido. Una vez conseguido el toro se trata de barrenar con el martillo neumático los diámetros que corresponden a la banda de Moebius.

El escultor japonés Keizo Ushio, durante el International Congress of Mathematicians Madrid 2006, barrenando el toro para formar el vacío de uno de los diámetros del toro para realizar la escultura Oushi-Zokei ICM Madrid 2006

 

Antes de continuar, veamos con un experimento casero qué pasaría en el caso de barrenar una banda normal dentro del toro sólido, como la descrita anteriormente. Para ello hemos cogido un donut (toro sólido), luego con un palillo chino (la barrena) hemos barrenado el donut (toro), pero con los diámetros verticales, creando un espacio vacío en el toro que es el vacío de “la banda normal”, que como tiene dos caras deja al exterior, el donut, con dos partes, la de fuera y la de dentro.

En el caso de la escultura Möbius in Space (2005) se barrenan los diámetros dando media vuelta, es decir, formando el vacío de la banda de Moebius, que como solo tiene una cara, el espacio exterior no puede dividirse en dos partes y es una sola pieza. En la siguiente ilustración, del profesor estadounidense de Ciencias de la Computación Carlo H. Séquin (véase Sculpture Designs by Carlo Sequin Inspired by Keizo Ushio), vemos un diagrama de esta idea.

El resultado de todas las ideas anteriores, es la escultura de Keizo Ushio, Möbius in Space (2005). En este caso, como el artista ha pintado el borde del espacio vacío, el impacto visual de la escultura es mayor.

Möbius in Space (2005), de Keizo Ushio, realizada en granito y con un tamaño de 3,2 x 3 x 2 metros. Imagen del Wall Street Journal [https://www.wsj.com¿Qué es lo que ocurriría en la anterior construcción si en lugar de barrenar los diámetros del toro girando media vuelta, lo hiciera ggirando una vuelta entera? Entonces tendríamos una banda normal –dos caras y dos bordes- retorcida. Por este motivo, en las esculturas de Keizo Ushio en las que barrena los diámetros del toro girados una vuelta entera la zona vacía es una banda normal retorcida, con dos caras, luego la escultura se separa en dos partes. Esto es lo que ocurre por ejemplo en la escultura Oushi-Zokei ICM Madrid 2006. Muchas personas relacionan esta escultura con la banda de Moebius, pero realmente es una banda normal retorcida, por eso se separa en dos partes.

Oushi-Zokei ICM Madrid 2006, del escultor Keizo Ushio, realizada durante el International Congress of Mathematicians Madrid 2006

 

La siguiente escultura, Dream Lens (2003), está realizada barrenando diámetros en el toro girando vuelta y media, desde el primero hasta volver al mismo, de forma que la parte vacía del toro es una banda de Moebius retorcida.

Dream Lens (2003), del escultor Keizo Ushio, realizada en granito azul y de tamaño 0,8 x 3 x 2 metros

 

Aunque podríamos hablar muchísimo más de la obra de este genial escultor japonés, vamos a terminar con una serie de esculturas en las cuales tanto el espacio exterior, como el espacio vacío, son bandas de Moebius. Una de las piezas de esta serie es la escultura Möebius in space (1990), que mostramos a continuación.

Möebius in space (1990), de Keizo Ushio, realizada en granito negro africano y con un tamaño de 2 x 2 x 1 metros, que está en Mihama, prefectura de Fukui

 

La escultura Banda de Moebius (1971-72), del artista constructivista abstracto británico John Ernest (1922-1994) está basada en una idea similar a la de la escultura Möbius in Space (2005) de Keizo Ushio, aunque con un tratamiento más rectilíneo. El espacio exterior es un paralelepípedo con un “agujero” en medio, de manera que es “topológicamente” como un toro sólido. El espacio vacío es una banda de Moebius, pero colocada de forma más rectilínea dentro del espacio en el que está, con el objetivo de que en la imagen global, de frente, veamos un cuadrado dentro de otro cuadrado. El resultado es una pieza impactante.

Banda de Moebius (1971-72), del artista británico 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

 

Volvamos a las representaciones de la propia banda de Moebius, pero en esta ocasión se trata de una escultura curiosa y colaborativa. La siguiente artista utiliza el material reciclado para crear sus obras de arte, es la artista valenciana Rosa Montesa. Como la propia artista explica en su página web, sobre esta escultura:

Esta escultura es un encargo de AIMPLAS [Centro Tecnológico en el sector del plástico]. El objetivo era que los trabajadores pudieran realizar colectivamente una pieza escultórica. La figura sobre la que están puestas las botellas es una Cinta de Moebius.

Cinta de Moebius realizada con material reciclado, botellas de plástico, a partir del diseño de la artista valenciana Rosa Montesa. Imagen de la web de Rosa Montesa

 

Para terminar, una pequeña sorpresa, al menos para algunas de las personas que estéis leyendo esta entrada. El artista surrealista catalán Salvador Dalí, que siempre estuvo muy interesado por las matemáticas y la ciencia, también quedó cautivado por la cinta de Moebius.

Algunos de los grifos del Castillo Gala Dalí, o Castillo de Púbol, tienen diseños con la banda de Moebius. Por ejemplo, los grifos de la bañera de la sala de baño de Gala, que era la antigua cocina de este castillo gótico.

Grifos de oro macizo de la bañera de la sala de baño de Gala, en el Castillo Gala Dalí, diseñados por Salvador Dalí a partir de la cinta de Moebius. Imagen de la guía secreta del Museo Dalí en Instagram

 

Así mismo, Salvador Dalí diseñó en 1970 una escultura con la forma de la Banda de Moebius, para ser realizada en pasta de vidrio por la casa Daum.

Escultura de pasta de vidrio, diseñada por Salvador Dalí a partir de la cinta de Moebius y realizada por la casa Daum. Imagen de The Dalí Universe

 

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 Arte Moebius (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Arte Moebius (I)
2. El teorema de Pitágoras en el arte
3. Arte y geometría del triángulo rectángulo: Broken Lights

Uxune Martinez

Osasun-krisi batean berregokitzen dira herritar gehienak eta portaera moldatzen dute arau berriak jarraituz. Baina gomendatzen diren ohitura berriak denbora luzez bete behar badira, aldaketak ez dira erraz normalizatzen, are gehiago giza elkarrekintzaren ohiko jardunak aldatu behar direnean.

Horrelako egoerei aurre egiteko osasun publikoko kanpainak abiatzen dira, herritarrak ohartarazteko, sentsibilizatzeko eta kalteak murrizteko. Kanpaina ugarik sentimenduak erabili dituzte (errukia, beldurra, lotsa…) arreta bereganatu eta herritarren lankidetza lortzeko. Estrategia hau asmo onenarekin erabili bada ere, ezin da ahaztu kontrako erantzunak eragin ditzakeela. Esaterako, erresistentzia eta portaera transgresoreak.

1. irudia: Kanarietako Gobernuko Osasun Sailak uztailean martxan jarri zuen publizitate kanpainaren irudi bat. Kanpaina herritarrak kontzientziatzeko helburuaz bideratu zen. Esaterako, familiarekin edo lagunekin egiten diren bileretan gomendioak ez betetzeak dituen arriskuez ohartarazteko. (Argazkia: Kanarietako Osasun Saila)

Kanarietako Gobernuak publizitate kanpaina bat jarri zuen martxan uztailean COVID-19aren arriskuei buruz informatu eta herritarrak sentsibilizatzeko. Uztailetik hona bideo-sorta bat argitaratu du. Lehenak, aitonaren urtebetetzea ospatzeko familiako bazkari bat erakusten du, urtebetetzeko pastel, kandela, opari eta guzti. Baina ospakizunak aitona ZIUra darama, festan kutsatzen baita. Azken bideoak eskolara buelta du ardatz. 10-12 urteko alaba batek amari, eskolan hasi behar duela eta, lasai egoteko esaten dio eta bizitzan zehar amak erakutsi dizkion jarrera egoki guztiak birpasatzen dituzte etxeko txoko gozoan: semaforoa gorri dagoenean espaloian itxaroten, adorea izaten gauzak esateko eta segurtasun neurriak hartzen koronabirusaren aurrean. Bideoak minutu bat pasatxokoak dira eta gure sentimenduak ukitu nahi dituzte ikus-entzunezko deiadarren bidez.

Bi hilabeteren ondoren, herritarrak nekea eta iritzi negatiboak agertzen hasi dira euren Gobernuko marketin estrategia dela eta (batez ere sare sozialetan). Hainbat arrazoi ematen dituzte: mezu ezkorrak bideratzen dituztela eta beldurra sustatu, lar betegarriak direla, formetan ez dutela asmatu, bideoetan agertzen diren familia ereduak urrun daudela bertako errealitatetik, edota ez direla koronabirusaren aurrean lanean ari direnei babesa emateko baliagarriak (adibidez, eskoletako langileak, irakasleak, zuzendaritza taldeak eta abar).

Beraz, galdetu diezaiokegu gure buruari: eraginkorrak al dira honako kanpainak?

Geu vs gainerakoak

Osasunaren arloko marketin sozialeko kanpaina gehienek portaeran eragitea dute helburu, neurri jakin batzuk har ditzagun. Neurri horiek ez jarraitzeak dakartzan ondorioak erakusten dizkigute horrelako kanpainetan: heriotza goiztiarrak, elbarritasun fisikoak, ingurukoen atsekabea edo kaltea gure ongizatean. Segurtasun-uhalaren aldeko edota tabakoaren aurkako kanpainek agerian utzi dute zer nolako eragina duen gure bizitzan eta osasunean gomendiorik ez jarraitzeak. Aldiz, koronabirusaren inguruko hainbat kanpainak gure portaerak besteengan duen eragina azpimarratu dute. Hau da, lehen motako kanpainetan, portaera aldaketaren zuzeneko onuraduna “geu” gara eta bigarren kasuan onuradunak “gainerakoak” dira; gure jokabideak koronabirusaren aurrean ahulenak diren pertsonak babesten ditu.

2. irudia: 2008. urtean Osasun eta Kontsumo Ministerioak GIBaren eta sexu-transmisiozko beste infekzio batzuen prebentziorako eta diagnostiko goiztiarrerako abian jarritako kanpainaren irudia. (Argazkia: Osasun Ministerioa)

Julia Marcus epidemiologoaren ustez, Estatu Batuetan maskaren erabileraren inguruan sortu diren zalantzak eta aurkako iritziak maskarak “besteak” babesteko direla mezuan dute oinarria. Hau da, mezu publikoek azpimarratu dute erabilerak ondokoa babesten duela, ez dute erakutsi norberarengan duen onura, eta horrek ez dio erabilerari bultzada eman; kasu askotan kontrakoa sustatu du. Izan ere, maskara ipintzeak ez badu gure burua babesten, ez erabiltzeak egoera berdinean uzten gaitu, beraz, askok uko egin dio erabiltzeari.

Baina “geu” eta “besteak” binomioan badago ere kezkarako beste ardatz bat. Osasun publikoko komunikazioa aztergai duen Deborah Lupton soziologoak, bere aldetik, aipatzen du kanpaina hauetan dikotomia argi bat plazaratzen dela. “Bestea” desberdina balitz bezala agertzen zaigu: segurtasun-uhalik erabiltzen ez duena, alkohola edan eta kotxea hartu eta istripu bat eragiten duena, higiene neurririk hartu ez eta hurbilekoa kutsatzen duena. Hori bestea da. Begi-bistan “errudun” bat agertzen zaigu, hau da, bestearen portaerak arrisku bat dakarkigu eta horrek talde batzuen marjinazioa eta estigmatizazioa sortzen du, eta baita lotsa, antsietatea eta beldurra, jasan daitekeen gaitzespenaren aurrean.

Adituen ustez, kontuan izan behar da, kasu batzuetan, portaera horiek faktore sozial eta ekonomikoen elkarreragin konplexuari zor zaizkiola. Beraz, “neu” eta “bestea” figura kontrajarri gisa aurkezteak eragina izan dezake dagoeneko baztertuta dauden taldeak gehiago alboratzeko orduan. Izan ere, egoera ahulean dauden taldeek zailtasunak izan ditzakete osasun publikoko publizitate kanpainek proposatzen dituzten neurriak hartzeko, eta horrek are gehiago kaltetzen ditu.

Hortaz, ondo aztertu beharko lirateke aurretik, alde batetik, kanpainek bideratuko dituzten mezuak eta mezuarekin bat zabaltzen diren irudiak eta istorioak.

Bumeran efektua

Izan ere, kanpaina batek ez baditu aurrekoak kontuan hartzen kontrako emaitzak jaso ditzake.

Gizarte-psikologian bumeran efektua deritzogu norbait limurtzeko lanetan ari garenean hura konbentzitu beharrean kontrako jarrera jasotzeari. Besteak beste, bumeran efektua ager daiteke askatasun murrizketa bat sentitzen denean, aldaketak galera ekonomiko bat eragiten digunean edo eskatzen zaizkigun neurriak hartzeko baliabide nahikorik ez dugunean. Orduan, desadostasuna edo ezintasuna erakusten da arauei uko eginez edo hauek hautsiz.

3. irudia: Mexikoko haurren eta helduen diabetesaren eta obesitatearen eragile nagusietako bat freskagarrien kontsumoa dela eta, “12 koilarakada” izeneko informazio eta sentsibilizazio kanpainaren irudi bat. (Argazkia: Alianza por la Salud Alimentaria)

Bumeran efektutzat har ditzakegu, esaterako, koronabirusa dela eta egunotan ikusten diren 10 pertsona baino gehiagoko bilerak egiteko edo kale-zurrutean ibiltzeko debekuen urraketak. Gomendio biak betetzeak errotuak egon diren ohituren aldaketa eta elkarreragin sozialei uko egitea dakar askorentzat, are gehiago hainbat hilabeteko itxialdiaren ostean. Betebeharra, beraz, gure askatasunari muga bat jarriko balitzaio bezala ikus daiteke eta, ondorioz, hainbatek agerikoak egiten dituzte desadostasuna eta erresistentzia erakundeek bultzatu nahi dituzten jarreren kontrakoa eginez.

Ezezko erantzunak erakusle

Osasun publikoko marketin kanpainek bereganatzen dituzten ezezko erantzunei nekez erreparatzen zaie tentuz eta arretaz. Baina kontrako erantzunak oso baliagarriak dira testuinguruaren berri izateko. Hau da, aukera bat ematen du ezagutzeko zer dela eta ez diren onartzen irizpideak eta hartzaile horiek zein egoeratan dauden. Horrela, neurri lagungarriak jar daitezke martxan.

Esaterako, egun bizi dugun egoeran gazteei elkarrekin jarduteko aukeren berri eman ahal zaie iragarki laburren bidez (herrietako kultur agendak zabalduz, aire zabalean egin ditzaketen jarduerak zeintzuk diren erakutsiz, aisialdirako proposamenak eginez…), kale-zurrutetik harago egitekorik badagoela erakutsiz. Helduei, segurtasun tarteak eta higiene neurriak betetzeak duten onurak erakutsi diezaiekegu baina modu positiboan. Horrelako jarrerek duten baliagarritasuna azpimarratuz, esaterako, osasun sistemaren zama minimizatzen laguntzen dutela erakutsiz eta, adibidez, horrek duen onura ekonomikoa agertuz.

Azken finean, jendeari osasun publikoaren estrategiari buruz gustatzen ez zaiona antzemateak, oztopoak non dauden ikusten eta arazoak ulertzen lagunduko digu. Eta jakina da, behin problema bat ulertzen dugunean, errazagoa zaigula berorri heltzea.

Iturriak:

• Lupton, Deborah (2012ko uztailaren 29a). What does the yuck factor acieve in anti-obesity campaigns? The Conversation.
• Lupton, Deborah (2015).The pedagogy of disgust: the ethical, moral and political implications of using disgust in public health campaigns. Critical Public Health,25 (1), 4-14. DOI: 10.1080/09581596.2014.885115
• Ophir, Yotam (2018ko abuztuaren 21a). Los medios de comunicación fallan a la hora de informar sobre epidemias. The Conversation.
• Marcus, Julia (2020ko ekainaren 23a). The dudes who won’t wear masks. The Atlantic.

Egileaz:

Uxune Martinez, (@UxuneM) Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko Zabalkunde Zientifikorako arduraduna da eta Zientzia Kaiera blogeko editorea.

 

The post Osasun publikoko kanpainak etxekalte direnean appeared first on Zientzia Kaiera.

Foto:  Brian Suh / Unsplash

Cuando hablamos de la impureza de las muestras radiactivas pusimos como ejemplo que, de 1,000,000 de átomos de 218Po presentes en una muestra recién preparada, solo quedarían alrededor de 10,000 después de 20 min, y el resto se habría desintegrado en átomos de 214Pb y sus productos hijos. Solo 3 minutos después de la preparación de la muestra pura de 218Po el 50% de los átomos originalmente presentes en la muestra se habrían desintegrado. En el caso del radio (226Ra), la mitad de los átomos de radio en una muestra recién preparada de radio tardaría 1620 años en transformarse en átomos de radón.

Estos dos ejemplos ilustran el hecho experimental de que las muestras de elementos radiactivos presentan una gran diferencia en sus velocidades de desintegración. Estas diferentes velocidades son el resultado promedio de muchos eventos individuales de desintegración diferentes que ocurren al azar en una muestra. Si nos centramos en un átomo concreto de cualquier elemento radiactivo, nunca podemos saber cuándo se desintegrará; algunos pueden desintegrarse tan pronto como se producen, mientras que otros puede que nunca se desintegren. Aún así, se ha encontrado experimentalmente que dada una muestra que contenga átomos radiactivos de un mismo tipo [1], la fracción de estos átomos que se desintegra por segundo es inmutable [2] y siempre la misma para un número lo suficientemente grande de átomos de ese tipo. [3] Esta fracción es casi completamente independiente de todas las condiciones físicas y químicas, como temperatura, presión o combinación química. [4]

Este hecho experimental tiene consecuencias muy importantes. Digamos, por ejemplo, que 1 de cada 1000 de los átomos de una muestra pura recién preparada se desintegra durante el primer segundo. Entonces, cabe esperar que 1 de cada 1000 de los átomos restantes se desintegre durante el siguiente segundo. Igualmente, 1/1000 de los átomos que quedasen después de 10 s se desintegrarán durante el undécimo segundo, y así sucesivamente. De hecho, durante cualquier segundo siguiente, 1/1000 de los átomos que quedan al comienzo de ese segundo se desintegrarán, al menos hasta que el número de átomos restantes no sea lo suficientemente grande y que las predicciones se vuelvan muy inciertas.

Dado que la fracción de átomos que se desintegra por unidad de tiempo es una constante para cada tipo de átomo, el número de átomos que se desintegran por unidad de tiempo disminuirá en proporción al número decreciente de átomos que aún no han cambiado. En consecuencia, si hacemos una gráfica del porcentaje de átomos inalterados supervivientes en función del tiempo, se obtiene una curva como la de la figura siguiente.

Gráfica de la desintegración de una especie radiactiva con periodo de semidesintegración de 2 minutos. Fuente: Wikimedia Commons

El número de átomos en una muestra que se desintegra por unidad de tiempo se denomina actividad de la muestra. Por lo tanto, la gráfica también representa la forma en que la actividad medida de una muestra disminuiría con el tiempo. La curva que muestra el número de átomos que no se han desintegrado aun en función del tiempo se aproxima asintóticamente al eje del tiempo; es decir, el número de átomos supervivientes se reduce, pero solo se acerca a cero [5]. Esta es otra forma de decir que no se puede asignar un “tiempo de vida” definido en la que todos los átomos originales de una muestra se habrán desintegrado.

Sin embargo, es posible especificar el tiempo requerido para que se desintegre cualquier fracción cualquiera y arbitraria de una muestra, la mitad, un tercio o el 67%, por ejemplo. Por conveniencia a la hora de hacer comparaciones, se optó en su momento por la fracción 1/2. Rutherford denominó half-life, periodo de semidesintegración [6], al tiempo necesario para la desintegración de la mitad de los átomos originales de una muestra pura (símbolo T1/2). Cada tipo de átomo radiactivo tiene un periodo de semidesintegración único [7].

Notas:

[1] Para muestras de un mismo isótopo. Introducimos el concepto de isótopo más adelante en la serie, por lo que ahora preferimos la perífrasis.

[2] En el sentido de que no puede alterarse.

[3] Esta frase en negrita es fundamental para comprender la radiactividad.

[4] Este hecho convierte a algunas especies radiactivas en excelentes relojes para distintos usos. Probablemente la técnica más conocida que hace uso de uno de estos relojes es la datación por carbono-14.

[5] Lo de que es una curva asintótica es una simplificación. Conforme la muestra se hace más pequeña nos encontraremos fluctuaciones estadísticas que serán significativas, por lo que la curva ya no será tal, sino una serie de escalones.

[6] Hay que apresurarse a decir que half-life no es vida media, sino semivida. Vida media es un concepto de física de partículas y se refiere a una partícula concreta. En radiactividad hablamos de una población de átomos, por tanto de semivida y, más concretamente de periodo de semidesintegración.

[7] Lo que implica que el periodo de semidesintegración de un elemento se puede utilizar para identificar el tipo de elemento radiactivo.

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

El artículo Periodo de semidesintegración se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La impureza, por definición, de las muestras radiactivas
2. La radiactividad no es una reacción química
3. Un modelo simple de gas

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Dmitri Beliaiev genetista zen, eta Mendelen genetika zientzia faltsutzat hartzen zeneko garai eta herrialde batean bizi eta lan egin zuen. Herrialdea Errusia zen, eta garaia, berriz, Iosif Stalinek Sobietar Batasuna gobernatzen zuenekoa, XX. mendearen erdialdeko hamarkadak, hain zuzen. Genetista batzuei zigor gogorrak ezarri zizkieten zientziarekiko atxikimendua izateagatik, eta zenbaitzuk hil ere egin ziren horregatik. Beliaievek, ordea, Larrugintzarako Animalien Ugalketako Departamentuan zuen lanpostua mantentzea lortu zuen, bere ikerlanak fisiologia ikerketa gisa aurkezten zituelako. 1948an, ordea, kendu egin zioten departamentuko zuzendari kargua. 1953an, Stalin hil zenean, gauzak hobetu egin ziren genetistentzat, eta 1958an SESBeko Zientzien Akademiako Siberiako Dibisioan hasi zen lanean, eta horko Zitologia eta Genetika Institutuko zuzendari izendatu zuten 1963an, eta lanpostu hori izan zuen hil arte (1985).

Institutu horretan, Liudmila Trut zientzialariarekin batera, esperimentu bat garatu zuen, zeina biologiaren historian irismen handieneko bat bihurtu den, bai iraupenagatik (martxan jarraitzen du), bai edukiagatik. Azeri zilarkarak (Vulpes vulpes espeziaren barietate bat) itxian hazi zituzten, eta belaunaldi bakoitzetik otzanenak hautatzen zituzten. Hamargarren belaunaldian, kumeen % 18 otzanak ziren, eta hogeigarrenean, berriz, otzantasun hori banakoen % 33ra ere iritsi zen. Horrela, otzanenak hautespen artifizial bidez ugaltzeko programa baten bidez, azeri zilarkara etxekotuak lortu zituzten.

Irudia: Bi azeri gazte hirigunean. (Argazkia: Klaus Reiser – erabilera publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Beliaiev eta Truten esperimentu horren alderdirik interesgarriena da egiaztatu zutela azeri etxekotuetan ezaugarri multzo bat agertzen ari zela: etxekotze sindrome edo fenotipo deritzo ezaugarri multzo horri. Beste espezie batzuetan jada ikusitako zerbait da etxekotze sindromea, eta Darwinek berak ere deskribatu zuen. Sindromearen berezko ezaugarri anatomikoak, etxekoturiko animalia espezie guztietan agertzen ez badira ere, honako hauek dira: belarri eroriak, pigmentazio irregularra (batzuetan orbanekin), aurpegi (edo mutur) motza, atzeko hagin txikiagoak, garezur biribil eta txikiagoa, eta gorputza ere txikiagoa. Helduaroan haurtzaroko ezaugarri jakin batzuk mantentzen dituzte (neotenia deritzo fenomeno horri), eta emankorragoak dira. Gainera, kanpoko estimuluekiko erreakzioaren atalasea altuagoa da animalia etxekotuetan, eta gutxiago beldurtzen dira beste espezie batzuk dituztenean gertu.

Etxekotze sindromea, dirudienez, gandor neuraleko –ornodunen enbrioi garapenaren egitura bereizgarri bat– zelulen kopuruaren defizit arin batzuen ondorio da. Eta, dirudienez, defizit horrek enbrioi egitura horren garapen goiztiarrean inplikatutako gene jakin batzuen aldaketa epigenetikoetan izan lezake jatorria.

Ia azken mende osoan, azeri arruntak hiri handietan sartuz joan dira, ez bakarrik Europa kontinentalean, Britainia Handian eta Australian ere bai. Azken hamarkadetan, azeri arrunta asko gehitu da, eta, batez ere, hiriko azeriei esker gertatu da hori. Modu batean edo bestean gizakiek botatzen dituzten hondakinak baliatzera moldatu dira, eta beldurra galdu diote gizakiengana hurbiltzeari. Dirudienez, komentsalismo harreman bat hasi dute azeriek pertsonekin, txakurrak –eta, beharbada, baita beste espezie batzuk ere– etxekotzea eragin zuenaren oso antzekoa. Ziurrenik, horregatik ez dira gizakiengana hurbiltzeko beldur. Eta, aurten bertan jakin dugunez, aldaketa anatomiko batzuk izan dituzte halako azeriek, etxekotze sindromearekin bateragarriak direnak.

Prozesu hori martxan badago, azeriak euren burua etxekotzen ari dira. Ez genuke harritu behar horrengatik: azken batean, azeriek bezala, gizakiok ere geure burua etxekotu dugu.

———————————————————————————-

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

———————————————————————————

The post Euren burua etxekotutako azeriak appeared first on Zientzia Kaiera.

Santiago Pérez Hoyos

Atmósfera de Venus a partir de datos tomados por el AKATSUKI Ultraviolet Imager (UVI). Fuente: ISAS/JAXA – Wikimedia Commons

El descubrimiento en nuestro infernal vecino Venus de una molécula considerada como biomarcador o “huella de la vida”, el fosfano, ha sorprendido a los científicos que trabajamos en las atmósferas planetarias. Recuperados del primer impacto y tras los ríos de tinta que han corrido, tanto elogiando como rebajando el descubrimiento, llega el momento de reflexionar sobre los siguientes pasos que debemos dar para llegar a una respuesta concluyente.

Comenzamos con el más evidente: la detección de fosfano debe ser replicada.

Los compuestos químicos atmosféricos dejan en la luz una serie complicada de líneas que los identifican inequívocamente. Detectar más líneas, en regiones diferentes del espectro y con la mayor claridad posible, será el primer objetivo. No solo del equipo que anunció la detección, sino también de otros investigadores que ya se han puesto manos a la obra.

Hay un enorme interés en averiguar si la concentración de este compuesto es variable a lo largo del año de Venus, o si es diferente en diversas regiones del planeta. Dada su baja concentración, no todas estas preguntas podrán ser respondidas con los medios actuales y añadirán un nuevo motor para el desarrollo técnico que requiere la ciencia.

¿Hemos encontrado una “huella de la vida”?

Hay una serie de cuestiones más profundas que afectan a las propias premisas del estudio. La gran pregunta que subyace es la siguiente: ¿es realmente el fosfano una “huella de la vida”?

Hace un año se presentó convincentemente el papel del fosfano como biomarcador por su imposibilidad de ser creado por medios no artificiales en las condiciones de los planetas rocosos. Desde la biología aún debemos profundizar cómo determinados microorganismos anaeróbicos generan este compuesto y si podrían soportar las durísimas condiciones ambientales de Venus, aun rebajadas a los niveles atmosféricos donde se situarían.

Los organismos vivos también fueron propuestos en el pasado para explicar algunas de las estructuras que vemos en el espectro ultravioleta de Venus, de una manera mucho más aventurada que la que nos ocupa. ¿Podrían ambas hipótesis estar conectadas de alguna manera? Solo la biología podrá responder a estas preguntas.

Lo que nos queda por comprender sobre la atmósfera de Venus

En el terreno de la química atmosférica los interrogantes también se multiplican.

Aunque el fosfano se halla presente en Júpiter y Saturno, los gigantes gaseosos son capaces de generarlo gracias a dos ingredientes de los que Venus carece: una enorme cantidad de hidrógeno (prácticamente la totalidad de sus atmósferas) y una presión atmosférica descomunal debido a su también gigantesca masa.

Estos ingredientes no los encontramos en los planetas rocosos, incluso a pesar de que Venus no es como la Tierra en cuanto a presión y temperatura. Aunque los autores del descubrimiento buscaron con ahínco mecanismos alternativos, tuvieron que descartarlos todos. Sin embargo, es justo decir que las incógnitas acerca de los procesos químicos que operan en el planeta todavía son demasiado numerosas como para pasarlas por alto.

No comprendemos bien la química de la atmósfera de Venus. Es precisamente en este campo donde cabe esperar un debate más interesante en los próximos meses.

Un empujón para la misión DAVINCI+

Muchas de estas preguntas no se podrán responder con la información de la que disponemos ahora mismo. Probablemente tampoco con la misión Akatsuki de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial, que actualmente orbita en torno al planeta, ni con las misiones propuestas EnVision (ESA) ni VERITAS (NASA), porque todas ellas observan el planeta desde fuera.

Necesitamos una nave capaz de atravesar la densa atmósfera de Venus y darnos información de calidad sobre los niveles más profundos. Es la idea de DAVINCI+, una de las misiones preseleccionadas por NASA dentro de su programa Discovery, y pendiente de la decisión final que tomarán el próximo verano.

De llevarse a cabo, sería capaz de ofrecernos un recorrido por la evolución atmosférica de nuestro vecino, desde su pasado potencialmente habitable y húmedo hasta el infierno en el que el efecto invernadero lo ha convertido. El hallazgo de fosfano da un fuerte impulso para su confirmación al poner encima de la mesa una posibilidad que, hasta la fecha, pocos tomaban en serio.

El avance de la ciencia, aunque esté salpicado de sobresaltos y retrocesos, es continuo e imparable. Hemos sido testigos en los últimos días de un anuncio inesperado, bien fundamentado en los hechos pero todavía rodeado de numerosas incógnitas. A partir de aquí, veremos emerger un árbol de investigaciones científicas que nos llevarán en una dirección o en otra pero que, en todo caso, nos harán mucho más sabios por el camino.

Sobre el autor: Santiago Pérez Hoyos es investigador doctor permanente – Astronomía y Astrofísica, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo ¿Qué hacemos ahora con Venus? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Una electrónica para Venus
2. NASA, ¿cuándo vas a llevarnos a Venus en un barco (o en lo que sea)?
3. Sorpresas en la atmósfera del polo sur de Venus

Javier Franco Irudia: Bilboko itsasadarra Bizkaia Zubia aurrez duela eta haren atzean portua. (Argazkia: Jose Castanedo – CC BY-NC-ND 2.0 lizentziapean. Iturria: Flickr)

Bilboko itsasadarra estuario nahiko handia da, eta bertan elkartzen dira Nerbioi-Ibaizabalen arroaren ur geza eta Kantauri itsasoko ur gazia. Gaur egun, sistemaren egoera ez da batere naturala; jatorrizko azaleraren zati handi bat galdu da, bai eta ingurune nagusiak ere, batik bat marearteko zonetan. Gaur egun, oso urriak dira.

Bilboko itsasadarra eta bere ertzak Kantauri itsasoko erlaitz osoaren eremu industrializatuena eta populatuena dira. Geografikoki ongi kokatuta dago eta oso aberatsa da baliabide mineraletan. Hori dela eta, garapen industrial handia eta biztanleriaren hazkunde handia izan zituen zonak, batik bat XIX. mendeaz geroztik.

Giza presio handia ekarri zuen horrek eta, urte luzez, sortzen ziren hiri eta industria efluenteak itsasadarrera isuri zituzten, inolako tratamendurik gabe. Hamarkadatan, estuarioaren erdiko eta barneko zonek oxigenazio arazo larriak izan zituzten. Gainera, kutsadura maila handiak zituen sistemak, bai uretan, bai sedimentuetan. Horregatik, estuarioaren barneko zonaren hondoa animaliarik gabe gelditu zen eta, itsasadarraren gainerakoan, oso urriak ziren fauna populazioak; espezie gutxi zeuden, kutsadurarekiko erresistenteenak baino ez.

Saneamendu Plana

1979an, Bilbo Handia Eskualdeko Saneamendu Plan Integrala onartu zen; anbizio handiko proiektu bat zen, eta xede zuen sistema ingurumenaren ikuspegitik leheneratzea. Kalitate estandar bat zehaztu zuen; hots, uren oxigenazioa % 60koa izatea. Oxigeno disolbatua zen, inongo zalantzarik gabe, fauna sartzea eta bertan gelditzea gehien mugatzen zuen faktorea.

1989an, Bilbao Bizkaia Ur Partzuergoak sistemaren egoeraren segimendua martxan jarri zuen. Zenbait alderdirena, hain zuzen: fisiko-kimikoa, biologikoa eta, ondorioz, ekologikoa. Segimendu horren barruan, ingurune fisikoa, horren ezaugarri kimikoak eta komunitate biologiko askotarikoak aztertu ziren.

1. ilustrazioa: Industrializazioaren garaian, Bilboko itsasadarrak fauna-komunitate pobrea zuen. Garai hartan, poluzioa onartzen zuten bizidunen populazioak baino ez zeuden. (Irudia: NorArte Studio)Estuarioa eta bertako fauna leheneratzea

Uraren kalitate fisiko-kimikoa asko hobetu da. Gaur egun, oxigenoa ez da uretan bizitza egoteko faktore mugatzaile bat. Kalitate estandarra estuario osoan betetzen da. 1990ean urak tratatzen hasi ziren Galindoko araztegian, eta horrek ekarri du hobekuntza.

2001ean, tratamendu biologikoa egiten hasi ziren, eta efektu handia izan du uren kalitatearen hobekuntzan. Nitrogenoaren eta bakterio fekalen kontzentrazioak izugarri murriztu dira (30 urte baino 40 aldiz gutxiago eta 200 aldiz gutxiago daude orain, hurrenez hurren), eta urak gardenagoak dira orain. Itsasadarreko sedimentuek ere orain dela 30 urte baino kutsatzaile kontzentrazio askoz txikiagoak dituzte.

Aurreko horregatik guztiagatik, baina, batez ere, oxigenazio baldintzak hobetzeagatik, sedimentuetan bizi diren organismo ugari leheneratu dira. Organismooi komunitate bentoniko esaten zaie. Ehunka ornogabe espezie bizi dira gaur egun itsasadarreko sedimentuetan.

Hauek dira talde garrantzitsuenak: anelidoak (harrak), moluskuak (magurioak eta berberetxoak, kasu), krustazeoak (karramarroak eta izkirak, esate baterako) eta ekinodermatuak (trikuak eta itsas izarrak). Barneko zonan da bereziki garrantzitsua hori, 2000. urtea baino lehen azoikoa baitzen (ez zuen bizitzarik). Gaur egun estuarioan dauden komunitate bentonikoak askotarikoak eta iraunkorrak dira.

2. ilustrazioa: Tratamendu biologikoa hasi zenean, uraren oxigeno-maila hobetu egin zen, eta komunitate biologikoak berreskuratu egin ziren. (Irudia: NorArte Studio)

Sedimentuetan bizi diren animaliez gain, hondoaren gainean bizi diren komunitateen egoera analizatzea ere oso interesgarria da. Fauna demertsal esaten zaie haiei, eta arrainek eta krustazeoek osatzen dute. Unera arte, 57 arrain espezie eta 33 krustazeo espezie erregistratu dira estuarioan, eta organismoen kopurua ere progresiboki ari da handitzen.

Hauek dira arrain espezie arruntetako batzuk: hareatako zarboa (hondotik gertu bizi den arrain txiki bat), mihi arraina, muxarra, platuxa, lupia, aingira eta barbarina. Gainera, itsasokoak diren zenbait espezie ere ikus daitezke; tartean, txitxarroa eta antxoa. Zenbait izkira eta karramarro espezie ere oso ugariak dira.

Nabarmentzekoak dira estuarioaren barneko zonan gertatutako aldaketak; Olabeagaren eta Euskaldunaren artean, hain zuzen. Bertan, bereziki esanguratsua izan da hobekuntza, 2002. urtera arte ez baitzegoen ez arrainik, ez krustazeorik. 2002an, zenbait arrain espezie aurkitu zituzten eta, harrezkero, espezie gehiago eta gehiago aurkitu dituzte urtez urte. Azken kanpainetan, askotariko izkirez eta karramarroez gain, arrain espezie ugari ere agertu dira. Hauek, besteak beste: hareatako zarboa, zarbo beltza, aingira, lupia, muxarra, muxar buztanbeltza, akula, korrokoia, txopa, platuxa, platuxa leuna eta mihi arraina. Arrain eta krustazeo espezie ugari daude jada zona horretan.

3. ilustrazioa: Uraren oxigenazio-maila onak eta kutsaduraren beherakadak aniztasun handiko fauna-komunitatea egotea ahalbidetzen dute gaur egun. (Irudia: NorArte Studio)

Gainera, azken urteetan egiaztatu izan denez, espezie gehiago daude, bai eta estuarioa negua igarotzeko, atseden hartzeko eta elikatzeko erabiltzen duten hegazti gehiago ere. Batetik, uraren kalitateak baldintza onak eskaintzen dizkielako espezie horiei (batzuk igerilariak eta murgilariak dira) eta, bestetik, elikagaia dutelako itsasadar osoan, arrainak eta ornogabeak daudelako.

Etorkizunari begira

Sistema natural oso-oso kutsatuak leheneratzea prozesu luze, zail eta, oro har, garestia izan ohi da. Ezinezkoa da, gainera, halako sistemak jatorrizko baldintzetara bueltatzea lortzea. Nolanahi ere, ikusi dugun bezala, posible da galdutako naturaltasunaren zati bat leheneratzea. Horren adibide argia da Nerbioi ibaiaren estuarioaren leheneratze progresiboa.

Saneamendu Plana abiarazteak eta progresiboki garatzeak aukera eman du egoera lehengoratzeko: orain dela hamarkada batzuk, narriatzeko joera zuen eta, orain, hobetzekoa. Oraindik ere badago zer egin eta zer hobetu. Gaur egun, neurriak ezartzen ari dira oraindik arazo gabe dauden urak biltzeko, arroko erdiko eta goiko aldeko uren tratamendua hobetzeko eta saneamendu sistemaren gaitasuna handitzeko. Horrek guztiak efektu positiboa izango du itsasadarreko faunan, zalantzarik gabe.

Egileaz:

Javier Franco San Sebastián biologian doktorea da eta AZTIko Itsasoetako eta Kostaldeetako Ingurumen-Kudeaketa arloko ikertzailea.

Itsasadarra eta bere inguru metropolitarra zientziaren eta teknologiaren begiez erakusten duten infografia bilduma batekin hasi zen “Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita / La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología” proiektua. Abiapuntu horretatik, bideoak eta artikulu-sorta bat gauzatu dira, gizarteari itsasadarrari buruz dakizkigun gauza interesgarriak ezagutarazteko eta, oro har, bizi garen ingurua hobeto ulertzeko aukera emateko.

“Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita” artikulu-sorta:

1. Geologia, industrializazioa eta burdin mearen garraioa Bilboko itsasadarrean
2. Zer ezkutatzen dute Bilboko itsasadarreko sedimentuek?
3. Bilboko itsasadarreko fauna leheneratzea
4. Bilbo Metropolitarreko Saneamenduko Plan Integralak, 40 urte
5. Meatzeetatik portuetara, mineralen garraio tradizionala
6. Itsasoko bizitza leheneratzea Bilboko Abran
7. Planktona Bilboko itsasadarrean
8. Aliron, aliron, Nerbioiko geologia

The post Faunaren berreskurapena Bilboko itsasadarrean appeared first on Zientzia Kaiera.

“Vampiro. 1. Espectro o cadáver que, según cree el vulgo en algunos países, va por las noches a chupar poco a poco la sangre de los vivos hasta matarlos.

2. Murciélago hematófago de América del Sur.”

Diccionario de la Lengua.

“Si hay una historia bien documentada en el mundo, es la de los vampiros. No falta nada: interrogatorios, certificaciones de notables, de cirujanos, de sacerdotes de la parroquia, de magistrados. La prueba judicial es una de las más completas. Y con todo eso, ¿quién cree en los vampiros? ¿Estaremos todos condenados por no haber creído?

Jean-Jacques Rousseau, Carta a Christopher de Beaumont, 1762.

“Los vampiros les causan a menudo grandes sufrimientos, mordiéndoles en la cruz, no tanto a causa de la pérdida de sangre que resulta de la mordedura, como a causa de la inflamación que luego produce el roce de la silla. Sé que en Inglaterra han puesto en duda últimamente la veracidad de este hecho; por tanto, es una buena suerte el haber estado yo presente un día en que se cogió a uno de esos vampiros (Desmodus d’Orbigny, Wat.), en el mismo dorso de un caballo. Vivaqueábamos muy tarde una noche cerca de Coquinho, en Chile, cuando mi criado, advirtiendo que un caballo de los nuestros estaba muy agitado, fue a ver qué ocurría; creyendo distinguir algo encima del lomo del caballo, acercó con rapidez una mano y cogió un vampiro. A la mañana siguiente, la hinchazón y los coágulos de sangre permitían ver dónde había sido mordido el caballo; tres días después hicimos uso de éste, sin que pareciera resentirse ya de la mordedura.”

Charles Darwin, Viaje de un naturalista alrededor del mundo, 1839.

Contaba Anthony Masters en su libro sobre vampiros, publicado en 1974, que hay dos tipos de vampiro, el mítico y el real, y ambos, según cuenta, pueden matar y son asesinos. El mítico, cuenta la leyenda, mata personas por miles, incluso solo por el terror que provoca. En su tiempo, y quizá ahora, era juzgado, condenado y ejecutado por asesino psicópata o, si no era así, simplemente era linchado. El vampiro real ataca para alimentarse y se le tiene por cruel y estremecedor.

Foto: Clément Falize / Unsplash

La mitología del vampiro, de ese vampiro mítico, no el real, aparece en muchas culturas y religiones de todo el mundo, tal como detalla Anthony Masters. La definición de vampiro y de vampirismo varía según el origen de la leyenda. En la mitología, los vampiros son seres no muertos, inmortales por tanto, y misteriosos y nocturnos. Ocupan la frontera, que atraviesan si les apetece, entre el mundo de los vivos y el de los muertos. El grupo de K. Gubb, del Hospital Box-Hill de Melbourne, en Australia, escribe que los vampiros son criaturas poderosas que provocan miedo, intrigan y fascinan, y dominan a otras personas. Se hicieron famosos y conocidos con los escritos de John Polidori y Bram Stoker en el siglo XIX.

En la revisión sobre vampirismo, que publicaron en 2013, Lennon da Costa Santos y sus colegas, de la Universidad Federal de Minas Gerais, en Brasil, proponen que se cree en la existencia de los vampiros cuando, en alguna persona, se observan síntomas de algunas enfermedades que recuerdan la descripción del aspecto de los vampiros de las leyendas. Mencionan la porfiria, que provoca un semblante anémico con una palidez exagerada. Es una enfermedad causada por un defecto metabólico que impide la síntesis de la hemoglobina de la sangre y, como efectos, hay anemia y palidez. La síntesis de la hemoglobina se detiene un paso anterior, cuando se produce la porfirina, molécula que precede a la hemoglobina, que, por tanto, se acumula en los tejidos del paciente, sobre todo en la zona subcutánea, los huesos y los dientes.

Además, la porfirina reacciona a la luz y produce radicales de oxígeno que, al sol, pueden provocar heridas en la piel. De ello la leyenda sobre la aversión al sol de los vampiros que, incluso, los puede destruir, y su obligada vida nocturna. La porfirina, en casos graves, llega a deformar el rostro, retrae los labios y muestra la dentadura que, así, parece más grande de lo habitual. Son los afilados colmillos del vampiro. Los enfermos de porfiria desarrollan conductas antisociales, agresividad y aislamiento, incluso desórdenes mentales. Para la imaginación popular, son seres malditos o demonios encarnados.

Vampiro (1895) de Edvard Munch

Los autores aluden al Doctor Juan Gómez Alonso que, en su tesis, defendida en 1992, y en publicaciones posteriores, relaciona el vampirismo popular con la rabia y menciona la coincidencia de una epidemia de esta enfermedad en Hungría, a principios del siglo XVIII, con la difusión de leyendas sobre vampiros en áreas montañosas y remotas de los Cárpatos. Gómez Alonso comenta que el vampirismo, según el mito, se transmite por mordedura, como muchas enfermedades transmitidas por animales y, entre ellas, la rabia. Además, el vampiro se puede transformar a voluntad en lobo, perro o murciélago, animales todos ellos que pueden contagiar de la rabia.

Es una enfermedad que altera la conducta, provoca más agresividad, y actúa en áreas cerebrales del sistema límbico, como el hipotálamo o la amígdala, encargadas de sentimientos y emociones. Lleva a conductas nocturnas, como la leyenda dice de los vampiros. Hay otros síntomas de la rabia que recuerdan a los relatos de vampiros: espasmos musculares, gruñidos, hidrofobia, fotofobia o, incluso, evitar la propia imagen en el espejo.

En conclusión, para Gómez Alonso, las epidemias de rabia del siglo XVIII pudieron ampliar y difundir los mitos sobre vampiros, ya existentes, en Europa centra y oriental.

Una tercera enfermedad a la que se atribuye la leyenda sobre los vampiros es la pelagra, provocada por la deficiencia en vitamina B3 o niacina que, en el siglo XVIII, en la época de la difusión de las leyendas sobre vampiros, se atribuye a la extensión del cultivo del maíz, que llegó a Europa desde América y, poco a poco, por su fácil cultivo y rendimiento, se convirtió en la base de la alimentación de las clases más pobres. La falta de vitamina B3 en el maíz provocó la deficiencia en esta vitamina en quienes lo tenían como el alimento más consumido.

Según la hipótesis de Jeffrey Hampl y William Hampl III, de las universidades de Massachusetts y de Rhode Island, la pelagra provoca dermatitis y demencia, con insomnio e irritabilidad, y, además, hipersensibilidad a la luz que les provoca alteraciones en la piel y quemaduras. Se inflaman los labios y los dientes parecen más grandes. Todos ellos son síntomas que también describen a los vampiros.

En psiquiatría, el vampirismo clínico se define como una creencia en fantasmas chupadores de sangre o que intentan conseguir sangre pues les produce un profundo placer sexual. Otros autores, según Gubb, consideran que el vampirismo clínico es el acto concreto de beber sangre de la víctima, una conducta poco común que se asocia con la esquizofrenia. Y hay expertos que asocian el vampirismo con actos agresivos o sexuales con cadáveres o con moribundos. Incluso se han descrito pacientes con autovampirismo cuando el sujeto bebe su propia sangre.

Uno de los vampiros más famosos del último siglo fue Peter Kürten, conocido como el Vampiro de Dusseldorf, nacido en 1893, asesinó, según la sentencia que le condenó, a nueve personas, con más intentos frustrados y más de ochenta agresiones sexuales. Murió guillotinado en 1931, a los 48 años, y la leyenda cuenta que preguntó, poco antes de la ejecución, si, una vez cortada la cabeza, oiría, aunque fueran unos segundos, la sangre saliendo de su cuerpo. En el juicio relató su pasión por beber la sangre de sus víctimas, en un síndrome llamado hematodipsia.

A pesar de la popularidad del vampirismo, las publicaciones científicas sobre este síndrome son escasas, sobre todo a partir de 1940, lo que indica la escasa investigación sobre ello. El grupo de Gubb llega a esta conclusión después de comentar trabajos publicados en Sudáfrica, Francia, Suiza y Estados Unidos hasta 2006.

Un vampiro común (Desmodus rotundus) alimentándose de un cerdo (animales disecados expuestos en el Museo de Historia Natural de Viena). Foto: Sandstein /Wikimedia Commons

Después de repasar el mito vamos a conocer la realidad del vampiro. Son murciélagos con una dieta exclusivamente de sangre. Son los únicos mamíferos con alimentación hematófaga o, si se quiere, sanguívora aunque sea una palabra que no está en el Diccionario. Solo hay tres especies de murciélagos con dieta de sangre: el vampiro común, Desmodus rotundus, que ya conocía Darwin; el vampiro de piernas peludas, o Dyphylla ecaudata, y el vampiro de alas blancas o Diaemus youngi, que solo gusta de la sangre de aves. Las tres especies se encuentran en Centro y Sudamérica, desde México hasta Chile y Argentina.

Las tres especies pertenecen a la misma familia aunque a distintos géneros, y se supone que han tenido un antepasado común. En esa familia hay murciélagos con dietas muy variadas como, por ejemplo, se alimentan con néctar, polen, insectos, frutas, pescado y carne. Y, como sabemos, solo tres especies tienen dieta de sangre, unos 10 mililitros al día. Al morder, segregan un anticoagulante que es una proteína muy apropiadamente llamada draculina. Horas después de la mordedura, la herida sigue sangrando con suavidad. Por cierto, rara vez muerden a una persona y, si lo hacen, es en las extremidades, los dedos o la nariz.

Es una dieta poco habitual y supone adaptaciones para que sea funcional y eficaz: mucho líquido y, por tanto, un potente sistema renal para eliminarlo, y una gran vejiga para almacenar la orina; riesgo, si no se controla y elimina el exceso de hierro, de provocar síntomas de toxicidad; además, es una dieta con exceso de proteínas y pocos carbohidratos y vitaminas; fuertes caninos para morder; sistema sensorial para detectar, por medio de infrarrojos, las zonas calientes de la piel de la víctima como las áreas con más cercanía del sistema circulatorio y de la sangre y allí, morder,…

El estudio del genoma del vampiro común, Desmodus rotundus, del grupo de Lisardia Zepeda, de la Universidad de Copenhague, ha localizado algunas de las adaptaciones a la dieta de sangre. Tienen vías de síntesis de vitamina B, que es muy escasa en la sangre y necesitan elaborarla. Hay proteínas en el intestino del vampiro que, con agua y dióxido de carbono, abundantes en la sangre, sintetizan hidratos de carbono. El exceso de hierro en la sangre se controla por genes que dirigen su eliminación. Las proteínas de la sangre se metabolizan y los productos resultantes se eliminan por el sistema renal en la orina.

Estos autores también han localizado los genes que dirigen la detección de radiación infrarroja, es decir, de calor, para encontrar en la piel las zonas con más circulación de sangre y, así, elegir el lugar para morder.

Estas adaptaciones, según el estudio publicado por el grupo de Fidel Botero Castro, de la Universidad de Montpellier, sobre el ADN de las mitocondrias, revelan que se habían seleccionado hace unos 4 millones de años, con una relativa rapidez para lo que duran estos procesos.

Referencias:

Botero Castro, F. et al. 2018. In cold blood: Compositional bias and positive selection drive the high evolutionary rate of vampire bats mitocondrial genomes. Genome Biology and Evolution 10: 2218-2239.

Gómez, J.A. 1998. Rabies: a posible explanation for vampire legend. Neurology 51: 856-859.

Gubb, K. et al. 2006. Clinical vampirism: a review and illustrative case report. South African Psychiatry 9: 163-168.

Hampl, J.S. & W.S. Hampl III. 1997. Pellagra and the origin of a myth: evidence from European literatura and folklore. Journal of the Royal Society of Medicine 90: 636-639.

Masters, A. 1974. Historia natural de los vampiros. Ed. Bruguera. Barcelona. 318 pp.

Santos, L.C.S. et al. Medical explanations for the myth of vampirism. Revista Medica de Minas Gerais 23: 510-514.

Velasco, E. 2018. Descubren cómo los vampiros pasaron a alimentarse solo de sangre. La Vanguardia 20 enero.

Wikipedia. 2018. Vampire bat. 29 October.

Wikipedia. 2020. Peter Kürten. September 4.

Zepeda Mendoza, M.L. et al. 2018. Hologenomic adaptations underlying the evolution of sanguivory in the common vampire bat. Nature Ecology & Evolution doi: 10.1038/s41559-018-0476-8

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 Los vampiros se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. A tomar el sol
2. El caso de Julius Lederer (y del agua que bebemos)
3. Un paseo por la ciudad

Uxue Razkin

Klima aldaketa

2020koa inoizko udarik beroena izan da ipar hemisferioan, Berrian irakurri dugunez. Hain zuzen, ekainaren eta abuztuaren arteko tenperatura batezbestekoa baino 1,17 gradu beroagoa izan da. Planeta osoa kontuan hartuz gero, bigarren beroena izan da NOAAk nabarmendu duenez. Datu gehiago irakurtzeko, jo ezazu artikulu honetara.

Astronomia

Fosfanoa detektatu dute Artizarraren atmosferan. Bada, zer esan nahi du horrek? Badakigu Lurrean batez ere fosfanoa iturri biologiko anaerobikoek sortzen dutela. Dena den, Artizarraren azaleko kondizioak bizia sortzeko ez direla egokiak gogorarazi dute ikertzaileek. Ez galdu Elhuyar aldizkarian emandako azalpena!

Genetika

Koldo Garcia genetistak asteon SARS-CoV-2a birusa hobeto ulertze aldera, beste bost zientzia-pilula prestatu dizkigu. Eta, horrez gain, tuatarez, Zeelanda Berrian bizi diren narrastiez, hitz egin digu. Azaltzen digun moduan, orain dela 250 milioi urte inguru sortutako animalia-leinu batetik bizirik dirauen ordezkari bakarrak dira. Berriki sekuentziatu dute haren genoma eta gene-altxorrak badituela ohartu dira. Bitxia, ezta?

Bukatzeko, Nature Reviews Genetics aldizkariak 12 ikertzaileri genetikaren eta genomikaren etorkizunaz aritzeko eskatu die. Koldo Garciak iritzi horiek Edonola blogera ekarri eta horiei buruz hausnartu du. Oso interesgarria da, ez galdu!

Azterlan batek euskaldunon geneetan “efektu fundatzailea” aurkitu dute, duela 2.000 urtekoa. Hasteko, argitu dezagun zen den gertaera fundatzaile bat. Sustatun azaltzen digute afera: talde jakin batek multzo txiki batean eta garai zehatz batean sortutako efektu fundatzaile baten aztarna genetikoa duela, alegia.

Paleontologia

Lystrosaurus generoko animaliaren –Pangea kontinente osoan zehar hedatuta egon ziren – letaginak aztertuz, ikertzaile talde batek hibernazioaren antzeko egoera baten lehenengo aztarna izan daitekeena aurkeztu du. Juanma Gallegok azaltzen digunez, toki desberdinetan bizi izan ziren bi animalia multzo alderatu dituzte: Antartikan aurkitutako sei fosil eta Hegoafrikako lau.

Biologia

Ezpel-sitsaren –Cydalima perspectalis– egoera kontrolez kanpo dago Iruñerrian. Hauek zomorro hegalariak dira, espezie exotiko inbaditzailea, alegia. Ezpelen izurria da, eta kalte handia egiten die zuhaitzei, Berrian azaldu digutenez.

Asteon galdera bat ere bota digute: zergatik dute gizonek bizarra eta emakumeek ez? Hautespen sexuala deritzon prozesua hizpide hartuta, erantzuna ematen saiatu da honetan Juan Ignacio Perez Iglesiasek. Eta horrez gain, alternatibak proposatu ditu. Esaterako, bizarrak babes fisikoa ematen duelako ideia kontuan hartu da zientzialarien artean, hau da, bizarrak masailezurra babesten duela.

Joanne Chory biologoa saiatzen ari da klima aldaketa atzeratzen. Jakina denez, atmosferan CO2 gehiegi dago gizakiaren jardueraren ondorioz. Nola egingo diogu aurre horri? Choryk badauka erantzuna: “superlandareak”. Egungo landareek baino hogei aldiz karbono dioxido gehiago xurgatu, eta lehorteei eta uholdeei aurre egin diezaiekeen landare bat garatzen ari da. Ez galdu artikulua!

Geologia

Bilboko itsasadarrean murgiltzeko aukera dugu Alex Cearreta eta Marije Irabien geologoekin. Zehazki, bertako sedimentuak aztertu eta artikuluan azaltzen digutenez, sedimentu gehienak duela 12.000 urteko azken klima aldaketaren aurretik ibaiak ekarritako legarrak dira. Egun, itsasadarra guztiz artifiziala da.

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.

The post Asteon zientzia begi-bistan #316 appeared first on Zientzia Kaiera.

Aunque un experimento te lo cuente cualquier libro de texto no quiere decir que como te lo cuentan sea correcto. Por eso es tan importante reproducir los experimentos. El caso de Arquímedes y la corona ilustra el argumento. Da la charla César Tomé López, editor de este Cuaderno de Cultura Científica, de Mapping Ignorance y responsable de proyección internacional de Euskampus Fundazioa.

La conferencia se impartió dentro del marco del festival Passion for Knowledge 2019 (P4K) organizado por el Donostia International Physics Center (DIPC).



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

El artículo César Tomé López – Naukas P4K 2019: ¿Eureka?¿En serio? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. José Miguel Viñas – Naukas P4K 2019: De nubes las pinacotecas están llenas
2. Joaquín Sevilla – Naukas P4K 2019: Lo que esconden unos champiñones al ajillo
3. Ambrosio Liceaga – Naukas P4K 2019: Nunca quisimos coches voladores

Irudia: Sudeera Seneviratne / Unsplash

Gorputzaren usaina izan du bidelagun giza espeziak haren eboluzioan. Agian horregatik sartu dugu gorputzaren usaina gure erabakiak hartzeko unean. José Ramón Alonsok azaltzen du gaia: Smelling armpits.

Zientziaren filosofia existitzen zen… zientziaren filosofia existitu aurretik, baina beste izen batzuez izendatzen zuten. Jesús Zamora Bonilla zientziaren filosofiaren oinarriak ikertzen hasi da serie berri baten: The ‘prehistory’ of philosophy of science (1): By way of introduction.

Garrantzi industriala dute monoxidoa karbono dioxido bihurtzen duten platinozko katalizatzaileek (eta gogora dezagun osasunerako monoxidoa toxikoa dela). Kontua da ez dakigula guztiz zelan jarduten duten baina DIPCko ikertzaileek modu burutsuak dituzte erreakzioaren mekanismoak hobeto ezagutzeko: Simultaneous ignition of the CO oxidation on a curved platinum surface.

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.

The post Ezjakintasunaren kartografia #320 appeared first on Zientzia Kaiera.

El sistema nervioso está formado por neuronas y células gliales. De estas últimas, las más abundantes son los astrocitos, que, entre otras muchas funciones, se encargan de captar la glucosa del torrente sanguíneo para proporcionar energía y permitir la actividad neuronal necesaria, y así asegurar que las funciones cognitivas se ejecuten de una manera correcta. Los receptores cannabinoides tipo 1 (CB1), que modulan la comunicación entre los astrocitos y las neuronas, constituyen la principal diana del componente psicoactivo del cannabis, llamado delta-9-tetrahidrocannabinol (THC).

¿Qué pasa cuando el THC actúa sobre los astrocitos? La investigación, en la que ha participado el grupo del doctor Pedro Grandes del Departamento de Neurociencias de la Facultad de Medicina y Enfermería de la UPV/EHU, concluye que la activación de los receptores de cannabinoides CB1 en las mitocondrias (orgánulos celulares encargados de la producción de energía) de los astrocitos de ratón impide el metabolismo de la glucosa y la producción de lactato en el cerebro, lo cual altera la función neuronal, causando un deterioro de las conductas de interacción social.

Según el Dr. Grandes, “la activación de estos receptores conduce a que los astrocitos generen una menor cantidad de especies reactivas de oxígeno, lo que afecta negativamente a la producción glucolítica de lactato causando un estrés neuronal y una falta de interacción social. La importancia de esta investigación radica no sólo en la identificación de este déficit que puede revertirse mediante la manipulación genética y farmacológica de estos cambios moleculares y bioquímicos causados por el tratamiento cannabinoide, sino también por lo que aporta al conocimiento de las alteraciones causadas por el cannabis en el cerebro”.

La colaboración del grupo de investigación del Dr. Pedro Grandes con el equipo del Dr. Giovanni Marsicano, de la Universidad de Burdeos, resultó fundamental hace unos años para demostrar por primera vez la presencia de receptores CB1 en las mitocondrias de las neuronas, cuya activación reduce la actividad mitocondrial causando pérdida de memoria. Los resultados de estos estudios se publicaron en el año 2012 en Nature Neuroscience y en 2016 en Nature. Sin embargo, “quedaba pendiente conocer cuál era la función de los receptores CB1 localizados en mitocondrias de astrocitos, de ahí la relevancia de este nuevo hallazgo, que además supone una continuidad en la línea de investigación y cooperación transfronteriza”, explica el doctor Grandes. Este descubrimiento se ha publicado en Nature.

Referencias:

Jimenez-Blasco D, Busquets-Garcia A, Hebert-Chatelain E, Serrat R, Vicente-Gutierrez C, Ioannidou C, Gómez-Sotres P, Lopez-Fabuel I, Resch-Beusher M, Resel E, Arnouil D, Saraswat D, Varilh M, Cannich A, Julio-Kalajzic F, Bonilla-Del Río I, Almeida A, Puente N, Achicallende S, Lopez-Rodriguez ML, Jollé C, Déglon N, Pellerin L, Josephine C, Bonvento G, Panatier A, Lutz B, Piazza PV, Guzmán M, Bellocchio L, Bouzier-Sore AK, Grandes P, Bolaños JP, Marsicano G. (2020) Glucose metabolism links astroglial mitochondria to cannabinoid effects Nature doi: 10.1038/s41586-020-2470-y

Magistretti, P.J. (2020) How lactate links cannabis to social behaviour Nature (News & Views) 583, 526-527 doi: 10.1038/d41586-020-01975-5

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

El artículo El cannabis rompe el equilibrio metabólico entre neuronas y astrocitos alterando el comportamiento social se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El límite entre la vida y la muerte en las neuronas
2. Un nexo cannabinoide entre mitocondrias y memoria
3. El citoesqueleto de las neuronas y el alzhéimer

Uxue Razkin

Klima aldaketari aurre egitea da gizateriak duen erronka nagusietako bat. HBOren Years and Years telesail distopikoan, pertsonaietako batek bizi dugun egoera etsigarria azaltzen du bakarrizketa bikain baten bidez: “Bada jendea oraindik esaten duena: ‘Hamar urte falta dira hori gertatzeko. Baina 30 urte daramatzagu horrela. Ez zaigu denborarik gelditzen. Guztiok dakigu hori. Birziklatu, kanpaina bat egin eta kexatu zaitezke, baina uholdeak eta suteak gertatuko dira, eta goseak egongo gara”. Telesailak etorkizun iluna islatzen du, baina ez da beharrezkoa denboran asko aurrera egitea –seriean halaxe egiten dute– arazo horrek dakarren mehatxua ikusteko. Atmosferan CO2 gehiegi dago gizakiaren jardueraren ondorioz. Baina nola egingo diogu aurre horri?

1. irudia: Joanne Chory, botanikaria eta genetista. (Argazkia: Salk Institutua)

Baliteke gakoa “superlandareetan” egotea. Bai, ondo irakurri duzu. Horrela esanda, badirudi Emilio Bueso idazleak Transcrepuscular liburuan sortu zuen munduko izaki batez ari naizela, edo etorkizun distopiko bat irudikatu dudala, baina egia esanda, ez gaude errealitate hartatik hain urrun. Joanne Chory, 2019an Ikerketa Zientifiko eta Teknikoko Asturiasko Printzesa Saria irabazi zuena, egungo landareek baino hogei aldiz karbono dioxido gehiago xurgatu, eta lehorteei eta uholdeei aurre egin diezaiekeen landare bat garatzen ari da. Haren jarduna are esanguratsuagoa da klima aldaketa atzeratu dezaketela kontuan hartzen badugu.

Joanne Chory biologian graduatu zen Oberlin Collegen (AEB) eta Mikrobiologiako doktoregoa egin zuen Illinoisko Unibertsitatean, 1984an. Lau urteren buruan, doktoretza ondokoa burutu zuen Harvardeko Medikuntza Eskolan. Minutu bakar bat ere galdu gabe, Salk Institutuan hasi zen irakasle laguntzaile gisa. Horren ondotik, 1994an, irakasle agregatua izan zen bertan eta 1998an, ikerketa zuzendari izendatu zuten. 1997an, Howard Hughes Mediku Institutuan hasi zen lanean eta 1999an, San Diegoko Kaliforniako Unibertsitateko biologia zelularra eta garapenaren fakultatean irakasle elkartu izendatu zuten. Halaber, iaz Asturiasko Printzesa saria jaso zuen landareen biologia arloari egindako ekarpenagatik: “Landareak aldaketa klimatikoaren aurkako borrokan eta dibertsitate biologikoaren defentsan garrantzitsuak dira”.

Egun, Salk Institutuko Plant Molecular and Cellular Biology laborategiko zuzendaria eta Howard Hughes Mediku Institutuko ikertzailea da. Haren ikerketek genetika molekularra dute abiapuntu; oro har, landareek euren inguruari nola erantzuten dioten aztertzen du: argia nola jasotzen duten, nola sortzen dituzten hazkuntza-hormonak, eta estres hidrikoari nola erantzuten dioten. Azken batean, ingurumen-baldintza desberdinen aurrean, landareen erantzun molekular eta genetikoak ikertzen ditu.

Suberina da gakoa

25 urte baino gehiagotan, esperimentu mordoa gauzatu du. Horien artean nabarmentzekoa da landareek karbono dioxidoa hartzea eta biltegiratzea, eta baldintza klimatiko desberdinetara egokitzea lortu nahi duen ikerlana. Karbono-erretentzio sistema honetan, suberina izeneko biopolimeroa ei da giltza.

2. irudia: Arabidopsis thaliana landarea. (Argazkia: Alberto Salgero – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Landareek produktu natural hori sortzen dute, sustraietan aurki daitekeena, hain zuzen. Modu honetan, xurgatu duten karbonoa egonkortu eta onura ekarriko dien zerbaitetan bihur dezakete. Ildo honi jarraiki, Choryk hitzaldi batean azaldu zuenez, landareek suberina gehiago sortu behar dute eta “are eraginkorragoak bilakatu”. Horretarako, hiru “superbotere” behar dituzte: biopolimero horren kantitate gehiago sortzea, sustrai gehiago edukitzea eta horiek sakonagoak izatea. Ezaugarri horiek guztiak konbina daitezke landare bakar batean eta hain zuzen ere, horixe bera ari dira probatzen Arabidopsis thalianarekin. Helburu hori lortuta, hamar urte barru laborantza-landareekin gauza bera egitea da asmoa.

Bestelako ekarpenak

“Superlandare” horiek sortzeaz gain, Choryk zuzentzen zuen taldeak ikusi zuen landareek hormona esteroide bat ekoizten eta horri erantzuten diotela, euren azken tamaina kontrolatze aldera. Ikerketa genetiko batean, landare-hormonen seinalizazio-sistema oso bat mapeatu zuten. Horrela, esteroideak atzemateko paradigma berri bat zehaztu zuten, gizakiarenaren aldean desberdina dena.

3. irudia: Joanne Chory ikertzailea 2017an. (Argazkia: Wikipedia – CC BY-SA 4.0 lizentziapean)

Era berean, Arabidopsis thaliana landare-espezieak dituen 30.000 geneen %90 eguneko une berezi batean nabarmenki espresatzen direla ohartu ziren ikertzaileak. Informazio hori baliagarria izan liteke nekazarientzat eta baita klima aldaketaren ondorioei eraginkortasun handiagoz aurre egin ahal izateko ere. Horretaz gain, fitokromoaren papera eta fotosintesian parte hartzen duten geneen koerregulazioari buruz gehiago jakiteko aukera eman du aurkikuntzak.

Landareen ezagutza saritzea

Choryren zientzia-bideak eman ditu fruituak, sarien itxura izan badute ere. Horien artean, azpimarratzekoa da Breakthrough Prize Saria (2018), eguzki argia energia kimiko bihur dadin, landareek euren hazkundea, garapena eta zelula-egitura nola optimizatzen dituzten aurkitzeagatik jaso zuena. Horrez gain, Genetikako Gruber Saria (2018), eta Emakumeak Zientzian izeneko L ‘Oréal-UNESCO Saria (2000) irabazi zituen. 2012an, AEBtako genetika elkartearen domina jaso zuen. Ezin dugu ahantzi Royal Society eta Frantziako Zientzien Akademiako kide atzerritarra dela eta 1998tik aurrera, Estatu Batuetako Arteen eta Zientzien Akademiako, eta Ameriketako Estatu Batuetako Zientzien Akademia Nazionaleko kide ere badela.Choryk landareen munduan orbitatu du bere bizitza osoan zehar. Protagonistak berak behin adierazi zuenez, “CO2 xurgatzeko makina bikainak dira [landareak]. Eta primeran egiten dute lan hori, 500 milioi urte baino gehiago daramatzatelako horretan“. Apika, Years and Years gisako telesailek irudikatzen duten etorkizun beltza alda genezake. Apika, garaiz gabiltza bide zuzena aukeratzeko.

Iturriak:

• EFE VErde, Joanne Chory, Premio Princesa: Una solución a la crisis climática estaba a simple vista, 2019ko ekainaren 6a.
• EFE Oviedo, Las biólogas Joanne Chory y Sandra Myrna Díaz, Premio Princesa de Asturias de Investigación, 2019ko ekainaren 5a.
• Salk Institutua, Joanne Chory.
•  Mujeres con ciencia, Superplantas que podrían retardar el cambio climático, 2019ko maiatzaren 19a.

Egileaz:

Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

The post Joanne Chory (1955): klima aldaketa atzeratu nahi duen biologoa appeared first on Zientzia Kaiera.

Concha trompeta de Chipícuaro. Arte tolteca (años 300-900). Fuente: Smithsonian Institution

 

Las caracolas han fascinado a los humanos desde siempre. Sus formas intrincadas, sus hermosos colores y patrones, el misterio de su cámara interior capturan la imaginación. Pero además de estas cualidades visuales, tienen un encanto adicional. Gracias a su potente sonido, las caracolas se han utilizado desde la antigüedad en culturas de todo el mundo para atravesar las distancias y el corazón de los dioses. En Nueva Guinea, aún existen llamadas estándar que dan la voz alarma, anuncian una caza exitosa u otros eventos importantes. Sus poderes sobrenaturales fueron conocidos asimismo en Europa. En Bohemia Occidental, se hacía sonar una caracola para ahuyentar a las tormentas. En la India, el shankha es una pieza esencial del budismo y el hinduismo. Constituye un recipiente ritual, así como un instrumento para ocasiones solemnes y ceremonias religiosas. En la mitología hindú, es un emblema sagrado del dios Vishnu. Los monjes tibetanos aún hoy la hacen sonar para convocar a los devotos. Como los niños náufragos de la novela de Golding, los fieles acuden a su llamada limpia y penetrante a través de la distancia.

Quetzalcoatl con la coraza del viento al cuello. Fuente: Wikimedia Commons.

De entre todas estas culturas, la caracola jugó un papel ritual especialmente importante en las sociedades precolombinas de América central y América del sur. Su uso está particularmente bien documentado en la mayoría de las áreas culturales de mesoamérica y en la zona de México occidental, donde se vinculaba a eventos sociales y ceremonias religiosas. Muchos de sus restos se han encontrado en sitios funerarios, indiando su papel como ofrendas1 en diversos ritos de paso. Normalmente, estaban ricamente decoradas, con todo tipo de relieves y pinturas. Cumplían asimismo un papel importante en la guerra, como instrumento de llamada. En algunas sociedades, se asociaban a los rituales y la parafernalia de los chamanes, que ejercían como líderes tanto espirituales y guerreros. De manera más general, la caracola se asociaba como símbolo a Quetzalcoatl, la serpiente emplumada, el dios azteca del viento, el aire y el aprendizaje que siempre llevaba alrededor del cuello la «coraza de viento» o ehecailacocozcatl. Este talismán con forma espiral se fabricaba, precisamente, a paritr de la sección transversal de una caracola y fue usado como collar por gobernantes y sacerdotes.

Una ilustración en el Códice Magliabecchiano muestra a un caracolista (en la cultura azteca eran conocidos como quiquizoani)con su mano introducida dentro de su instrumento (quiquiztli). Podría parecer una forma casual de sujetarlo pero no es el caso. Una de las limitaciones de la concha, es que, a priori, no puede producir más de una nota. Su tono viene dado por su longitud y a priori, este parámetro no es algo que se pueda cambiar. Sin embargo, los caracolistas como Steve Turre, son capaces de afinar varios sonidos introduciendo la mano en el extremo abierto de la caracola. Al hacerlo, el espacio disponible en su interior se vuelve más pequeño, las ondas sonoras se acortan y el resultado es un sonido sensiblemente más agudo que el original. El efecto es el mismo que cuando alguien vierte agua dentro una botella para cambiar su tono: la mano haría la función del líquido, en este caso. Hoy en día, los intérpretes de trompa utilizan esta misma técnica de afinación “manual” para afinar ciertas notas. Este instrumento de viento metal hermosamente acaracolado, tiene de hecho un origen muy similar al de la concha. Las versiones primitivas de la trompa consistían sencillamente en cuernos de animales encontrados (en inglés su nombre todavía es horn, de hecho), que fueron ganando complejidad hasta adquirir su actual forma metálica. Sin embargo, el recurso de afinar con la mano no fue explotado en Europa hasta el siglo XVIII. La ilustración del Códice Magliabecchiano sugiere que ya era utilizado por los intérpretes de conchas aztecas al menos desde dos siglos antes.

Códice Magliabecchiano, XIII, 11, 3. Xochipilli, “noble flor”, dios del sol naciente, las flores y la alegría, es llevado en una litera adornada con mazorcas. Códice Magliabechiano, f. 35r. Reprografía: Marco Antonio Pacheco / Raíces. Fuente: Wikimedia Commons

 

Curiosamente, la vinculación de las conchas con las culturas de centroamérica ha traído de vuelta este instrumento al mundo de las orquestas. Muchos compositores contemporáneos, especialmente en ese lindísimo país llamado México, han utilizado su característico sonido para evocar los ecos del pasado de su nación. Recuerdo la primera vez que yo escuché el penetrante tono de una caracola, brillante, tenso y doloroso, llenando la sala Nezahualcóyotl de la Ciudad de México. Sonaba el último movimiento La Noche de los Mayas (20’30’’) de Silvestre Revueltas y el público había hecho suyo aquel concierto. Fue un momento emocionante.

Referencia:

1Novella, Robert. (1991). Shell Trumpets from Western Mexico. Papers from the Institute of Archaeology. 2. 42. 10.5334/pia.16.

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

El artículo Mayas y aztecas en la orquesta se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El océano en una caracola
2. Un sonido para hablar con los dioses
3. La caracola más grave del mundo

Juanma Gallego

Dinosauroak eta ugaztunak agertu baino lehen bizi izan zen animalia baten letaginak aztertuz, ikertzaile talde batek hibernazioaren antzeko egoera baten lehenengo aztarna izan daitekeena aurkeztu du.

1. irudia: Letargian dagoen listrosauro baten irudikapena. Duela 250 milioi urte bizi izan zen animalia horretan portaera hori ondorioztatu dute, baina paleontologoek uste dute beste espezie askotan ere ematen zela. (Irudia: Crystal Shin)

Azken hamarkadetan paleontologoek informazio mordoa eskuratu dute hortzen morfologia arakatuta, eta hori egiten jarraitzen dute gaur egun ere. Baina azken garaietan, beste behin ere, teknologia eta ezagutza berrien agerpenak benetako iraultza ekarri du diziplinara. Funtsean, gero eta gehiago, adituak gai dira hortz baten barruan nolabaiteko estratigrafia bat hautemateko eta estratu horietan guztietan animalia edo pertsona baten bizitzan izandako pasarte batzuk ondorioztatzeko. Batez ere, elementu kimiko desberdinen isotopoak alderatuta lortzen da informazio hori, zenbait isotoporen proportzioa une bakoitzeko elikaduraren eta ingurune geografikoaren arabera aldatu daitekeelako.

Ez da bide bakarra, eta gaurkoan dakargun gaia horren adibide bikaina da. Kasu honetan, paleontologoek aspaldiko animalia batengana jo dute: Lystrosaurus generoko animaliarenak dira arakatutako aztarnak. Gure begietatik ikusita, animalia horiek itxura guztiz berezia zuten. Pangea kontinente osoan zehar hedatuta egon ziren, eta ugaztunen eta narrastien ezaugarriak zituzten. Hortzeriarik ez baizik bi letagin luze zituzten. Seguruenera, belarjaleak zirenez, harrapakarietatik babesteko edo belar eta sustraien artean janaria eskuratzeko erabiliko zituzten. Permikoaren iraungipen masibotik onik ateratzen moldatu ziren, eta Triasikoan beste 5 milioi urtez bizirik irauteko gai izan ziren. Haien arrakastaren ondorioz, animalia horien fosil asko iritsi zaizkigu, eta, horregatik, arrasto horien arteko konparaketak egiteko moduan daude zientzialariak. Hala egin dute oraingoan, eta fosilizatutako letaginetan ikusi dute hibernazioaren antzeko egoera baten aztarna badagoela. Zientzialariek Communications Biology aldizkarian azaldu dute aurkikuntza.

Lehenik eta behin, zehaztu beharra dago zergatik hitz egiten duten “hibernazioaren antzeko egoeraz”. Izan ere, eta hainbat animaliak egiten dutena hibernaziotzat jo ohi dugun arren, adituek egoera desberdinak bereizten dituzte. Oro har, hibernazioak prozesu metabolikoak gutxieneko mailetara jaistea dakar: arnas eta bihotz erritmoak moteltzen dira, eta gorputzaren tenperatura zenbait gradutan jaisten da. Dena den, ugaztun batzuek besterik ez dute egiten benetako hibernazioa: saguzarrak, lemurrak, muxarrak, trikuak eta beste karraskari eta intsektujale batzuk dira horietako batzuk. Letargiaren kasuan, prozesu horiek ez dira hain muturrekoak, eta tarte laburragoez gertatu ohi dira. Adibidez, zenbait saguzar txiki eta kolibri espezie batzuk gauez sartzen dira letargian. Prozesuen gelditze hori edozein modukoa izanik ere, guztiek dute helburu berdina: hotzari eta baliabide eskaseko uneei eutsi ahal izatea, gorputz tenperatura jaitsita. Izotzez beteriko eremuetan are beharrezkoa da estrategia hori, negu hotz eta ilunean energia alferrik ez xahutzeko.

2. irudia: Pangea kontinentearen egoera, Triasiko berantiarrean. Urdinez, Antartikako fosilen kokapena. Laranjaz, Hegoafrikakoak. (Irudia: Megan Whitney / Christian Sidor)

Erregistro fosilaren bitartez jardun hori ondorioztatzea ez da batere erraza, baina orain adituak hori egiteko gai izan dira. Horretarako, listrosauroen letagin fosilizatuak erabili dituzte. Toki desberdinetan bizi izan ziren bi animalia multzo alderatu dituzte: Antartikan aurkitutako sei fosil eta Hegoafrikan jasotako beste lau. Kokapen biak garaiko Pangean zeuden arren, Antartikako fosilak hego latitudeko 72º-tan zeuden, —zirkulu polar antartikoaren barruan, hain justu—, Hegoafrikakoak iparralderantz 550 kilometrora zeuden bitartean.

Letaginetan, dentinazko geruzak zirkulu zentrokideetan agertzen dira, zuhaitz eraztunen gisa. Horietan, antzeko hazte patroiak aurkitu dituzte, baina Antartikako fosilen kasuan zerbait berezia ikusi dute: eraztun batzuk ohi baino trinkoagoak dira. Zuhaitzen kasuan horrelako egitura bat urte lehorra baten adierazle izan ohi den modu berean, letagin horietan ikusitako egiturak estres markak direlakoan daude zientzialariak. Gaur egun bizi diren hainbat animaliaren hortzetan hibernazio garaietan halako markak sortzen direla azaldu dute ikertzaileek.

Halere, ezin izan dute zehaztu marka horiek benetako hibernazio baten adierazle ala beste letargi mota batena ote den. Baina uste dute latitude horietan bizi izan ziren listrosauroek modu bateko ala besteko egokitzapena egin behar zutela hotzari aurre egiteko. Izan ere, garaiko tenperaturak gaur egungoak baino altuagoak ziren arren, zirkulu polar antartikotik harago alde handiak zeuden urteko tenperaturetan, eta bertan bizi ziren animaliek horiei aurre egiteko estrategiak garatu beharko zituzten.

Egileek zehaztu dutenez, latitude garaietan bizi ziren beste hainbat ornodunek halako hibernazio edo letargia garatuko zuten seguruenera, baina hortzen analisiaren bitartez fenomenoa aurkitzeko modurik ez dute, animalia horien kasuan hortzak ez direlako etengabean hazten. Halakoetan, ohikoa da bizitzan zehar hortzak galtzea eta berriak garatzea.

“Lehenengo aurkikuntza hauek erakusten dute hibernazio egoera batean sartzea ez dela oso egokitzapen berria, aspaldikoa baizik”, laburbildu du prentsa ohar batean artikuluaren egile nagusi Megan Whitney paleontologoak.

Erreferentzia bibliografikoa:

Whitney, M.R., Sidor, C.A. (2020). Evidence of torpor in the tusks of Lystrosaurus from the Early Triassic of Antarctica. Communications Biology, 3, 471. DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-020-01207-6

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

The post Hibernazioa: gutxienez 250 milioi urte dituen trikimailua appeared first on Zientzia Kaiera.

 

Se propone un juego entre cuatro personas (Ana, Blas, Carmen y David) con un “colosal” ipremio para aquella que gane: las obras completas de Paul Erdős.

Las reglas del juego son las siguientes: cada participante recibe dos dados con las caras numeradas de una manera que no es la habitual. El primer dado tiene marcadas en sus caras los números 2, 7, 7, 12, 12 y 17, y el segundo las cifras 3, 8, 8, 13, 13, y 18. Los dados son equilibrados, es decir, cada cara tiene la misma probabilidad de salir, que es de 1/6.

En privado, sin nadie observando, cada participante tira 20 veces ambos dados. Anota el resultado de la suma de las cantidades alcanzadas en cada tirada y adiciona los veinte resultados obtenidos. Gana la persona cuya puntuación final sea mayor.

Sin embargo, quizás por los nervios o quizás por torpeza, puede suceder que las sumas no sean correctas. Incluso puede ocurrir que alguno de los participantes, pensando que así tendrá más posibilidades de vencer en el juego, mienta en su resultado. La posibilidad engañar existe, ya que nadie les está vigilando.

Por todo ello se dispone de un juez imparcial, Ernesto, preparado para descalificar a cualquier participante si, con un 90 % de certeza, cree que ese jugador o jugadora ha fallado al sumar o, abiertamente, ha mentido.

Después de explicar estas reglas, los participantes se encierran para proceder a lanzar sus dados… y sumar (¿quizás inventar?). Tras finalizar sus tiradas, declaran lo siguiente:

1. Ana confirma que ha sacado 385 puntos,

2. Blas dice que ha obtenido 840 puntos,

3. Carmen afirma que sus tiradas suman 700 puntos y

4. David anuncia que ha conseguido 423 puntos.

Pocos minutos después, Ernesto, el juez, declara: “Sin ninguna duda, Ana es la ganadora”.

¿Sabrías explicar la razón?

Antes de argumentar, vamos a reflexionar sobre las sumas que se pueden obtener.

1. Observar que los números del primer dado son todos congruentes con 2 módulo 5, es decir, las cifras 2, 7, 12 y 17, al dividirlas por 5, dan como resto 2. Del mismo modo, los números del segundo dado son todos congruentes con 3 módulo 5, es decir, las cifras 3, 8, 13 y 18, al dividirlas por 5 dan como resto 3. Así, al sumar las cantidades obtenidas en una tirada (las procedentes de los dos dados), la cantidad resultante es siempre un múltiplo de 5, por lo que la suma final también debe serlo.

2. La menor suma que puede obtenerse en una tirada es 5 (2+3) y la mayor 35 (17+18). Así, el resultado final de las sumas tras las 20 tiradas oscila entre 100 (5×20) y 700 (35×20).

Tras estas sencillas observaciones, Ernesto ha podido descalificar directamente a David (la suma que da este jugador no es un múltiplo de 5) y a Blas (es imposible obtener 840 puntos sumando los resultados de las 20 tiradas) que, o bien se han equivocado al sumar o bien han querido hacer trampa.

Carmen afirma que sus tiradas han sumado 700, lo que significa que, en cada una de las 20 tiradas, ha obtenido la máxima puntuación, que es de 35… y desde luego es posible que eso haya sucedido. Pero, ¿cuál es la probabilidad de que suceda? La probabilidad de que salga 35 en una tirada es de 1/62=1/36 (se debe obtener 17 en el primer dado y 18 en el segundo). Por lo tanto, la probabilidad de que salga 35 en las veinte tiradas es de 1/640 (cada tirada es un suceso independiente). Y este número es del orden de 1,34×10-31, una cantidad realmente pequeña. Claro que es posible que Carmen haya sacado un montante de 700 por azar, pero es muy poco probable. Así que Ernesto, con el 90 % de certeza, puede descalificar a Carmen.

¿Lo que dice Ana es creíble? Desde luego 385 es un múltiplo de 5. El resultado más probable es el de 400 (20×20=400). ¿Por qué? Porque puede obtenerse una suma de 20 en una tirada de diez maneras distintas: 2+18 (un modo), 7+13 (cuatro formas), 12+18 (cuatro maneras) y 17+3 (un modo). El resto de las sumas posibles son: 5 (2+3), 10 (2+8, 7+3; de cuatro modos), 15 (2+13, 7+8; 12+3, de ocho maneras), 25 (7+18, 12+13; 17+8; de ocho maneras), 30 (12+18, 17+13; de cuatro modos) y 35 (17+18; de una manera).

Por otro lado, la suma de 385 es posible de obtener (por ejemplo, con 17 tiradas sumando 20 y otras tres sumando 15. O con 10 tiradas de 25, 7 de 15 y 3 de 10, etc.). Así que lo que dice Ana es creíble y, habiendo sido excluidos Blas, Carmen y David, ¡ella es la ganadora!

Notas:

Este problema se ha extraído de ¿Puedes resolver el acertijo del rey tramposo? de Dan Katz en TED-ed.

iPaul Erdös (1913-1996) fue uno de los más prolíficos matemáticos en cuanto a publicaciones científicas: unos 1.500 artículos con más de 500 coautores. Por ello podemos calificar sus obras completas como un premio “colosal”.

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

El artículo Un juego con un premio colosal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El juego del Sim
2. Un juego de mesa para entender la irreversibilidad
3. Matemáticas en el juego de cartas SET (1)

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Inoiz galdetu al diozu zeure buruari zergatik duen pauma arrak halako isatsa? Ikusgarria da benetan, emearena baino askoz handiagoa eta koloretsuagoa. Zer hautespen presiok eragin du halako zerbait, hain handia, deigarria eta kolorez betea? Zaila da tamaina horretako apaingarri bat mantentzea, eta zailtasun hori beste behar batzuk betetzearen kalterako da.

Paumaren isatsa, beste ezaugarri asko bezala –gehienetan, maskulinoak–, ugalketa bikotekideek –oro har, emeek– aukeratu izan dutelako garatu da animalien munduan. Nolakotasun horiek oztopo dira arraren biziraupenerako eta ugalketa ahalmenerako, eta, horregatik, halako ezaugarriak dituzten banakoek osasun eta forma fisiko bikaina izan behar dute. Horregatik, banako hori «egokia» dela adierazteko balioko lukete (terminologia darwindarrean, fitnessa); beraz, horrelako ezaugarriak modu guztiz nabarmenean dituzten arrekin parekatuko lirateke emeak. «Gene onenak» dituzten arrak dira, nolabait esateko, beren ondorengoei ondare biologikorik onena utziko dietenak. Jakina, hori ez da modu kontzientean gertatzen. Automatikoki diharduten mekanismoak dira. Prozesu horri hautespen sexual deritzo.

Galdetu al diozu inoiz zeure buruari zergatik garen hain desberdinak gizonak eta emakumeak aurpegiko ilearen dentsitateari dagokionez? Espezie baten ezaugarri jakin bat oso desberdina denean arrengan eta emeengan, espezie horrek dimorfismo sexuala duela esaten dugu. Bada, gure espeziean dimorfismo sexuala dago aurpegiko ileari dagokionez. Egin dezagun orain galdera hori bera beste modu batean: Galdetu al diozu noizbait zeure buruari zergatik duten gizonek bizarra eta emakumeek ez?

Irudia: Zenbait ikertzailek proposatu dute bizarrak lehoi baten adatsen antzekoa funtzioa bete dezakeela, gure gorputzeko atal batzuk babesteko balioko lukeela, hala nola eztarria eta masailezurra eraso edo istripuetatik babesteko. (Argazkia: StockSnap – erabilera publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Baliteke zure erantzuna izatea gizakion bizarra hautespen sexualaren ondorio dela, paumaren isatsarekin gertatzen den bezala. Agian, uste duzu emakume heterosexualek nahiago izaten dituztela gizon bizardunak bikotekide gisa. Baina bizarra izateak eragozpenak ere sortzen ditu: janari hondarrak pilatu daitezke, parasitoak erakartzen ditu eta, kasu batzuetan, komunikazioa oztopatzen du. Hala ere, gizon bizardunak bizarra moztuta daukatenak baino maskulino, menderatzaile eta oldarkorragoak direla hauteman ohi da. Darwinek, izan ere, bizarra hautespen sexualaren adibide bat zela uste zuen.

Ziurrenik, ez dugu baztertu behar bizarra mekanismo horren arabera sortu zenik. Hala ere, badaude aukera alternatiboak. Indarkeria fisikoa askoz ohikoagoa da gizonen artean emakumeen artean baino, eta, bi gizon borrokan ari direnean, aurpegia izan ohi da kolpeen helburua. «Aurpegia hautsiko dizut» esaldia entzun izan duzu, ezta? Izan ere, ustez, horrexegatik da sendoagoa gizonen aurpegiaren hezur anatomia emakumeena baino.

Horregatik, agian, bizarrak babes fisikoa ematen duelako ideia kontuan hartu da. Eta esperimentuen bidez horixe ikusi da, hain zuzen ere, bizarrak masailezurra babesten duela; masailezurra hautsi ohi da errazen bi gizabanakoren arteko borroketan; eta halako hausturen ondorioak, kirurgia modernoa iritsi aurretik, hilgarriak izan zitezkeen. Azpiko ehunen gaineko inpaktuaren indarra murrizten duelako babesten du aurpegia bizarrak, kolpearen energia xurgatu, eta sakabanatu egiten baitu. Inpaktu baten bidez transferitutako energiaren % 30 xurgatzera ere irits daiteke aurpegiko ilea, eta murrizketa hori erabakigarria izan daiteke masailezurra ez hausteko.

Dena den, ondorio horiek zuhurtziaz hartu behar dira. Izan ere, faktore baten baino gehiagoren efektua ezin da beti mugatu. Eta hori bereziki egia da agian aldi berean jardun zuten –edo, beharbada, denboran zehar bata bestearen atzetik gertatu ziren– balizko hautespen presio batez baino gehiagoz ari bagara.

Erreferentzia bibliografikoa:

Beseris, E.A.,  Naleway, S.E., Carrier, D.R. (2020). Impact Protection Potential of Mammalian Hair: Testing the Pugilism Hypothesis for the Evolution of Human Facial Hair. Integrative Organismal Biology, 2(1), obaa005. DOI: https://doi.org/10.1093/iob/obaa005 

Egileaz:

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

The post Giza bizarra appeared first on Zientzia Kaiera.

Foto: ActionVance on Unsplash

Conviene quizás en este punto de nuestra exploración del núcleo atómico pararnos un momento a considerar qué significa desde el punto de vista práctico que tengamos una muestra de un determinado material radiactivo puro. La muestra, sin actuar sobre ella y aislada, no será pura si pasa el tiempo suficiente. Esto es algo fundamental que hace que un material radiactivo sea algo completamente diferente de una sustancia o un elemento no radiactivos. Para ilustrar esta idea recomendamos leer Las series de desintegración radiactiva y tener presente la tabla que presentábamos en esa anotación:

Fijémonos, por ejemplo, en la porción de la serie uranio-radio que empieza con el polonio-218. Se puede recoger polonio-218 exponiendo un trozo de material ordinario, como una lámina delgada de aluminio, a gas radón. Algunos de los átomos de radón se desintegran en átomos de polonio-218, que luego se adhieren a la superficie de la lámina. Ya tenemos nuestra muestra pura. Ahora la dejamos aislada y no hacemos nada. ¿Qué ocurre? Lo ilustra la siguiente gráfica:

El polonio-218 (218Po) se desintegra en plomo-214 (214Pb), que se desintegra en bismuto-214 (214Bi), que se desintegra en polonio-214 (214Po), luego plomo-210 (210Pb), luego bismuto-210 (210Bi), etc. Si la muestra original contenía 1,000,000 átomos de 218Po cuando la recogimos, después de 20 min contendrá alrededor de 10,000 átomos de 218Po, alrededor de 660,0000 átomos de 214Pb, alrededor de 240,000 átomos de 214Bi y alrededor de 90,000 átomos de 210Pb. El número de átomos de 214Po es insignificante porque la mayoría de los 214Po se habrá transformado en 210Pb en una pequeña fracción de segundo.

Análogamente, una muestra de radio puro recién obtenida (226Ra) también cambiaría en composición de una manera compleja, pero mucho más lentamente. Con tiempo suficiente, consistiría en una mezcla de algo de 226Ra restante, más radón-222, polonio-218, plomo-214 y el resto de los miembros de la cadena hasta el «radio G» estable (plomo-206). De manera similar, una muestra de uranio puro puede contener, después de un tiempo, otros 14 elementos de los cuales 13 (todos menos la última parte estable) contribuyen a la emisión radiactiva, cada uno a su manera.

En todos estos casos, el resultado es una mezcla compleja de elementos. Pero, fijémonos, que desde el punto de vista de las emisiones radiactivas también se ha producido un cambio fundamental: Tras comenzar como un emisor alfa puro, la muestra original termina emitiendo toda clase de partículas, alfa, beta y rayos gamma, aparentemente de forma continua y simultánea.

Vemos pues que la separación de los diferentes miembros de una cadena radiactiva entre sí es algo muy difícil, especialmente si algunos miembros de la cadena se desintegran rápidamente. Uno de los métodos empleados con éxito dependía de la hábil purificación química de una sustancia radiactiva en concreto, como habían hecho los Curie con el radio y el polonio. La enorme complejidad y el ingenio del trabajo experimental necesarios para aislar y determinar las propiedades de cada uno de los elementos de una serie radiactiva son dignos de admiración.

Supongamos ahora que hemos obtenido una muestra de la que se han eliminado todos los átomos radiactivos excepto los de radio-226. La muestra comienza a emitir gas radón inmediatamente. Este último puede extraerse y examinarse sus propiedades antes de que se contamine seriamente por la desintegración de muchos de sus átomos en polonio-218. Si conseguimos hacer esto, encontraremos que el radón se desintegra (a través de varias transformaciones) en plomo mucho más rápidamente que el radio se desintegra en radón. Pero, ¿cómo medimos la velocidad de desintegración y por qué existen velocidades diferentes?

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

El artículo La impureza, por definición, de las muestras radiactivas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La transformación radiactiva
2. La carga de las partículas radiactivas
3. Las series de desintegración radiactiva

Koldo Garcia

Tuatarak Zeelanda Berrian bizi diren narrastiak dira, eta orain dela 250 milioi urte inguru sortutako animalia-leinu batetik bizirik dirauen ordezkari bakarrak dira. Maorieran “erpinak bizkarrean” esan nahi du tuatara izenak eta maorientzat taonga da animalia hau –altxor hitzaz itzul genezake–, hau da, maorien kulturarentzako preziatua den balioa, eta, hortaz, maoriak tuatararen zaindariak dira. Tuatararen genoma sekuentziatu berri dute eta agerian gelditu dira dituen gene-altxorrak.

1. irudia: Tuatarak du genomarik luzeena orain arte sekuentziatu diren ornodunen artean. (Argazkia: Nel Botha – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Tuatararen genoma orain arte ornodunen artean argitaratu den genomarik luzeena da: bost mila milioi baseko luzera du, gizakion genomak baino bi mila milioi base gehiago. Tuatararen genoman hamazazpi mila gene inguru kokatzen dira eta gene horien % 75 agertzen dira hegaztietan, dortoketan eta krokodiloetan. Gainera, sakonago aztertu zituzten ikusmenean, usaimenean, immunitatean, termoerregulazioan eta bizitza-luzeran parte hartzen duten geneak eta beste espezie batzuen geneekin konparatu. Ikusmenari dagokiola, tuatara animalia gautarra bada ere, egunekoa zen arbasoaren geneak mantendu ditu eta, ondorioz, koloreetan ikusteko gaitasuna mantendu du, bai eta argi-maila baxuetan ere. Usaimenari dagokiola, hegaztiek beste usain-hartzaile dituzte tuatarek, baina krokodiloek edo dortokek baino gutxiago. Bi ezaugarri horiek direla eta, ikerlanaren egileek iradokitzen dute tuatarek, hegaztiek bezala, ikusmena erabiltzen dutela ehizatzeko eta ez, sugeek bezala, usaimena. Immunitatean parte hartzen duten geneei dagokiela, gene horien edukia eta konplexutasuna anfibioen eta ugaztunen antzekoa bada ere, gene horiek bestelako moduan antolatuta daude tuatararen genoman. Gorputzeko tenperaturan parte hartzen duten geneak aztertzerakoan, funtzio horretan parte hartzen duten hainbat gene aurkitu zituzten eta horietan ere hautespen-zantzuak aurkitu zituzten. Azkenik, tuatararen bizi-itxaropena oso luzea denez –batez beste 60 urtez bizi dira, baina 100 urtera arte bizi daitezke– oxidazioa murrizten duten geneak aztertu zituzten, zehazki selenoproteinak kodetzen dituzten geneak, eta ikusi zuten mota horretako gene gehiago dituztela gizakiak duen kopuruarekin alderatuta.

Tuatararen genoma hain luze izatearen arrazoia da haren ia bi heren errepikatzen diren gene-osagaiak direla; ornodunetan, batez beste, genomaren erdia izan ohi dira halako gene-osagaiak. Harritzekoa da errepikatzen diren gene-osagai horiek narrastien nahiz ugaztunen halako gene-osagaien ezaugarriak dituztela, ornodunen eboluzioa ulertzeko garrantzitsua izan daitekeen aurkikuntza. Errepikatzen diren gene-osagai horien artean transposonak aurkitzen dira, genomaren eskualde ezberdinen artean jauzi egiteko gaitasuna duten gene-osagaiak, hain zuzen ere. Ikertzaileek aurkitu zuten tuatararen genoman transposonen sorta zabalagoa dagoela beste ornodunen genomekin konparatuta. Gainera, horietako hainbat transposon orain gutxi arte aktibo egon direla ikusi zuten. Jakina da transposonak aktibo egoteak genomak moldatzen laguntzen duela eta, hortaz, ondoriozta daiteke transposonek tuatararen genoma moldatzen lagundu dutela. Ikertzaileek gaineratzen dute, genoma hain luzea izateko arrazoien artean, tuatararen genomaren heren bat inguru mila eta laurehun mila basetako sekuentzia berdinen kopiak direla.

2. irudia: Tuatararen genomak narrastien eta hegaztien genomen ezaugarriak ditu. (Successful4 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Tuatararen genoma beste 26 ornodunen genomarekin konparatu zuten narrasti eta hegaztien eboluzioan sakontzeko. Hala, baieztatu zuten tuatararen ahaiderik gertuenak sugeak eta muskerrak direla eta haiengandik orain dela 250 milioi urte inguru banatu zela. Baieztapen hori oso garrantzitsua da bai tuatararen bai suge eta lizarren sorrera eta eboluzioa hobeto ulertzeko.

Gainera, konparaketa horiek ere baliagarriak izan dira tuatarari buruzko eztabaida bat ebazteko: fosil bizidun bat al da? Ez da hau lehen aldia Zientzia Kaieran fosil bizidunen genomek dituzten berezitasunak aztertzen dituguna, eta zinez dira interesgarriak. Tuatararen kasuan eztabaida dator erregistro fosila guztiz osatua ez delako. Tuatara orain dela 230-240 milioi urte bizi izan zen ahaidearen oso antzekoa bada ere, ordutik hona fosil askorik iritsi ez zaigunez, ezin daiteke jakin tuatarak zein ezaugarri partekatzen zituen egun desagerturik dauden ahaideekin. Genoma aztertuta, ikertzaileek ondorioztatu zuten eboluzio-tasa motela duela eta horrek iradoki lezake tuatara fosil bizidun bat izatea. Gainera, eboluzio-tasa motel horrek, bere gorputz-tenperatura baxuarekin eta belaunaldi-denbora luzeekin batera, bereziki zaurgarria egiten du klima-aldaketaren aurrean.

3. irudia: Maoriak tuataren zaindariak dira eta beren parte-hartzea ezinbestekoa izan da tuatararen genoma aztertzeko. (Argazkia: Nydegger René – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Klima-aldaketak ekar dezakeen arriskua kontuan izanda, tuatararen kontserbaziorako gakoa espeziaren egitura jakitea izan daiteke. Horretarako aztertu zituzten hamarkadetan zehar eskuratu ziren laginak, eta ondorioztatu zuten tuatara espezie bakarra dagoela, Cooken itsasartean kokatzen den populazio bat pixka bat ezberdina bada ere. Horrela, gene-informazio hori erabilita, tuatararen kontserbaziorako eraginkorrak diren erabakiak har ditzakete beren zaindariek.

Azpimarratu beharra dago horrelako ikerketa bat egiteko beharrezkoa dela kalitatezko laginak lortzea. Hasieran aipatu bezala, tuatara maorientzat balio handiko altxorra da. Hori dela eta, lan hau gauzatzeko, ikertzaileak Zeelanda Berriko iparraldeko irlan kokatzen den komunitatearekin elkarlanean aritu dira, Ngātiwai iwi-arekin–jendearekin–, hain zuzen ere. Ikerketan erabakiak hartzeko orduan Ngātiwaiek parte hartu dute eta, horrela, maoriak eta beren usadioak aitortu, babestu eta errespetatu dira. Izan ere, ikertzaileek Ngātiwai iwi-arekin sinatutako akordioa eskuragarri jarri dute mota honetako ikerketak egiteko orduan eredu bezala erabili ahal izateko.

Laburtuz, lan honi esker tuatararen gene-altxor asko ezagutu ditugu eta, gainera, maorien interesak eta usadioak errespetatu dira. Izan bedi lan hau zientzia onaren, arduratsuaren eta gertukoaren eredu.

Erreferentzia bibliografikoak:

Gemmell, N.J., Rutherford, K., Prost, S. et al. (2020). The tuatara genome reveals ancient features of amniote evolution. Nature, 584, 403–409 (2020). DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2561-9

Johnson, R. (2020). The remarkable tuatara finds its place. Nature, 584, 351-352. doi: 10.1038/d41586-020-02063-4

Egileaz:

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

The post Tuatara, gene-altxorra appeared first on Zientzia Kaiera.

Javier Duoandikoetxea

Las huellas dactilares nos identifican, por eso los detectives las buscan en el lugar donde se ha producido un delito. No resulta sorprendente, por tanto, saber que hay colecciones gigantescas de huellas dactilares en los archivos policiales.

Imagen 1: Ventana de vidrio simulando huellas dactilares. (Fotografía: Eveline de Bruin – Licencia Pixabay. Fuente: pixabay.com)

El FBI comenzó a tomar huellas dactilares en 1924 mediante el uso de fichas de cartón, en las que los dedos mojados en tinta dejaban su marca. En 1993, ya tenía almacenadas más de 25 millones de fichas. Para entonces, el uso de los ordenadores ya había comenzado a extenderse y estaba claro que los archivos digitales reportarían grandes ventajas, tanto para guardar huellas dactilares como para realizar búsquedas, por lo que se procedió a la digitalización.

Es importante asegurar con la mayor precisión posible a quién pertenece una huella dactilar. Por eso, para digitalizar los archivos se eligió una imagen de 500 puntos por pulgada, a escala de colores grises de 8 bytes. Esto generaba un fichero de 10 MB de cada ficha, de modo que la digitalización de todo el archivo requería soportes con gran espacio. Además, hace 25 años la capacidad de almacenamiento de los dispositivos era muy inferior a la actual. Entonces, ¿qué hacer? La clave estaba en la compresión.

Recordemos que comprimir es reducir el tamaño del fichero y que, para que eso resulte útil, hay que hacerlo sin perder información importante. El sistema de compresión JPEG, habitual para las fotografías, se lanzó en 1992 y fue el elegido por los expertos del FBI para llevar a cabo el proceso de digitalización. A pesar de ello, no quedaron satisfechos con los resultados, ya que la imagen resultante no les parecía adecuada. ¿Por qué?

En la mayoría de los casos, al pasar de un píxel a otro el cambio de color que se produce es pequeño, que es lo que aprovecha el sistema JPEG. Por eso, en las zonas de los bordes el resultado no es tan bueno, ya que se pueden producir cambios de color importantes en los píxeles de alrededor. Se puede decir, en cierta medida, que en las imágenes de las huellas dactilares lo único que tiene importancia son los bordes (rayas).

Para resolver el problema, investigadores de varias universidades y agencias gubernamentales de Estados Unidos colaboraron en la búsqueda de un buen algoritmo adaptado a la compresión de imágenes de huellas dactilares.

Intervalo matemático

En 1984, el matemático francés Yves Meyer trabajaba como profesor en la Universidad de París-Orsay cuando un compañero físico le enseñó un artículo, pensando que sería de su interés. Los autores eran Jean Morlet y Alex Grossmann, ingeniero geofísico de la empresa Elf Aquitaine el primero y físico de la Universidad de Marsella el segundo.

Imagen 2: Alex Grossmann (1930-2019) y Jean Morlet (1931-2007), en 1991. (Fuente: Centre de Physique Théorique, Universidad de Marsella)

El artículo proponía una nueva vía de detección de gas y petróleo. Para detectar el petróleo y las bolsas de gas subterráneas, se emite una onda y, mediante el análisis de la señal que regresa tras atravesar varias capas, se obtiene información sobre la composición interna. Morlet presentó una nueva técnica para hacerlo y trabajó el campo matemático con Grossmann, pero no tuvo mucho éxito en la empresa y, según dicen, únicamente consiguió una jubilación anticipada. Sin embargo, la fama le llegó del mundo de la ciencia.

Yves Meyer se quedó sorprendido por lo que vio en el artículo: en él se encontró con fórmulas conocidas, de un campo que dominaba perfectamente, y consideró que podía ser un camino fructífero entablar relación con los autores. Según cuenta él mismo, tomó el tren para Marsella en busca de Grossmann. En pocos años, Meyer y sus colegas y discípulos convirtieron aquellos torpes pasos iniciales en una teoría matemática.

Los componentes básicos para desarrollar una función en la teoría clásica de Fourier son las funciones trigonométricas. En la nueva teoría, estos componentes básicos cambian y se utilizan dilataciones y traslaciones de una función madre. Eso sí, esa madre necesita propiedades adecuadas para ser de utilidad. De todas formas, hay muchas opciones y se puede decidir la más apropiada en función del uso, lo cual ya es, en sí mismo, una ventaja en las aplicaciones.

Morlet le puso un nombre francés al nuevo objeto: ondelette. Posteriormente, cuando el término llegó al inglés, se convirtió en wavelet, que es la denominación con la que ha recorrido el mundo científico. Aunque muchos usuarios utilizan el préstamo tal cual (wavelet), existen términos adaptados a cada idioma: ondícula (esp.), ondeta (cat.), onduleta (port.), por ejemplo.

Imagen 3: Stéphane Mallat, Yves Meyer, Ingrid Daubechies y Emmanuel Candès han tenido una gran importancia en el desarrollo de la teoría de las wavelets y sus aplicaciones. (Fotografía: S. Jaffard – La lettre d’infos du CMLA, junio de 2017)

El análisis tradicional de Fourier no detecta bien los grandes cambios de una función que se producen en un intervalo reducido, porque las funciones trigonométricas que utiliza como componentes no están localizadas. Las ondículas, en cambio, se localizan y se adaptan mejor para estudiar cambios drásticos de funciones. Además, conviene elegir la ondícula madre adecuada según el uso que le vayamos a dar. Esto puede tener un coste matemático mayor y, si es para aplicarlo, quizás también un coste económico, pero hará mejor el trabajo que queremos o necesitamos.

Sistemas de compresión WSQ y JPEG2000

La teoría de las ondículas, a diferencia de la teoría de las series de Fourier que le precedió, ha abordado al mismo tiempo el campo puramente matemático y las aplicaciones. Se comenzó a utilizar inmediatamente para el procesamiento de las señales y las técnicas habituales se adaptaron al nuevo campo. El salto de aquellos primeros pasos al mundo real no se hizo esperar. Es más, las aplicaciones han alimentado la propia teoría matemática, lanzando nuevos problemas.

El sistema de compresión WSQ (Wavelet Scalar Quantization) para las necesidades del FBI se inventó con ayuda de ondículas. Además, lo pusieron a disposición de todo el mundo, libre. Este sistema usa matemáticamente una pareja de wavelets madre, una para la descomposición y la segunda para la reconstrucción de la imagen. Básicamente, siempre se hace lo mismo para la compresión: proporcionar la información que queremos guardar mediante una receta de componentes básicos (en este caso, wavelets) y hacer 0 los coeficientes de componentes de menor relevancia. Así, en la información que se va a almacenar se obtienen muchos ceros; se han ideado medios para guardar de forma breve esas listas de ceros.

Imagen 4: para la compresión WSQ se utiliza una ondícula descubierta por la matemática Ingrid Daubechies.

Sin embargo, el uso de las ondículas para la compresión no quedó ahí. El mismo grupo que inventó el JPEG para las fotografías, creó otro estándar a través de wavelets: JPEG2000. Este modelo también se utiliza en la compresión de huellas dactilares cuando se toman imágenes de 1000 puntos por pulgada, pero no solo para eso: JPEG2000 se utiliza tanto en el cine digital, como en las imágenes que toman los satélites o en el protocolo DICOM de imágenes médicas.

Fourier moderno vs. Fourier clásico

El análisis de Fourier se enmarcó en el campo de las matemáticas teóricas a lo largo del siglo XIX y principios del XX. Sin embargo, posteriormente, se descubrieron multitud de campos en los que podía aplicarse en el mundo real, y con el aumento de la capacidad de cálculo de los ordenadores, se ampliaron aún más las posibilidades: señales, sonidos, imágenes médicas, espectrometría, cristalografía, telecomunicaciones, astronomía, visión artificial, reconocimiento de voz, etc.

La teoría de las ondículas, el nuevo campo que hemos visto crear y desarrollar, ha dado un nuevo impulso a estas aplicaciones. En el caso mencionado, el de las huellas dactilares, ofrece mejores resultados que la vía clásica, pero cabe preguntarse ¿merecerá la pena utilizar siempre las wavelets en lugar de las funciones trigonométricas? No, decidiremos en función de lo que queramos hacer. Por ejemplo, en nuestras cámaras fotográficas utilizamos JPEG porque no merece la pena recurrir a otro sistema de compresión para hacer fotos normales. La nueva teoría complementa la anterior, no la sustituye.

En 2017 el matemático Yves Meyer fue galardonado con el mayor premio que existe actualmente en matemáticas, el Premio Abel, «por su trabajo fundamental en el desarrollo de la teoría matemática de las ondículas«. Y en 2020 Yves Meyer, Ingrid Daubechies, Terence Tao y Emmanuel Candès han sido premiados con el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2020, «por sus contribuciones pioneras y trascendentales a las teorías y técnicas matemáticas para el procesamiento de datos, que han ampliado extraordinariamente la capacidad de observación de nuestros sentidos y son base y soporte de la moderna era digital».

Para saber más:

En la red se puede encontrar más información sobre el tema. Estas son algunas de las fuentes que se pueden consultar:

• C. M. Brislawn, C.M. (1995). Fingerprints go digital. Notices of the American Matematical Society, 42 (11), 1278-1283.
• Web Mathouriste: Après Fourier, c’est encore du Fourier!  (Hay abundante información sobre el análisis de Fourier, histórica en particular, en varias páginas del sitio web.)
• Web The Abel Przie: The Abel Prize Laureate 2017 – Yves Meyer.

Sobre el autor: Javier Duoandikoetxea es catedrático jubilado de Análisis Matemático en la UPV/EHU.

Este artículo se publicó originalmente en euskara el 19 de junio de 2019 en el blog Zientzia Kaiera. Artículo original.

El artículo Las huellas dactilares, el FBI y la teoría de Fourier modernizada se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Una teoría cinética para los sistemas financieros
2. Elogio de la teoría
3. Pál Turán: teoría de grafos y fábricas de ladrillos