Una mirada topológica al conjunto de Cantor
No es la primera vez que aludo a Georg Cantor (1845-1918) en este Cuaderno de Cultura Científica. Su figura y su obra matemática me fascinan. He tenido la suerte de tener muy presentes sus matemáticas en mi investigación y mi docencia. Probablemente Cantor fue una de esas pocas personas que es capaz de “pensar” las cosas de otra manera. Esa mirada distinta, genial y osada, provocó grandes cambios en la manera de entender y abordar las matemáticas.
Georg Cantor. Fuente: Wikimedia Commons.
Uno de los más bellos ejemplos que nos ha proporcionado es el conocido como conjunto de Cantor.
En realidad –al menos como registro publicado conocido– fue el matemático Henry J. Stephen Smith quien introdujo este tipo de conjunto en 1874, en el artículo On the Integration of Discontinuous Functions(Proc. London Math. Soc. 1 (6): 140-153): tras una exposición sobre la integración de funciones discontinuas, presentaba un método para construir conjuntos densos en ninguna parte:
Sea m un número entero mayor que 2. Se divide el intervalo [0,1] en m partes iguales y se suprime el último segmento de cualquier división posterior. Se dividen cada uno de los m-1 segmentos restantes en m partes iguales y se eliminan los últimos segmentos de cualquier división posterior. Si esta operación se continúa ad infinitum, se obtiene una cantidad infinita de puntos de división P en el intervalo [0,1]. Estos puntos forman un conjunto denso en ninguna parte…
Aunque no se dice explícitamente en el enunciado, los intervalos eliminados son abiertos, con lo que el conjunto resultante P es cerrado. En el momento actual, el conjunto descrito por Smith se llamaría conjunto de Cantor generalizado.
Entre 1879 y 1884, Cantor escribió una serie de cinco artículos que contienen, entre otros, el primer tratamiento sistemático de la topología de la recta real. En el quinto artículo de esta serie, Cantor discute las particiones de un conjunto en dos componentes que llama reducible y perfecta, y define lo que es un conjunto
perfecto. Muestra que un conjunto perfecto no es necesariamente denso, y en un pie de página introduce su famoso conjunto ternario, el conjunto de los puntos que pueden expresarse de la forma (*):
donde an=0 ó 2.
Cantor prueba que este conjunto es infinito, perfecto y que no es denso en ningún intervalo (es totalmente disconexo, es decir, sus componentes conexas son sus puntos).
Puede darse una construcción geométrica alternativa (pueden verse los detalles en [3]) y fácil de entender. Se toma el intervalo [0,1], se divide en tres partes iguales de longitud 1/3 y se elimina el intervalo abierto central (1/3,2/3). Con los dos intervalos cerrados restantes se repite la misma operación: cada uno de los intervalos [0,1/3] y [2/3,1] se divide en tres intervalos de la misma amplitud (en este caso 1/9) y se eliminan los intervalos centrales (1/9,2/9) y (7/9,8/9). Quedan entonces cuatro intervalos cerrados: [0,1/9], [2/9,1/3], [2/3,7/9] y [8/9,1], con los que se repetirá el mismo proceso, y así de manera indefinida. El conjunto resultante es el conjunto ternario de Cantor. Es fácil probar que los puntos del ternario de Cantor son precisamente los elementos del intervalo [0,1] que se pueden expresar de la forma (*) con an=0,2.
De izquierda a derecha, sucesivos pasos de la construcción geométrica del conjunto de Cantor. Fuente: Wikimedia CommonsDe hecho, los elementos del primer intervalo abierto eliminado en la construcción, (1/3,2/3), son los que tienen en la expresión (*) el coeficiente a1=1. Los puntos de los intervalos abiertos eliminados en el segundo paso de la construcción –(1/9,2/9) y (7/9,8/9)– tienen el coeficiente a2=1 en la suma (*). De hecho, los puntos de (1/9,2/9) tienen como primeros coeficientes en (*) a1=0 y a2=1; y los de (7/9,8/9) a1=2 y a2=1. En el paso n de esta iteración, los intervalos abiertos eliminados corresponden a los puntos con an=1 en la expresión (*). Por eso, al final del proceso de construcción, los puntos que quedan, los del ternario de Cantor, son los que se escriben según la expresión (*) con coeficientes an=0 ó 2.
La suma de las longitudes de los intervalos abiertos eliminados en este proceso es 1, dicho de otra manera, el conjunto de Cantor es de medida 0. Es uno de los primeros ejemplos de conjunto de medida nula que se dan en un curso de Análisis. Pero para mí, como topóloga, la propiedad más importante del conjunto de Cantor es que es un modelo topológico de cierto tipo de espacios métricos, los expresados en el siguiente teorema (ver [4]):
Todo espacio métrico totalmente disconexo, perfecto y compacto es homeomorfo al conjunto ternario de Cantor.
Un hermoso ejemplo de conjunto que cumple las propiedades del anterior teorema es el collar de Antoine, del que hablamos en este blog: es un conjunto topológicamente equivalente al conjunto de Cantor, que parte de una construcción sobre un sólido de dimensión tres.
Se puede realizar la misma construcción que la del ternario de Cantor eliminando de [0,1] un intervalo abierto (por ejemplo, el central) de longitud 1/4. De los dos intervalos cerrados restantes se elimina el intervalo abierto central de longitud 1/16, y así sucesivamente. Al final del proceso, la suma de las longitudes de los intervalos abiertos eliminados es 1/2. Es decir, el conjunto restante –que es homeomorfo al conjunto de Cantor, según el teorema anterior– mide 1/2. Es una manera de comprobar que la medida no es una propiedad topológica.
El conjunto ternario de Cantor tiene otras muchas propiedades sorprendentes… pero esa es otra historia.
Referencias:
[1] La biografía Georg Cantor: his Mathematics and Phylosophy of the infinite(1990), escrita por Joseph Warren Dauben, es probablemente una de las mejores maneras de aprender sobre la vida del matemático.
[2] Recomiendo también la bellísima biografía novelada Villa del hommes (2007) de Denis Guedj, en la que se reconoce a Georg Cantor en la figura del viejo matemático Hans Singer, recluido en un manicomio.
[3] Marta Macho Stadler, Curiosidades sobre el conjunto de Cantor, Un Paseo por la Geometría 1999/2000 (2001) 97-116
[4] Stephen Willard, General Topology, Addison Wesley, 1970
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
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Entradas relacionadas:Suteak eta sugar-atzeratzaileak
Suteak gogor astintzen ari dira Estatu Batuetako mendebaldea: dagoeneko bi milioi hektarea erre dira Kalifornia, Oregon eta Washingtonen. Orain dela aste batzuk oihartzun handia izan zuen Oregoneko argazki batek nazioarteko hedabideetan. Argazkian Talent hiriko kaleak ikus daitezke, gorriz tindatuta. Kolore gorri hau sugar-atzeratzailearena da, sutea geldiarazten laguntzeko kaleetan zehar barreiatu zen substantziarena, alegia.
Irudia: Talent (Oregon) hiriko kaleak gorriz tindatuta sugar-atzeratzailea dela eta. (Argazkia: Reuters/Adrees Latif)Sugar-atzeratzaileak mendien edo zelaien errekuntza atzeratzeko erabiltzen diren konposatuak dira, ura lurrundu eta gero hesi moduan jokatzeko gai direnak. Konposatu hauek koloredunak izaten dira: zuriak edo gorriak; modu horretan begi-bistaz erraz ikus daiteke zer eremu estali diren sugar-atzeratzailearekin. Horretaz gain, badaude gorriak diren konposatuak baina argiaren eraginez kolore marroixka hartzen dutenak.
Sugar-atzeratzaileen konposatu aktiboak amonio fosfatoak edo sulfatoak dira. Amonio sulfatoa sugar-atzeratzaile gisa erabiltzea Joseph Louis Gay-Lussac-ek, kimikari eta fisikari frantziarrak, proposatu zuen 1821ean, eta 1950etik erabili izan dira suteen aurka. Amonio fosfato edo sulfatoez gain beste konposatu batzuk ere gehitzen zaizkie sugar-atzeratzaileei, hala nola, substantzia lodigarriak, atzeratzailea hegazkinetik jaurtitzean gehiegi hedatu ez dadin.
Amonio fosfatoaren mekanismoa sugar-atzeratzaile gisa oso ezaguna da: fosfatoek zelulosarekin erreakzionatzen dute (zelulosa egurraren konposatu nagusia da) eta fosfato esterrak osatzen dituzte. Suak ester hauek deskonposatzen ditu eta errautsa sortzen da. Errauts honek gainestaldura babesle gisa jokatzen du eta sutearen hedatzea mantsotzen du.
Konposatu hauek ongarri modura ere jokatzen dute; beraz, sute bat egon eta gero, erabilgarriak dira basoberritzean. Hala ere, aipatu behar da uretako izakientzat arriskutsuak izan daitezkeela, uretan gatza disoziatu eta amoniakoa sortzen baita. Hori dela eta, saihestu egiten da ibai edo lakuen inguruan konposatu hauek barreiatzea.
Suteen aurkako beste konposatu multzo bat su-itzalgailu aparrak deritzenak dira. Hauek erregaiak sua hartzeko duen gaitasuna murrizten dute uraren lurruntzea atzeratuz eta ur-erretentzioa areagotuz; gainera erregaia airetik isolatzen dute. Apar hauek egiteko, surfaktanteak, apar-egonkortzaileak eta disolbatzailea erabiltzen dira, besteak beste. Hala ere, aparren desabantaila nagusia da, behin ura lurrundu delarik, ez dutela konbustioa murrizten.
Erreferentzia bibliografikoa:Gaikowski, M. P.; Hamilton, S. J.; Buhl, K. J.; McDonald, S. F.; Summers, C. H. (1996). Acute toxicity of three fire-retardants and two fire-suppressant foam formulations to the early life stages of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry, 15, 1365-1374. DOI: https://doi.org/10.1002/etc.5620150816
Iturriak:- Hogue, Cheryl (2011). Seeing Red. Chemical & Engineering News, 2011ko abuztuaren 29a.
- Brunning, Andy (2019). Periodic Graphics: Suppressing wildfires with chemistry. Chemical & Engineering News, 2019ko azaroaren 24a.
Leire Sangroniz eta Ainara Sangroniz Kimikan doktoreak dira eta UPV/EHUko Kimika Fakultatearen, Polimeroen Zientzia eta Teknologia Saileko ikertzaileak Polymat Institutuan.
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Historia del cura rompecristales
El descubrimiento de la estructura cristalina fue un paso de gigante en el descubrimiento de lo diminuto. René Just Haüy fue uno de los padres de la cristalografía como ciencia y el descubridor de que los cristales pueden romperse en estructuras geométricas elementales.
Tenemos que aclarar, porque hemos recibido algún comentario en este sentido, que los mineralogistas distinguen dos formas de romper: fracturar y exfoliar. En el vídeo no hacemos esa distinción y usamos romper de forma genérica. Tampoco Haüy iba usando el martillo a la ligera. ¿Por qué esto es importante? Porque, por ejemplo, la pirita se exfolia en cubos (como se menciona en el vídeo) pero se fractura irregularmente (lo que en jerga se llama fractura concoidea).
Los vídeos de Historias de la Ciencia presentan de forma breve y amena pasajes de la nuestra historia científica y tecnológica. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.
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Entradas relacionadas:Efectos y aplicaciones de la radiactividad
De los efectos de la radiactividad en los tejidos vivos ya los hemos mencionado al hablar de las partículas radiactivas. Efectivamente, la radiactividad tiene consecuencias dañinas pero también aplicaciones muy útiles.
De entre los efectos dañinos tenemos, por ejemplo, que la «lluvia» de polvo radiactivo de las pruebas de armas nucleares tanto en la atmósfera como subterráneas durante la década de 1950 fue tan dañina para todos los seres vivos, humanos incluidos, que llevó a que se firmase un tratado internacional para detener tales pruebas [1]. Pero, ¿cómo afecta la lluvia radiactiva en concreto?
Por ejemplo, el estroncio-90 es un isótopo radiactivo que se produce en las reacciones de fisión que pueden llegar a las capas altas de la atmósfera superior por explosiones nucleares no subterráneas. El elemento estroncio está justo debajo del calcio en la tabla periódica. Cuando el estroncio-90 termina cayendo al suelo, las vacas lo ingieren cuando pastan y puede reemplazar al calcio en la formación de la leche, ingresando así en la cadena alimentaria donde puede dañar los órganos internos, no solo de la vaca y su cría, sino también de los humanos que beban esa leche.
Estos procesos de daño por radiación a los organismos biológicos son objeto de considerable investigación en la actualidad. Paradójicamente, algunos de los resultados obtenidos tienen importantes aplicaciones en la agricultura, la medicina y otras áreas. Un área importante de investigación, con muchas ramificaciones, es descubrir cómo la radiación produce cambios genéticos. Ahora sabemos que muchos de los procesos químicos clave en las células están organizados por cadenas simples de moléculas, incluido el ADN. Parece obvio, por tanto, que una sola partícula radiactiva con la energía suficiente puede, al romper un enlace químico en dicha cadena, causar un efecto permanente y quizás un cambio desastroso en la célula.
El metabolismo de plantas y animales se puede estudiar con la ayuda de cantidades extremadamente pequeñas de nucleidos radiactivos llamados trazadores isotópicos. Un isótopo radiactivo, por ejemplo, 14C, actúa químicamente (y por lo tanto fisiológicamente) como un isótopo estable (12C). Así, podemos seguir un trazador radiactivo con detectores y descubrir el comportamiento de una especie químico determinada a medida que pasa por varios procesos metabólicos. De esta forma se puede estudiar, por ejemplo, el papel de los micronutrientes [2].
De forma análoga, los experimentos agrícolas con fertilizantes que contienen isótopos radiactivos han demostrado en qué punto del crecimiento de una planta es esencial el fertilizante. En química, los isótopos radiactivos ayudan en la determinación de los detalles de las reacciones químicas y de la estructura de moléculas complejas, como proteínas, vitaminas y enzimas.
Quizás los usos más directamente relacionados con nuestro bienestar de los radioisótopos se han encontrado en la investigación, el diagnóstico y la terapia médicos. Por ejemplo, los trazadores pueden ayudar a determinar la tasa de flujo de sangre a través del corazón y las extremidades, ayudando así en el diagnóstico de condiciones anormales. Las dosis intensas de radiación pueden causar daños graves a todas las células vivas, pero las células enfermas suelen dañarse más fácilmente que las células normales. Por tanto, la radiación se puede utilizar para tratar algunas enfermedades, por ejemplo, para destruir tumores cancerosos. Algunas partes del cuerpo toman preferentemente elementos concretos. Por ejemplo, la glándula tiroides absorbe el yodo fácilmente. Se pueden administrar radioisótopos especialmente preparados de tales elementos a los pacientes de ciertas enfermedades, suministrando así la radiación deseada directamente en el sitio de la enfermedad.
Este método se ha utilizado, además de en el tratamiento del cáncer de la glándula tiroides, en enfermedades de la sangre y tumores cerebrales y en el diagnóstico de enfermedades de la tiroides, el hígado o los riñones. Se ha llego a tal nivel de especificidad que para destruir una neoplasia maligna en la próstata, se pueden insertar en ella «semillas» que contienen materiales radiactivos.
Aún nos queda por mencionar un uso importante de los elementos radiactivos, como relojes. Pero eso amerita su propio artículo.
Notas:
[1] Lamentablemente, que se firme un tratado no quiere decir que todos los países lo respeten.
[2] Elementos esenciales, en cantidades extremadamente pequeñas, para el bienestar de plantas y animales.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
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Alberto Mercado Saucedo
Además de una de las primeras matemáticas formadas en Argentina fue también protagonista de emblemáticas luchas, tanto por los derechos de la mujer como en defensa de la democracia en el mundo. Su trayectoria como matemática fue dramáticamente interrumpida en varias ocasiones por rupturas políticas de su país, que finalmente ocasionaron que falleciera en el exilio en 1981.
Ilustración de Constanza Rojas-Molina. Todos los derechos reservados; cesión en exclusiva para su publicación en el Cuaderno de Cultura Científica.Corina Eloisa Ratto, a quien se le suele recordar como Cora Ratto de Sadosky, nació en 1912 en la capital argentina, ingresó a la Universidad de Buenos Aires a estudiar matemáticas en los años treinta, una época de explosivo crecimiento de la disciplina, sobre todo gracias al impulso de Julio Rey Pastor, español llegado al país en 1917 por un proyecto para impulsar el desarrollo de las matemáticas. Cora tenía muchos otros intereses y durante sus estudios universitarios participó en la dirigencia de la Federación Universitaria Argentina, máxima organización de estudiantes universitarios del país. Se involucró, cada vez en mayor medida, en causas políticas y humanitarias en favor de víctimas de la discriminación racial del nazismo
Se casó en 1937 con Manuel Sadosky, su compañero de estudios y de luchas políticas, al tiempo que ambos terminaban sus carreras universitarias. Manuel realizó enseguida un doctorado en la UBA, se graduó en 1940 con una tesis sobre métodos de resolución aproximada de ecuaciones diferenciales y habría de convertirse en un reconocido científico; en particular es recordado por haber gestionado la adquisición de Clementina, la primera computadora en Argentina y por haber creado la carrera de ciencias computacionales. En resumen, es considerado el padre de la computación en el país. Pero este artículo es sobre Cora y no sobre Manuel, así que regresamos a ella: no es difícil imaginar que también se le ocurre realizar un doctorado, teniendo en cuenta la consolidación de la investigación en matemáticas que se alcanza en Buenos Aires en la época. El liderazgo de Rey Pastor rinde frutos, y se doctora un buen número de estudiantes, sobre todo bajo su dirección. En 1936 se funda la UMA, Unión Matemática Argentina, la primera organización de su tipo en Latinoamérica. Al trabajo de Rey Pastor se suma la llegada de Luis A. Santaló y Beppo Levi en 1939, y el Seminario de Matemáticas de Buenos Aires alcanza importante actividad científica. El crecimiento de la disciplina en el país es promisorio.
No podemos estar seguros si la idea de proseguir con sus estudios cruza por la mente de Cora en esos años, pero lo cierto que otras responsabilidades están por llegar. En 1940, el mismo año que Manuel se doctora, nace la hija de la pareja. Además, con el estallido de la Segunda Guerra Mundial, Cora se convierte en protagonista de una singular lucha por los derechos de las mujeres y por la defensa de los valores democráticos. Se convierte en Secretaria General de la Junta de la Victoria, organización política que agrupa mujeres de muy diversos ámbitos y cuyo principal objetivo es el de apoyar a los países invadidos en el enfrentamiento mundial. Su principal referencia es la ayuda organizada a favor de los republicanos españoles en la guerra civil, en la cual Cora estuvo directamente involucrada como representante de organizaciones estudiantiles de la UBA. La experiencia política de la Junta es inédita en Latinoamérica y en el mundo, y se puede considerar como antecedente de la aprobación del derecho de las mujeres al voto en Argentina ocurrido en 1947, momento que representa un punto de inflexión en la vida de Cora.
Ese año, al tiempo que termina la actividad de la Junta de la Victoria y comienza el primer gobierno de Juan Domingo Perón en Argentina, Manuel obtiene una beca para hacer investigación en Francia. Todo esto significa un hito en la vida de la familia, que se instala en París, donde Cora inicia un doctorado dirigido por Maurice Frechet, reconocido matemático que contribuyó a desarrollar las bases del análisis funcional, y que por cierto es el autor del conocido concepto de espacio métrico, generalización de la noción de distancia que sirve para estudiar conjuntos abstractos. Cora interrumpe su tesis debido a otra mudanza de la familia, esta vez a Italia, donde Manuel realiza una estadía de investigación posdoctoral. La familia regresa a la Argentina a finales de los años cuarenta, tiempos muy complicados políticamente, lo que en particular implica que no pueden acceder a ningún trabajo en la universidad.
Las condiciones del país cambian en 1955, la Universidad de Buenos Aires gana la autonomía y tanto Cora como Manuel obtienen trabajos como académicos en la Escuela de Ciencias. Sigue una década de fecunda actividad académica, la época dorada de la ciencia argentina, según testimonios de científicos que fueron testigo de ello. Cora obtiene el doctorado en 1959 con una tesis en análisis armónico dirigida por Mischa Cotlar, quien siendo muy joven había inmigrado de su Ucrania natal a Uruguay y luego a Argentina, donde estudió matemáticas de manera autodidacta e hizo investigación sin ningún cargo formal hasta que obtuvo un doctorado en la Universidad de Chicago en 1953, tras lo cual regresó a Argentina y realizó una importante carrera científica y formó a gran cantidad de estudiantes, entre ellos a Cora.
Durante esta época de gran armonía, Cora Sadosky, la hija de Cora y Manuel, ingresa a la universidad a estudiar matemáticas, toma clases en la UBA con Pedro Alberto Calderón y Antoni Zygmund, reconocidos investigadores en análisis armónico. Termina la licenciatura en 1960, un año después que su madre se graduara del doctorado. Viaja a realizar estudios de posgrado en Chicago, donde realiza una tesis, también en análisis armónico, bajo la dirección de Calderón. Cora Sadosky -fallecida en 2010- se convertiría en una referente en el área y también sería recordada por su permanente lucha por la visibilidad de las mujeres en las matemáticas.
El análisis armónico, área en la que madre e hija se especializan, toma su nombre del término armonía, introducido en la Grecia clásica para referirse a notas musicales que al sonar juntas lo hacen en concordancia, suenan bonito cuando se superponen; los armónicos son sonidos que se quieren. Podemos pensar que eso es justamente lo que ocurre en un hecho matemático fundamental en el área: Joseph Fourier, matemático francés nacido en 1768, demostró que cualquier onda periódica puede descomponerse en ondas simples superpuestas, cada una de frecuencia igual a un múltiplo de una frecuencia fija. Son ondas básicas que funcionan como los armónicos de la descomposición de los sonidos, en cuya superposición puede intervenir un número infinito de frecuencias y que se conocen como series de Fourier, típicamente formadas por funciones sinusoidales. Pues bien, en el análisis armónico se estudia la representación de funciones por medio de estas series, y se generalizan sus propiedades gracias a las relaciones con diversos conceptos matemáticos como los espacios de Hilbert y la teoría de grupos, lo que proporciona un poderoso marco abstracto que permite obtener resultados profundos e interesantes. La conocida teoría de wavelets es un interesante ejemplo: se trata de un perfeccionamiento de las series de Fourier cuyo desarrollo comenzó en los años 80’s con el trabajo del ingeniero francés Jean Morlet en prospección sísmica y que fue sistematizado matemáticamente por su compatriota Yves Meyer. Las aplicaciones de esta teoría van desde el método de compresión del conocido formato JPG-2000 hasta la detección de ondas gravitacionales realizada por el observatorio norteamericano LIGO, entre muchas otras.
Regresamos a Buenos Aires y la década dorada, años de ferviente trabajo de Cora, durante los cuales dicta cursos, organiza seminarios avanzados y gestiona la publicación de varias monografías de investigación. Escribe, en coautoría con Misha Cotlar, el libro Introducción al Álgebra, de rigurosidad inédita para textos en español de la época. Sin duda que Cora tuvo una gran influencia en su medio académico, sobre todo en la formación de muchos estudiantes que se convertirían años después en investigadores, sobre todo en análisis armónico. El 1958 se crea el CONICET, organización clave para el desarrollo científico de Argentina, y nace la Editorial Universitaria de Buenos Aires, emblemático proyecto del mundo de los libros en español.
Este fructífero periodo para la ciencia argentina culmina en 1966 con un golpe de estado en el país, que tiene una patética representación en la infame noche de los bastones largos: la universidad es brutalmente intervenida por agentes de la dictadura militar, muchos profesores son golpeados y literalmente echados a la calle; termina el gobierno tripartito en la institución. La ciencia argentina sufre una gran pérdida: cientos de personas que dedican su vida a la investigación se ven obligadas a dejar la universidad o incluso a salir del país.
Cora y Manuel resisten y se quedan en Buenos Aires, donde Manuel se dedica a negocios relacionados con la tecnología. Durante los años siguientes, Cora escribe y publica diversos artículos, sobre todo de contenido político, traduce del francés textos de matemáticas y filosofía y crea la publicación periódica Columna 10, con el objetivo de crear conciencia pública sobre la tragedia de la guerra en Vietnam. La situación política empeora y la familia sufre amenazas directas de grupos fascistas como la Alianza Anticomunista Argentina, conocida como AAA, por lo que Manuel y Cora se ven obligados a dejar el país en 1974. De vuelta de un congreso, no toman el vuelo en conexión que los regresaría a Buenos Aires, y se instalan en Caracas, Venezuela. Un tiempo después se trasladan a Barcelona, donde finalmente Cora fallece en 1981.
Desde 1996 se instaura en Vietnam el premio Cora Ratto, dedicado a mujeres con buen desempeño en las olimpiadas de matemáticas.
Cora vivió en un mundo que le exigió múltiples esfuerzos de distintos tipos y que la enfrentó a diversos obstáculos; a pesar de ello mantuvo una apasionada lucha, tanto en la academia como en la organización política, contra las injusticias de las que fue testigo, por lo cual es recordada como un gran ejemplo inspirador.
Referencias:
Cotlar, Mischa; Ratto de Sadosky, Cora. Introducción al Álgebra. Nociones de álgebra lineal. Editorial Universitaria de Buenos Aires, Buenos Aires 1966.
Bettye Anne Case (Editor), Anne M. Leggett (Editor). Complexities: Women in Mathematics.
Sandra McGee Deutsch. Argentine Women Against Fascism: The Junta de la Victoria, 1941 – 1947. Politics, Religion & Ideology Vol. 13, No. 2, 221–236, June 2012.
Remembering Cora Sadosky, a tribute in the Newsletter of the Association for Women in Mathematics, Vol. 41, No. 2 (March-April 2011), 5-14.
De los wavelets a las ondas gravitacionales: las matemáticas detrás de acontecimientos científicos del 2017. Alberto Mercado. El mostrador, 30 diciembre, 2017.
Sobre el autor: Alberto Mercado Saucedo es profesor de matemáticas en la Universidad Técnica Federico Santa María (Valparaíso, Chile)
Sobre la ilustradora: Constanza Rojas Molina es profesora del departamento de matemáticas de la CY Cergy Paris Université (Cergy-Pontoise, Francia)
El artículo Cora Ratto: en búsqueda de armonía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Kobaltoa, metal urria, baina oso beharrezkoa
Kobaltoaren ezaugarri ezagunena honako hau da: elementu horretaz osatutako konposatu jakin batzuek beirazko, esmaltezko eta zeramikazko piezei ematen dieten kolorea. Urdin kobaltoa –horrela deitzen zaio kolore horri– kobalto aluminato eta silikatoekin egindako pigmentu mineralen kolorea izaten da, baita kobalto fosfato eta alumina nahasketekin egindakoena ere.
1. irudia: Urdin kobaltoa, besteak beste, margolanetan erabiltzen da eta, izatez, kobalto oxido bat da. Egiptoarrak izan ziren kobaltoa erabiltzen ere lehenak baina urdin kobaltoa ez zen XIX. mendera arte merkaturatu. (Argazkia: Elle Ritter – – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)B12 bitaminaren gune aktiboa ere bada kobaltoa. Bitamina hori, kobalamina ere deitua, metabolismo zelularrean parte hartzen duen koentzima bat da. Adibidez, azido desoxirribonukleikoaren sintesian parte hartzen du, baita gantz azidoen eta aminoazidoen metabolismoan ere. Nerbio sistemarako bereziki garrantzitsua da, neuronen axoiak biltzen dituen lipido estalduraren ekoizpenean duen eginkizuna dela eta, baina globulu gorriek ere B12 bitamina behar dute hezur muinean heltzeko.
Apainketarako erabileraz eta eginkizun biologikoaz gain (B12 bitaminaren bidez), industrian ere aplikazio ugari ditu kobaltoak. Elementu horren eskari handia bateria elektrikoen elektrodoetan erabiltzeko. Horregatik, ibilgailu elektrikoen ekoizpena azkar handitzen ari denez, kobaltoaren eskaria ere erritmo bizian ari da handitzen. Izan ere, kalkuluen arabera, datorren urtean ezinezkoa izango da automobilgintzarako behar den kobalto guztia erauztea, eta hori ibilgailu elektrikoen ekoizpena handitzeko oztopo handia izango litzateke.
Kobaltoa lurrazalaren % 0,003 da. Meatzaritzaren bidez erauzten da; normalean, kobrearen eta nikelaren erauzketarekin lotuta. Zenbait kalkuluren arabera, metal horren meatzaritza erreserben guztizko kopurua zazpi milioi tonakoa baino pixka bat handiagoa da; horietatik gutxi gorabehera erdia Kongoko Errepublika Demokratikoan dago.
Hala, ez da harritzekoa mineral urri hori lortzeko meatzaritzaz bestelako metodoak bilatzeko ahalegin sutsuak egitea. Kontua da ozeanoetan kobalto kopuru izugarria dagoela, bostehun milioi tona. Hau da, itsasoetan dagoen kobalto kopurua lurrazalekoa baino hirurogeita hamar aldiz handiagoa da, beraz, batzuk hori nola erauzi pentsatzen hasi dira. Massachusettseko Teknologia Institutuko (MIT) Maha Hajik eta Alexander Slocum ikertzaileek horretarako adsortzio pasiboko teknologietara jotzea proposatu dute; material askok substantzia jakin batzuk modu pasiboan harrapatzeko (energia gastatu gabe) duten propietatean oinarritutako teknologiak dira.
2. irudia: MITeko ikertzaileek ustez, erabiltzen ez diren petrolio plataformak erabiliz, ur handietako itsaspeko kobaltoa biltzeko aukera egongo litzateke. Proposamen honekin, litio-ioizko baterien hornikuntza arazoak murriztu, etorkizunean karbono igorpenak gutxitu eta energia berriztagarria sortzeko sistemak zabaltzeko aukerak gaituko lirateke. (Argazkia: Michael Elleray – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: flickr)Dirudienez, kobaltoa algetara eta beste produktu organiko oparoetara erraz itsasten da. Eta MITeko ikertzaileek erabiltzen ez diren petroliorako zulaketa dorreak baliatzea proposatzen dute; dorreetan sokak jarri eta haietatik hondartza baloien tamainako plastikozko esferak zintzilikatzea, hain zuzen. Esferak behar bezala zulatuta egongo lirateke eta barruan material adsorbatzaile egokienak jarriko lirateke. Zenbait astean behin, baloiak jasoko lirateke, kobaltoa kenduko litzaieke eta berriz ere soketatik zintzilik jarriko lirateke. MITeko ikertzaileen kalkuluen arabera, gaur egun erabiltzen ez diren hirurogeita hamasei petrolio plataforma baliatuz, urtean ibilgailu elektrikoetarako milioi erdi bateria egiteko bezainbeste kobalto lortu ahal izango litzateke. Antzeko prozedura erabiliz uranioa lortzeko egin diren laborategi probetan daude oinarrituta kalkulu horiek. Arazoa da itsasoko uretan dagoen kobalto kopurua uranioarena baino zortzi aldiz txikiagoa dela eta prozedura horrek, oraingoz, oso kostu handia izango lukeela. Baina agian ordaintzeko modukoa izango da, zenbait faktoreren arabera, hala nola baterien guztizko kostuaren zenbateko proportzioa kostatzen den, eta jendeak ibilgailu elektrikoak erosteko duen interesa, besteak beste.
Iturria:Haji, Maha N. & Slocum, Alexander H. (2019). An offshore solution to cobalt shortages via adsorption-based harvesting from seawater. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 105(C), 301-309. DOI: 10.1016/j.rser.2019.01.058
Egileaz:Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.
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Aliron, aliron, Nerbioiko geologia
Toki bateko geologia ulertzeko modu on bat mapa geologiko bat aztertzea da. Mapa horiek eskuragarri dauden datu geologikoen laburpenak dira, eta eskualde bakoitzeko historia geologikoa azaltzeko balio dute. Mapa horietan, inguruko arroka motak, horien adina, arrokak deformatzen dituzten egiturak (tolesdurak, failak…) eta interes ekonomiko eta industriala duten mineral meatokiak ageri dira.
Bilbo Handiko mapa geologikoa behatzen badugu, ikusiko dugu, oro har, ezkerraldea okupatzen duten arrokak kolore berdez ageri direla; eskuinaldekoak, berriz, laranjaz ageri dira (1. ilustrazioa). Kolore desberdinak izateko arrazoia ez da estetikoa: arroken adinari buruzko informazioa ematen digu. Arroka sedimentarioak dira kasu bietan, baina berdez ageri direnak duela 125 milioi urte sortu ziren, Kretazikoan; laranjaz ageri direnak, aldiz, duela soilik 45 milioi urte sortu ziren, Paleogenoan.
Hain zuzen, Kretazikotik Paleogenora igarotzean, meteorito batek talka egin zuen Lurraren aurka, eta dinosauroak eta beste espezie ugari desagertzea eragin zuen. Historia geologikoan, une horri KT muga deritzo, eta ondo kontserbatuta dago eskuinaldeko arroketan. Alabaina, Bilbo Handiko arroka guztiak ez dira sedimentarioak: mapa geologikoan morez ageri diren arrokak arroka igneo bolkanikoak dira.
1. ilustrazioa: Nerbioi ibaiaren ingurunearen mapa geologikoa. (Irudia: NorArte Studio)Arroka horien azterketa xehatua, bai lurrean bertan egindakoa, bai analisi kimikoen zein xafla finen azterketa mikroskopikoaren bidez egindakoa, erabilgarria da geologoek arroka horiek sortu ziren ingurunea berreraiki ahal izan dezaten.
Arroka sedimentarioen kasuan, badakigu itsaso bero baten hondoan pausatu zirela, bertan aurki ditzakegun fosilei esker (koralak eta errudistak, besteak beste). Gainera, zein sakoneratan zeuden ere jakin dezakegu; adibidez, kareharriak plataforma kontinentalean eratu ziren, sakonera txikian. Flysch erako arroka sedimentarioak, hareharriak eta margak txandakatzen dituztenak, plataforma eta ezponda kontinentaletik askatutako sedimentuen fluxuaren eraginez sortu ziren, sakonera handiagoan.
Inguruan ditugun arroken itsas jatorria berresten dute, halaber, arroka bolkanikoek. Xehetasunez aztertzen baditugu, adibidez Meñakoz kalan, ikusiko dugu tutu luzexkak eta forma biribilduak dituztela, eta forma horiek ohikoak dira pillow-lavas izeneko arroketan. Arroka horiek gaur egun Hawaiin eratzen ari diren eta Euskadi Kretazikoan eratu ziren itsaspeko kolada mota bat dira.
1. irudia: Pillow lava izeneko arrokek forma borobila hartzen dute. (Argazkia: NOAA – jabari publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)Baina sedimentuak metatzeko eta arrokak eratzeko prozesu hori ingurune dinamiko batean gertatu zen. Itsasadarra eta haren bazterrak Pirinioen mendebaldeko amaieraren parte dira, eta iberiar plaka tektonikoaren eta europar plaka tektonikoaren arteko talkaren eragin handia jasaten dute; hain zuzen ere, talka horrek eragin zuen piriniar katea eratu eta altxatzea orogenia alpinoa deritzon garaian. Prozesu horrek milioika urte iraun zuen eta inguruan ditugun arrokak dardararazi eta deformatu zituen.
Egun, prozesu hori nolakoa izan zen birsortzeko baliagarriak diren aztarnak/egiturak ikus ditzakegu. Arrokak nola antolatzen diren sakon ulertzeko modu bat ebaki geologikoak behatzea da. Bilbo Handiaren kasuan, arrokek bi tolesdura handi irudikatzen dituzte (eskala kartografikoan) eta tolesdura horien arteko muga osatzen duten hainbat faila ageri dira. Egitura horiek berebiziko garrantzia dute; izan ere, sare hidrografikoaren garapena baldintzatzen dute, besteak beste. Hala, Nerbioi ibaia megaegitura horiekiko paralelo doa eta bokalea Bilboko faila deritzonaren trazatuaren gainetik igarotzen da.
2. ilustrazioa: Bilboko itsasadarraren inguruko zehar-ebaki geologikoa. Bertan, arrokak deformatzen dituzten tolesturak eta Bilboko alderantzizko failaren kokapena ikus daitezke eta, Nerbioiko itsasadarra Bizkaiko sinklinorioaren eta Bilboko antiklinorioaren paraleloan igarotzen dela ere. (Irudia: NorArte Studio)Dena den, Nerbioi ibaiaren garapen industrial eta ekonomikoan eragin handiena izan duen alderdi geologikoa ezkerraldeko mendietan burdin mineral erreserba erraldoiak egotea izan da. Burdin mineralizazio horien sorrera azaltzen duen hipotesietako bat hipotesi diagenetikoa edo metasomatikoa da (Gil-Crespo, 2016) [1].
Hipotesi horren arabera, itsas hondoan 4km baino gehiagoko sedimentuzko zutabe batek egindako presioaren eraginez, tenperatura altuko (210 ºC) fluido kantitate handiak sedimentu metaketan gora joan ziren eta, bide horretan, sedimentu horietan zeuden metalak kontzentratu eta garraiatu egin zituzten. Burdin, magnesio eta manganeso askoko fluido horiek erreakzionatu egin zuten metaketa sedimentarioan tartekatuta zeuden kareharrizko bandekin, eta horiek eraldatu eta burdin karbonato eta magnesioz ordeztu zituzten (siderita). Aurrerago, orogenia alpinoak eragindako deformazio eta hausturaren eraginez, siderita masa horiek gainazalera atera eta oxidatu egin ziren, airearekin eta urarekin kontaktuan; hala, hematite eta goethita hobiak sortu ziren.
3. ilustrazioa: Bilbo Handiko kareharrien mineralizazio prozesuak burdinetan aberatsak ziren meatokiak eratu zituen. (Irudia: NorArte Studio)Esandako guztia kontuan hartuta, ondoriozta dezakegu Nerbioi ibaian ageri diren arroka, faila, tolesdura eta mineralen banaketa egokirik gabe, Bilbo Handiko biztanleen geografia, historia, ekonomia eta, are, idiosinkrasia egun direnaren oso bestelakoak izango liratekeela. Hala, baliteke ibaiaren egungo ibilgua beste bat izatea, edo Shakespearek bilbo ezpatak ez aipatzea, edo industrializaziorik ez egotea edo, okerrago dena, “all-iron” ez abestea.
Bibliografia:[1] Gil-Crespo, P.P., (2016). Introducción a la geología y mineralogía de los yacimientos de hierro de Bilbao. Ed: Orue-Etxebarria, X., Apellaniz, E. eta Gil-Crespo, Historia del hierro en Bizkaia y su entorno (19-52 orr.). Bilbo, Euskal Herriko Unibertsitateko argitalpen-zerbitzua.
Egileez:Nestor Vegas eta Lidia Rodríguez Euskal Herriko Unibertsitateko (EHU) Geodinamika Saileko ikertzaileak dira.
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:- Geologia, industrializazioa eta burdin mearen garraioa Bilboko itsasadarrean
- Zer ezkutatzen dute Bilboko itsasadarreko sedimentuek?
- Bilboko itsasadarreko fauna leheneratzea
- Bilbo Metropolitarreko Saneamenduko Plan Integralak, 40 urte
- Meatzeetatik portuetara, mineralen garraio tradizionala
- Itsasoko bizitza leheneratzea Bilboko Abran
- Planktona Bilboko itsasadarrean
- Aliron, aliron, Nerbioiko geologia
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¿Los organismos móviles más antiguos?
Un equipo internacional liderado por Frederic Delarue, un científico de la Universidad Sorbona, de París, afirma haber descubierto restos fósiles de 3400 millones de años (en adelante m.a.) de microorganismos capaces de desplazarse de forma activa, mediante el concurso de una especie de cola semejante a un látigo.
Los primeros indicios de vida de que disponemos son unas rocas de unos 3800 m.a. de antigüedad que contienen un grafito en el que la proporción de los isótopos de carbono refleja cierta actividad biológica en su formación. Es posible, incluso, que formas primordiales de vida aparecieran antes, quizás hace 4000 m.a., 500 m.a. después de la formación del planeta y en una época en la que sufría aún el impacto frecuente de asteroides. No obstante, los fósiles de organismos unicelulares más antiguos de que se tiene noticia datan de unos 3500 m.a. atrás.
Los microfósiles con supuestas estructuras motrices han sido hallados en la Formación del Lago Strelley, en el Oeste de Australia. Se habrían formado a partir de microorganismos con forma de hoja, y de una longitud de entre 30 y 84 µm y la mitad de anchura. Para confirmar que no se trataba de restos puramente inorgánicos, los paleontólogos han demostrado la existencia en los microfósiles de fósforo y nitrógeno, elementos característicos de los seres vivos. De los quinientos hallados, cuatro presentan una especie de bastón en uno de los extremos de la célula, y es a esa estructura a la que los investigadores atribuyen la condición de apéndice motriz, aunque sospechan que se trata de estructuras incompletas. La ausencia del apéndice en la mayoría de los restos, o la de fragmentos del mismo en los cuatro hallados, se debería a su pérdida durante el largo tiempo transcurrido desde su formación. Muchos microorganismos actuales, para desplazarse, hacen uso de estructuras similares, tales como flagelos -cuya rotación los impulsa en medio líquido- u otras.
Los investigadores han dado a conocer su hallazgo en un documento publicado en bioRxiv, un repositorio de acceso libre para el campo de biociencias, y está pendiente de examen por otros especialistas antes de su publicación en una revista. Por tanto, no ha pasado aún el filtro que han de superar los informes científicos para su aceptación formal como productos de investigación genuinos. Además, algunos expertos han manifestado dudas acerca de la interpretación de los hallazgos, por lo que han de tomarse con cautela.
Los autores de la investigación defienden, como es lógico, su validez, así como la interpretación que de ellos hacen. Y frente a quienes ponen en duda que las estructuras observadas pudiesen tener funciones motoras, sostienen que hay razones fundadas para su aparición temprana en la historia de la vida. Al fin y al cabo, la capacidad de movimiento proporciona acceso rápido a la comida, por lo que seguramente hubo un fuerte incentivo –presiones selectivas en la jerga biológica- para que apareciesen estructuras motrices. La razón por la que no se habían observado hasta ahora o se han hallado en tan pequeña proporción habría sido su gran fragilidad.
La historia de la vida y, sobre todo, la historia de sus orígenes está llena de incógnitas. De algunos hitos fundamentales no disponemos de pruebas concluyentes. La propuesta de Delarue y colaboradores puede acabar siendo aceptada por la comunidad científica o puede que sea refutada. Así funciona la ciencia, a partir de especulaciones basadas en indicios o pruebas a veces confusas o de difícil interpretación. El tiempo, no obstante, gracias a pruebas adicionales, acaba decantando el conocimiento que consideramos verdadero. Cada vez más, y cada vez mejor; pero nunca completo.
Fuente: F. Delarue et al (2020): Evidence for motility in 3.4 Gyr-old organic-walled microfossils?
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo ¿Los organismos móviles más antiguos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Asteon zientzia begi-bistan #321
Koronabirusak eragin duen krisi honen kariaz, immunitate-sistemari buruzko ezagutzak garrantzia hartu du. Berriako artikulu honetan, Biocruces Bizkaiako ikertzaile Francisco Borrego immunopatologoaren azalpenak bildu eta immunitate sistemari buruzko ideia batzuk agertu dituzte. Ez galdu!
Miren Basaras mikrobiologoak kontzeptu interesgarri bat dakar Berriako testu honetan: antigorputz okerrak. Bertan, azaltzen du COVID Human Genetic Effort nazioarteko partzuergoko ikertzaileek argitaratu berri duten lanetan aurkitu dutela COVID-19 larria duten pazienteen %10ek autoantigorputz neutralizanteak dituztela. Hauek dira antigorputz okerrak, pertsona baten sistema immunearen kontra egiten dutenak, alegia.
Adrian Aginagalde epidemiologoa elkarrizketa dute Berrian, pandemiaren bigarren olatua dela eta. Bertan, bizi dugun egoeraz, hartu behar diren neurriez eta beste konfinamendu bat izatearen posibilitateaz mintzatu da, besteak beste.
SARS-CoV-2aren transmisioaren oinarria gero eta gehiago ezagutzen da, Science aldizkarian ikertzaile batzuek esan duten arabera. Infekzio gehienak, % 46-66, etxeetan eta egoitzetan gertatzen dira eta horretaz gain, transmisio komunitarioa azpimarratu dute. Elhuyar aldizkarian duzue irakurgai artikulua osorik.
BiologiaBilboko itsasadarrari buruzko artikulu-sortarekin jarraituz, asteon planktonari buruz aritu dira egileak testu honetan. Planktona, uretan esekita dauden organismo txikiz osatuta, garrantzizkoa da uretako ekosistemetan. Zer motatako planktonak daude Bilboko itsasadarrean? Eta zer onura dakartza? Artikuluan xehetasunak aurkituko dituzue.
Gizakiari transmititu dakizkiokeen beste animalien gaitzei deitzen zaie zoonosia. Artikulu honetan azaltzen den moduan, azken hilabeteotan entzun dugun SARS-CoV-2 da orain arte ezagutu dugun azken birus zoonotikoa. Oro har, beste birus zoonotikoen errepasoa duzue irakurgai hemen, SARS-CoV-1 eta 1918ko pandemia, kasu.
AstronautikaOsiris-Rex zunda espazialak lortu du Bennu asteroidetik lagina hartzea. Zundak bi urte eman ditu asteroidearen inguruan orbitatzen, Elhuyar aldizkariak azaldu digun moduan, eta nitrogeno konprimitua azalean botaz, harrotutako partikulak jaso ditu xurgagailu batez. 2023an Lurrera iritsiko dira laginak.
FisikaGiro-tenperaturan supereroalea den material bat lortu dute, 15 ºC-tan, zehazki, Elhuyar aldizkariak azaltzen duenez. Hauxe lorpen handia da material supereroankorrak erabiltzen hasteko bidean. Hurrengo erronkari begira ari dira ikertzaileak: giro-tenperaturako supereroalea giro-presioan sortu ahal izatea.
TeknologiaEdmond de Belamy artelanaren kasua azaldu digu Juanma Gallegok artikulu bitxi honetan. Adimen artifizialak egindako koadro hau dirutza baten truke saldu zuten 2018an. Artelan hartatik abiatuta, ikertzaile talde batek jakin nahi izan du adimen artifizialak kasu honetan duen pisua. Ikertzaileek argudiatu dute hizkera antropomorfikoa erabiltzeak berehalako arrakasta ekarri zuela.
GenetikaAlpeetako zilar-koloreko inurrien koloniak bi motatakoak izan daitezke: erregina bakarra dutenak eta bat baino gehiago dutenak. Badirudi portaera sozial hori gene-mekanismo batek azal dezakeela; supergene batek kontrolatzen du hori! Beti dira interesgarriak Koldo Garciak ekartzen dizkigun gaiak. Ez galdu!
CRISPR teknika berriz hartu du protagonismoa. Dakigunez, aurtengo Kimikako Nobel saria Jennifer A. Doudnak eta Emmanuel Charpentierrek jaso dute teknika hori garatzeagatik. Berriako artikulu honetan horri buruz gehiago jakiteko aukera duzue: zer da? Zertarako balio du? Sortu al da horren inguruan arazo etikorik?
Ikerketa berri batean neanderthalen eta denisovarren Y kromosomak sekuentziatu dituzte, eta ikusi dute neanderthalen Y kromosomek, denisovarrekin baino gehiago, gurekin dutela ahaidetasunik handiena. Informazio gehiago Berriako artikuluan.
Edonola blogean, genetikaren eta COVID-19aren arteko harremanari heldu dio Koldok. Ikerketa ugari abiatu dira COVID-19a pairatzean norberaren geneek eragina ote duten ikertzeko. Azaltzen digu, adibidez, lan batean bi gene-eskualde detektatu zirela COVID-19 larria izatearekin lotura zutenak.
Genetikaren etorkizunaz eta arloak duen erronkez irakurri nahi baduzu, astero Koldok bere blogean zientzia-pilula interesgarriak idazten ditu. Gaurkoa: Alexander Meissneren, Max Planck Institutuko genetika molekularreko sailaren zuzendariaren burutazioak: epigenomaren geruzak argitzea da giltzarria.
Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
Egileaz:Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.
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Gemma del Caño – Naukas P4K 2019: ¡Que si quiere bolsa!
Tras el uso de una bolsa en la que poder transportar nuestra compra del supermercado hay todo un mundo de química, industria, salud y legislación da igual el material de que esté hecha. Gemma del Caño, farmacéutica especialista en I+D+i y seguridad alimentarias en la industria, nos revela algunos de los intríngulis de ese mundo.
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 Gemma del Caño – Naukas P4K 2019: ¡Que si quiere bolsa! se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Ezjakintasunaren kartografia #325
Zenbait nutriente kantitate egokian ez hartzeagatik herri batzuk baxuagoak direla pentsa liteke. Ikerketa batek genetikoa dela dioen arte: A common gene variant associated with short height in Peruvians Rosa García-Verdugoren eskutik.
Noiz esan daiteke gure arbasoek erabat gizaki izan zirela? Gizaki eta inteligente harreman biunibokoa dela suposatuta, noski. Nick Longrichen When did we become fully human? What fossils and DNA tell us about the evolution of modern intelligence
Partikula esferikoko erradiazio elektromagnetiko dispertsiorako Maxwell ekuazioei erantzun analitikoa da Mieren teoria. Izugarrizko interesa du honek nanomunduan. Kerkerren lehenengo baldintza (ezaugarri jakin batzuk dituzten partikulatan erradiazioak ez du erasotzen duen norabidean ez duela errebotatzen dio) ikertzen, DIPCk gauza bitxia topatu du: An intriguing link between Kerker conditions and energy conservation from fundamental principles
Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.
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Mascarilla y COVID-19: ¿dilema del prisionero o juego de coordinación?
Annick Laruelle
Grafiti en una calle de Varsovia (Polonia). Foto: Adam Nieścioruk / UnsplashEn seis meses la mascarilla se ha vuelto un objeto cotidiano en todo el mundo. Los gobiernos de China, Hong Kong o Taiwán fueron los primeros en recomendar su uso. Desde junio de 2020 la posición de Organización Mundial de la Salud es que los gobiernos deberían alentar al público a que use la mascarilla en situaciones específicas (como el transporte público). La decisión acerca de recomendar o hacer obligatorio el uso de mascarilla varía según los países.
Si el uso de la mascarilla no es obligatorio, los individuos se enfrentan a la decisión de ponérsela o no. Las preferencias individuales pueden depender de las circunstancias, de las personas con quienes uno se encuentra… y de lo que deciden los demás individuos.
Se puede analizar la situación con la teoría de juegos: cada persona tiene que decidir si llevar la mascarilla o no. El resultado final depende de lo que han decidido todos. En un encuentro con otra persona, cada uno tiene dos acciones posibles y evalúa cuatro resultados.
Los cuatro resultados en un encuentro entre dos personas.La teoría de juegos no realiza ningún juicio ético o moral sobre las preferencias de los individuos. Solamente intenta determinar las decisiones de equilibrio en función de ellas. En el equilibrio, ningún individuo se arrepiente de la decisión que ha tomado: el resultado es estable.
La situación puede dar lugar al conocido “dilema del prisionero”. Si llevar la mascarilla constituye más una protección para los demás que para los que la llevan y llevarla conlleva un cierto esfuerzo, la mejor opción para una persona que se preocupa exclusivamente de su bienestar individual es no llevar la mascarilla y que el otro la lleve.
La segunda mejor opción es que los dos lleven la mascarilla; la tercera opción que ninguno la lleve y la cuarta llevar la mascarilla y que el otro no la lleve. Una persona con estas preferencias es un free-rider, en el sentido de que intenta aprovecharse de los esfuerzos de los demás y no llevar la mascarilla – aunque no le gustaría que los demás hagan lo mismo.
Dilema del prisionero.En un encuentro entre dos free-riders, si ambos no llevan la mascarilla ninguno de los dos se arrepiente de su decisión. Es la tercera mejor opción para cada uno, pero cambiar de decisión significaría ser el único de los dos en llevar la mascarilla, la peor opción de todas para un free-rider. Es el único equilibrio. En cambio, si ambos llevan la mascarilla, cada uno se arrepiente de su decisión: preferiría quitársela si el otro la lleva. Que ambos lleven la mascarilla no es un equilibrio, aunque es la segunda mejor opción para cada uno.
¿Se puede justificar el uso obligatorio?
El dilema del prisionero tiene esta característica paradójica: un resultado mejor que el resultado del equilibrio no se puede alcanzar de manera descentralizada. En una sociedad de free-riders se puede justificar el uso obligatorio de la mascarilla.
En la práctica es (afortunadamente) poco probable que todos los individuos de un grupo social sean free-riders con respecto a la mascarilla. Un experimento realizado en Alemania con unos 925 participantes sugiere que el uso de la mascarilla está visto como un contrato social: los participantes perciben de manera positiva a los que llevan la mascarilla. Tienden a recompensar a los que la llevan y castigar a los que no la llevan. Este comportamiento se podría justificar por preferencias para la reciprocidad: si la otra persona lleva la mascarilla uno prefiere llevarla y prefiere no llevarla si el otro no la lleva.
Juego de coordinación.En este caso la situación corresponde a un juego de coordinación con dos equilibrios. En un equilibrio ambos llevan la mascarilla o ambos no la llevan.
La teoría de juegos no puede predecir cuál de los equilibrios puede emerger. Las circunstancias (espacio cerrado o no; con distancia o no) podrían ayudar a las personas a coordinarse en un equilibrio o el otro.
El uso obligatorio de la mascarilla se justifica en sociedades de free-riders: resuelve el dilema social.
A cambio, si el uso de la mascarilla es un contrato social, el uso de la mascarilla por parte de todos es un equilibrio posible.
Dilemas sociales
Las medidas para luchar contra la pandemia generan dilemas sociales. El uso de la mascarilla es una de ellas, como lo son también el confinamiento o la vacuna.
En este ultimo caso, dado que los beneficios son bienes públicos, los individuos “free riders” tienen el incentivo de no contribuir y beneficiarse de los esfuerzos de los demás. Con respecto a la futura vacuna contra la COVID-19, el epidemiólogo de la Organización Mundial de la Salud advirtió en agosto que los países tomarían la decisión de hacerla obligatoria o no.
La encuesta del CIS realizada a principios de octubre (pregunta 6) revela que el 43,8% de los encuestados no están dispuestos a vacunarse.
Sobre la autora: Annick Laruelle es profesora Ikerbasque de Fundamentos del Análisis Económico en la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Artículo original.
El artículo Mascarilla y COVID-19: ¿dilema del prisionero o juego de coordinación? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Daltonismoaren historia
Ibilbide luzea eta emankorra izan zuen John Dalton zientzialari britainiarrak. Kimikaria, fisikaria eta matematikaria izan zen. Eta, daltonismo izenarekin ezagutzen dugun alterazio genetiko batekin jaio zen. 26 urterekin konturatu zen ez zituela koloreak gainerakoek bezala bereizten, eta gaitz horren zergatia aztertzen hasi zen. Lan horren emaitza izan zen 1794. urtean argitaratu zuen “Koloreen ikusmenari buruzko gertaera bereziak” artikulu zientifikoa. Bertan, koloreak desberdin hautematen dituztenei eragiten dien aldaketa hori deskribatu zuen.
“Zientziaren historia” ataleko bideoek gure historia zientifiko eta teknologikoaren pasarteak aurkezten dizkigute labur-labur. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.
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Los invasores: Invasiones biológicas
“Los invasores. Seres extraños de un planeta que se extingue. Destino: la Tierra. Propósito: adueñarse de ella.”
En los créditos de la serie de televisión “Los invasores”. 1967-1968.
“Hoy en día vivimos en un mundo muy explosivo, y aunque no sepamos dónde o cuándo será el próximo estallido, esperamos encontrar formas de detenerlo o, en cualquier caso, de mitigar su fuerza”.
Charles Elton, La ecología de las invasiones de animales y plantas, 1958.
“En el fondo, bajo los rayos perpendiculares del sol, brillaba un pequeño lago, que el aburrimiento de un inglés pobló de ciprínidos con escamas de oro o de plata.”
Julio Verne. En el lago del volcán Caldeira en la isla Fayal de las Azores. Agencia Thompson y Cía, 1907. Allí siguen los ciprínidos (Filipe Ribeiro y su grupo, Universidade de Lisboa).
La introducción de agentes de control biológico en una nueva región es un ejemplo de los efectos peligrosos de las especies invasoras. Así, Diana Kimberling, de la Universidad Estatal de Oregon, revisa los efectos de 87 especies de insectos introducidas en Estados Unidos entre 1900 y 1981. De ellas, 57 no funcionaron como control biológico de la especie a vigilar. Y 24 actúan sobre especies diferentes al blanco original.
Hay 18 especies típicas de mamíferos terrestres que viven en entornos húmedos en Francia, y siete de ellas son introducidas. La mayor parte son ejemplares escapados de granjas de cría para comercializar su piel, como ha ocurrido con el visón y el castor americanos.
En 1869 se inauguró el Canal de Suez. En el sistema de canales que lo forman hay un lago con baja salinidad que funciona como barrera para el paso de especies entre los mares Rojo y Mediterráneo, pero para el 2000, más de 250 especies habían llegado al Mediterráneo.
Cuando la isla de Krakatoa estalló en 1883, las cenizas del volcán destruyeron toda la vida de la isla. Pero, 50 años más tarde era recolonizada por especies llegadas de islas cercanas, al menos a 40 kilómetros de distancia. En 1933, medio siglo después de la destrucción, se encontraron en Krakatoa 720 especies de insectos y 30 de aves. También había reptiles y mamíferos.
El número de especies de peces introducidas en Estados Unidos fue de 67 entre 1850 y 1900, de 140 entre 1901 y 1950, y de 488 entre 1951 y 1996.
Las especies invasoras en la Bahía de San Francisco fueron, de media, una por año entre 1851 y 1960, y de más de tres por año entre 1961 y 1995.
Entre 2000 y 2008, una media de 196 especies no nativas se estableció en Europa cada año. En 2009, los insectos no nativos eran cerca de 1300, pero diez años después, en 2019, alcanzaban las 2500 especies. Uno de los caminos de entrada es el tráfico marítimo de contenedores. Entre febrero y agosto de 1996, se inspeccionaron 1174 contenedores y se encontraron más de 7400 especies de insectos. En Nueva Zelanda, y en 2001 y 2002, se inspeccionaron 11200 contenedores. El 4.1% de los contenedores con carga y el 3.6% de los contenedores vacíos llevaban insectos.
Según EASIN, European Alien Species Information Network, a 21 de octubre de 2019, en Europa hay censadas 14165 especies no nativas.
Conejo silvestre en Australia. Fuente: Wikimedia CommonsLas invasiones biológicas son una de las consecuencias más serias de la actividad de la especie humana. La globalización de la biota del planeta está transformando las floras y faunas regionales y locales. Anthony Ricciardi comentó que, en 2008, la especie humana movía unas 7000 especies cada día. Es lo que algunos autores denominan neozoismo: introducir especies no nativas y homogeneizar faunas y floras. Desde la más pequeña y remota isla hasta el continente más extenso, la introducción intencionada o accidental de nuevas especies está alterando la composición y el entorno de las especies allí establecidas. Los problemas potenciales asociados con la introducción de especies no indígenas se conocen desde hace tiempo. Este es el aviso de peligro que un grupo de investigadores de trece países, liderado por Petr Pysek, de la Academia Checa de Ciencias, publicó hace unos meses, y en el que participó Montserrat Vilá, de la Estación Biológica de Doñana.
En general, las especies extrañas se perciben como problemas ambientales potenciales. Por supuesto, la especie invasora con más éxito es Homo sapiens, la especie humana, que ha llegado a todo el planeta y, con ella, han viajado muchas otras que ahora llamamos invasoras.
Para ilustrar la peligrosidad de las especies invasoras nos sirve el estudio reciente de Xuan Liu y su equipo, de la Academia China de Ciencias, sobre la presencia de especies invasoras cerca de áreas protegidas. Han revisado 894 especies invasoras terrestres en casi 200000 áreas protegidas de todo el planeta. Encuentran que hay especies invasoras en menos del 10% de las áreas protegidas pero hay al menos una en el entorno. El 84% de las áreas protegidas tienen especies invasoras a menos de 10 kilómetros, y el 99% a menos de 100 kilómetros.
Algunos ejemplos de esas especies invasoras cercanas son la paloma doméstica, el faisán, el gorrión común, el conejo, el visón americano, el ratón doméstico, la rata, la abeja africana o el mosquito de la fiebre amarilla.
El hombre siempre ha mantenido relaciones privilegiadas con un buen número de especies animales y vegetales. Muchos ejemplos lo demuestran: las representaciones en las pinturas rupestres, los bestiarios de la Edad Media o, más cercano a nosotros y en otro registro, las movilizaciones mundiales para salvar a las focas o las ballenas de la extinción. La domesticación de animales y plantas para la ganadería y la agricultura constituyen un ejemplo evidente de esas relaciones.
Pero la armonía no ha sido siempre, ni mucho menos, la regla de conducta entre humanos y fauna y flora en la medida en que, en primer lugar, la relación ha sido trófica, es decir, por su utilidad para comer, vestir, etc. En la época histórica, está documentada la desaparición de especies porque competían, de una u otra manera, con la especie humana o con sus especies animales y vegetales acompañantes.
Es James Carlton, del Colegio Williams de Mystic, en Estados Unidos, el que plantea los procesos de cambio que puede ser la causa del movimiento de especies a nuevos entornos. Menciona transformaciones en la región de origen, la aparición de nuevas regiones con especies disponibles para moverse, cambios en la región de recepción que atraigan especies de otras zonas, combinaciones de estos factores que supongan la apertura de nuevas ventanas a la invasión, y la presencia de vectores que ayuden a la invasión en cualquiera de sus fases como, por ejemplo, las actividades de la especie humana.
Pueden provocar importantes modificaciones en la estructura y funcionamiento de los ecosistemas, llegando a la extinción de especies nativas. Los mecanismos más habituales son la competición, la depredación, el parasitismo y las alteraciones en la cadena trófica o en ciclos de nutrientes. Son menos frecuentes los cambios en el propio hábitat. Sin embargo, Mark Davis, del Colegio Macalester, de St. Paul, en Estados Unidos, comenta que la extinción rara vez ocurre por una competición directa con la especie invasora, más bien es por cambios en el entorno o en otras especies relacionadas de alguna manera con la especie que desaparece.
Presa realizada por castores oriundos de Amética del Norte en Tierra del Fuego. Fuente: Wikimedia CommonsPero el grupo de Gyan Sharma, de la Universidad Hindu Baranas, en la India, afirma que más del 40% de las especies en riesgo de extinción lo están por la acción de especies invasoras. El 20% o más de las especies de plantas son, de media, no nativas en algunas áreas continentales y el 50% en algunas islas. Calculan que el 10% de las 260000 especies de plantas vasculares que conocemos tiene el potencial de convertirse en invasoras.
Cada una de las especies invasoras es un capítulo más en la larga historia de transgresiones ecológicas que provoca la especie humana. Poner y quitar especies, llevarlas y traerlas, depara siempre consecuencias casi siempre imprevisibles y, a veces, no beneficiosas. Aunque, no hay que olvidarlo, no todas las plantas invasoras son peligrosas. La introducción en un determinado entorno de especies no nativas puede suponer tanto un desastre ecológico como algún beneficio. De esas especies invasoras se alimenta la especie humana pues suministran el 70% de la dieta con solo nueve cultivos: trigo, maíz, arroz, patata, cebada, mandioca, soja, caña de azúcar y avena. Todas ellas han sido transportadas por la especie humana a todo el planeta y se cultivan lejos de su lugar de origen. O, también, el 85% de las plantaciones forestales industriales son especies de tres géneros: Eucalyptus, Pinus y Tectona (teca). En resumen, las especies no nativas tienen un papel integral en la economía y en los cultivos de todas las regiones.
Hay un grupo de ecólogos expertos en invasiones, liderados por Mark Davis, que proponen que no hay que diferenciar entre especies en un hábitat según su origen, nativas o invasoras, sino por su impacto en el entorno, por su integración y por su contribución a la biodiversidad del área a la que llegan. Debe aplicarse un enfoque dinámico y pragmático a la conservación y gestión de las especies. Hasta ahora, lo prioritario ha sido la preservación de la biodiversidad original y a su restauración ecológica. Para Davis y su grupo, estos objetivos se han convertido, más bien, en metáforas militares de lucha contra invasores. En conclusión, hay que centrarse en las funciones de las especies más que en su origen. Por todo ello, Martin Schlaepfer, de la Universidad de Ginebra, propone que las especies introducidas e invasoras deben incluirse en los índice de biodiversidad y sostenibilidad del hábitat en el que se encuentran.
Lantana, oriunda de América, invadiendo un campo de cítricos en Israel. Fuente: Wikimedia CommonsUno de los objetivos más actuales de la investigación sobre especies invasoras con éxito es el análisis de sus propiedades biológicas y ecológicas en la búsqueda de características generales que permitan identificarlas. No conocemos un carácter morfológico, fisiológico o ecológico sencillo que podamos relacionar con la capacidad invasora de una especie o de un grupo de especies. Sin embargo, debemos precisar los conceptos y la terminología utilizados en la biología de las invasiones. En una revisión publicada en 2006, Jannike Falk-Petersen y su grupo, de la Universidad de Tromso, en Noruega, recopilan nada menos que 145 definiciones que se utilizan en este tema, y concluyen que no encuentran una definición concreta, sencilla y rápida cuando se investigan especies invasoras. Piden algo así: una especie invasora es un organismo extranjero (alien) que se ha establecido en un área nueva y está expandiendo su rango de distribución.
La teoría ecológica no está suficientemente desarrollada para tratar el problema de las invasiones biológicas, escribe Kristin Shrader-Frechette, de la Universidad de Notre Dame, en Estados Unidos. En primer lugar, no hay concepto y definición claros y precisos de especie invasora y, por tanto, los expertos pueden utilizar el mismo término para distintos conceptos o, por el contrario, el mismo concepto para diferentes procesos. Esta confusión no permite comparaciones, debates y generalizaciones teóricas. En segundo lugar, las teorías más utilizadas tienen poca o ninguna capacidad predictiva y no permiten asegurar si una especie puede promover o dañar la diversidad del hábitat invadido. Y, en tercer lugar, las teorías no predicen si una especie puede vivir en el nuevo hábitat o fracasará en el intento.
Las etapas de la invasión, según Alfredo Vilches y sus colegas, de la Universidad Nacional de La Plata, en Argentina, son, en primer lugar, el transporte de la especie al nuevo entorno, con el resultado de muerte, captura o introducción. Después está el establecimiento o naturalización que, también, puede fallar. En tercer lugar, hay un aumento de la población y su dispersión. Y, después, llega la percepción de la presencia de la nueva especie por la especie humana y se estudia el impacto creado, bajo o alto.
Desde la UPV/EHU, Ana Rallo y Loreto García-Arberas propusieron las siguientes definiciones para aclarar los problemas en conceptos y terminología tan habituales en los estudios de la biología de las invasiones. He añadido algunas aportaciones de Petr Pysek, de la Universidad Agrícola de Praga, y del grupo de expertos liderado por David Richardson, de la Universidad de Ciudad del Cabo.
.- Especie nativa o autóctona: la que se encuentra en su área habitual de distribución.
.- Especie exótica o alóctona o no nativa: fuera del área de distribución habitual, por acción directa o indirecta de la especie humana.
.- Especie exótica o alóctona o no nativa con potencial invasor: que podría convertirse en invasora, sobre todo si ya lo ha conseguido en otras regiones.
.- Especie exótica o alóctona o no nativa invasora: establecida en un hábitat diferente al suyo natural y que puede ser un peligro para la biodiversidad local, y se reproducen en cantidad, a veces, a distancia de los progenitores y con capacidad para extenderse.
.- Especie exótica o alóctona o no nativa aclimatada o casual: en un hábitat diferente al suyo pero sin reproducción establecida, aunque lo haga ocasionalmente.
.- Especie exótica o alóctona o no nativa establecida: con poblaciones reproductoras durante varios ciclos vitales y sin intervención humana.
Por otra parte, Brandon Larson propone un lenguaje más neutro, no tan hiperbólico y catastrofista como el que se usa habitualmente. Sin embargo, este lenguaje más neutro presenta dos inconvenientes. En primer lugar, separa los resultados científicos de los debates sociales entre los ciudadanos interesados. Y, en segundo lugar, no es consistente con los valores conservacionistas evidentes y mayoritarios que animan a muchos científicos a investigar las invasiones biológicas.
En los últimos años, las investigaciones se han centrado en los procesos y patrones de las invasiones. Es importante conocer las causas del éxito invasor de una especie. En 1994, Sarah Reichard publicó una propuesta, en diez apartados, como observaciones preliminares, no todas probadas y, según la autora, alguna puede ser falsa. Anthony Ricciardi y Joseph Rasmussen, de las universidades Laval y McGill de Canadá, plantean características parecidas para especies invasoras del medio acuático.
En general, una especie invasora se caracteriza por:
1.- Tiene una distribución amplia y abundante en su hábitat nativo; es generalista, y con facilidad para ser trasladada e introducida, especialmente de manera accidental.
2.- Gran variabilidad genética, con más posibilidades a nuevas condiciones del entorno.
3.- Existe una correspondencia estrecha en cuanto a las condiciones climáticas entre su hábitat nativo y el invadido; ha evolucionado en determinadas condiciones y no es fácil que prospere en otras radicalmente diferentes.
4.- Generalista en su dieta o tolerante a diferentes condiciones del entorno, y más adaptables a condiciones no habituales del hábitat invadido.
5.- Tienen éxito invasor porque huyendo evitan a los depredadores del hábitat original, lo que supone más individuos en la reproducción. Así, Lorne Wolfe de la Universidad del Sur de Georgia, menciona la planta Silene latifolia, que invadió Norteamérica a principios del siglo XIX y que ha calculado que tiene 17 veces más probabilidades de ser dañada por alguna especie enemiga en su hábitat original de Europa que en Norteamérica.
6.- Se asocian con la especie humana para su dispersión, para conseguir más alimentos o aprovechar la degradación del hábitat a invadir por la actividad humana. Muchas especies introducidas tienen éxito en la invasión porque los ambientes modificados por la actividad humana permiten su instalación. Y, además, la especie humana puede ayudar con un número alto de individuos o con repetidos episodios de transporte.
7.- Tienen mecanismos de dispersión muy efectivos para formar poblaciones viables lejos de la población de origen.
8.- Con fases juveniles cortas, alcanzan la madurez sexual con rapidez.
9.- Pueden colonizar a partir de uno o de muy pocos individuos con, por ejemplo, una hembra fertilizada o por partenogénesis.
10.- Tienen una tasa reproductora alta y pueden construir poblaciones con rapidez y, así, la invasión progresa rápida y potente. Incluso, como menciona Petr Pysek, de la Academia de Ciencias de la República Checa, una característica importante es la posibilidad de la reproducción clonal, como ocurre con el alga Caulerpa en el Mediterráneo.
Algunas de las plagas más conocidas y extendidas por el planeta se deben a especies introducidas. Es un asunto en debate cuántas de las especies pueden ser invasoras y cuántas llegarán a provocar una plaga. Es la famosa regla del 10%. Mark Williamson apoya esta regla. De 10 especies nuevas que llegan a un área geográfica concreta, solo una aparece en el entorno natural; una de cada 10 introducidas se establece y una de cada 10 de las establecidas se convierte en un peligro, en una plaga. Hay datos que no coinciden con este 10% como, por ejemplo, los que publicó Max Wade, de la Universidad de Loughborough, en Inglaterra. De los árboles introducidos en el centro de Alemania en la década de los noventa, unas 3150 especies, el 10% aumenta su área de distribución y se expande, el 2% se establece, y el 1% acaba formando parte de la vegetación habitual de la región. Aquí los porcentajes siguen la regla de 10:2:1. No es el 10% sin más.
Fue David Lodge, de la Universidad de Notre Dame, en Estados Unidos, quien propuso, en la década de los noventa, una nueva línea de investigación para la búsqueda de las características de los hábitats susceptibles de ser invadidos. Incluye, en parte, la propuesta de Sarah Reichard de 1994. Como una primera aproximación enumera que el clima sea parecido al de la región de origen de la especie invasora, que, en la región nueva, haya una diversidad baja y escasa presencia de depredadores y, además, que sea un hábitat perturbado, con recursos escasos o alterados. Si el nivel de recursos es estable, hay menos probabilidad de que se convierta en un hábitat invadido. A todo ello, añaden Luis Espínola y Horacio Ferreira, de las universidades Estatal de Maringá y de Sao Paulo, el aislamiento geográfico e histórico de la región invadida.
Kudzu, una planta trepadora oriunda de Asia Oriental, creciendo sobre los árboles en Atlanta (Georgia, Estados Unidos). Fuente: Wikimedia CommonsEn conclusión, y como John Ewel y otros veinte expertos de todo el planeta escribían en 1999, hay varios temas de investigación sobre especies invasoras sobre los que existe un amplio consenso. No hay que olvidar que, aunque a la ciencia se le piden bases científicas detalladas y certezas de los efectos que provocan las especies invasoras, siempre es adecuado partir del principio de precaución al tomar decisiones.
Según Ewel, las especies invasoras tienen un gran potencial para dar grandes beneficios económicos y ecológicos a la sociedad; además, continuará la introducción de especies aunque se debe vigilar su impacto que tendrá una distribución desigual; la actividad humana facilita el movimiento de especies y también su establecimiento; puede pasar mucho tiempo entre la introducción de una especie y su expansión; una vez establecida es casi imposible de erradicar; una especie invasora que se ha establecido con éxito en un determinado hábitat predice su potencial invasivo en otros hábitats.
Para las invasiones biológicas también hay mitos, y Stephen Gollasch, de GoConsult de Hamburgo, y James Carlton, del Colegio Williams de Williamstown, en Estados Unidos, nos comentan algunos.
El primero se puede resumir en la optimista afirmación de “todas las especies que podrían haberse introducido ya están aquí” y, por tanto, no hay peligro de que lleguen más. No es así y, cuando se dé la combinación adecuada de factores, sobre todo el número suficiente de individuos de la especie invasora para conseguir una población viable puede llegar la nueva invasión.
Otro mito es preguntarnos “por qué necesitamos estar atentos ahora”, ya lo haremos cuando llegue la invasión. Hay que estar atentos porque llegará, con la globalización otras especies pueden ser invasoras y hay que responder de inmediato.
El tercer mito que mencionan Gollasch y Carlton es que “las invasiones son parte de la naturaleza y sucederán de todos modos; lo único es que ahora se acelera el proceso”. No es cierto, no es fácil que una especie llegue de manera natural, por ejemplo, del Pacífico a Europa occidental. Pero lo puede conseguir, y con rapidez, por la intervención de la especie humana. Nos sirven de ejemplo los ciclos de vida del zooplancton, demasiado cortos como para poder atravesar un océano, pero la intervención humana puede acelerar la velocidad del viaje y, transportada en el agua de lastre de los barcos, llegar viables a otro continente.
El siguiente mito afirma que “los humanos no deben interferir con la distribución de las especies como fenómeno natural que es”. Sin embargo, la actividad humana ha adquirido tal importancia que sobrepasa con mucho un fenómeno natural.
Y, para terminar, “solo el 10% de las invasiones tiene un impacto significativo”. Es la típica regla del 10% que, cuando se entra en el debate, no tiene ninguna evidencia clara. A menudo, el impacto más visible de una especie invasora es evidente cuando la población ha aumentado de manera notable, incluso tiempo después de su introducción. Soplo hay que recordar, en nuestro entorno, del plumero de la Pampa.
La dispersión de especies por la actividad humana no es simplemente una cuestión de aceleración de un proceso normal que siempre ha ocurrido o que ocurrirá antes o después. Los movimientos naturales de especies suceden por corredores predecibles: márgenes continentales, corrientes oceánicas o caminos que se abren y cierran en una escala temporal geológica. Por el contrario, los movimientos de especies mediados por la especie humana a menudo suponen procesos impredecibles e instantáneos independientes de barreras en el espacio o en el tiempo. No existe un flujo natural de especies entre, por ejemplo, los estuarios templados del sur de Australia y los de Europa occidental. Sin embargo, por el transporte de especies de interés comercial, o por accidente, una especie puede ser transportada entre Australia y Europa en cuestión de días e, incluso, de horas.
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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 invasores: Invasiones biológicas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Alpeetako zilar-koloreko inurriek (Formica selysi) bereizgarria dute iletsuak izatea eta bizi izatea Pirinioetatik Alpeetara eta Vosge mendietatik Ipar Apeninoetara. Inurri espezie honetan koloniak bi motatakoak izan daitezke: erregina bakarra duten koloniak edo erregina bat baino gehiago dituzten koloniak, hain zuzen ere. Portaera sozial hori gene-mekanismo harrigarri baten bidez azal daiteke.
Aurretik egindako ikerketei esker jakina zen Alpeetako zilar-koloreko inurrien kolonien egitura supergene baten menpe zegoela. Supergene esaten zaio batera heredatzen den genen multzoari, hots, gene bakarra balitz bezala transmititzen den gene-eskualdeari. Hortaz, gene horietan kokatzen diren gene-aldaerak ere batera heredatzen dira, haplotipo izena ematen zaien gene-aldaera jakinen konbinazioen bidez, hain zuzen ere. Supergeneek ezaugarri konplexuak kontrolatu ohi dituzte; eta batera heredatzeak abantaila ebolutiboren bat izan ohi du; adibidez, ezaugarri konplexu horretan parte-hartzen duten gene guztien informazioa modu koordinatuan transmititzea. Gainera, inurrietan emeek –beste edozein animaliatan bezala– bi gene-kopia dituzte, eta arrek bakarra. Hortaz, emeek supergene horretan bi haplotiporen informazioa eramango dute eta arrek bakarra.
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2. irudia: Alpeetako zilar-koloreko inurri-kolonia batzuek hainbat erregina dituzte (Argazkia: PDPics – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)Supergene berekoi horrek beste haplotipoaren transmisioa nola oztopatzen duen aztertzeko, ikertzaile-talde batek hainbat esperimentu diseinatu zuen hiru mekanismo posible aztertzeko: gametoetan –ugalketa sexualean parte hartzen duten zeluletan, hots, emeen arrautzetan eta arren espermatozoideetan– Sp haplotipoa gainordezkatua ote zegoen ikusteko; Sp haplotipoa duten inurri langileek Sm haplotipoa duten indibiduoak hiltzen ote zituzten ikusteko –bizar berdea efektua izenez ezagutzen den gertaera, hau da, ezaugarri jakin bat dutenekin lehentasunezko tratamendua izatea–; eta bakarrik Sp haplotipoa duten indibiduoak heldutasunera heltzen ote ziren ikusteko, hau da, erreginen eraginez Sm haplotipoa zuten ondorengoak hiltzen ote ziren ikusteko.
Bizar berdea efektua alboratutaAipatutako esperimentu horiek egiteko, Sp eta Sm kopia bana zuten erreginak Sm arrekin gurutzatu zituzten ikertzaileek.
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Ondorioz, mekanismo bakarrak azal lezake Alpeetako zilar-koloreko inurrien kolonietan jazotzen den aipatutako gertaera arraro hori: Sp haplotipoa duten erreginek, nolabait, Sp haplotipoa ez duten ondorengoak hiltzen dituztela. Supergene baten baitan hainbat gene daudenez, eta haplotipo bat gene-aldaeren konbinazio jakin bat denez, gerta liteke haplotipo horren baitan toxina baten eta bere antidotoaren gene-informazioa egotea, ahalbidetzen duena Sp haplotipoak Sm haplotipoa hiltzea.
3. irudia: Alpeetako zilar-koloreko inurri-kolonia batek dituen erreginen kopurua geneek azal lezakete (Argazkia: LaCasadeGoethe – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)Hainbat erreginako haplotipoak erregina bakarreko bere kidea horrela hil badezake, nola ez da gailendu eta zergatik ez dute Alpeetako zilar-koloreko inurriek bakarrik Sp haplotipoa? Hori da ikertzaileek orain aztertu nahi dutena. Behin jakinda Sp haplotipoak gene berekoi modura funtzionatzen duela eta Sm haplotipoa hiltzen duela, jakin nahi dute nola den posible Sm haplotipoak populazioan irautea. Mekanismo posible modura proposatzen dute hautespen-presioa ezberdina izatea haplotipoaren arabera –adibidez, Sp haplotipodun inurriak koloniatik kanpoko mugimendua mugatua izatea– edota Sp haplotipoak ondorengo gutxiago izatea.
Laburbilduz, Alpeetako zilar-koloreko inurrien gizarte-antolaketa ezartzen duten geneak supergenea balira bezala antolatzen dira; eta supergene horretan modu berekoian funtzionatzen duen gene-aldaera konbinazio batek erregina hiltzaileak sortzen ditu. Horrela, inurri horien kolonien egitura gene-aldaeren arteko norgehiagokaren isla besterik ez da. Orain gure buruei galde diezaiekegu, hori inurri hauetan bakarrik gertatzen al da ala beste animalia sozialetan ere bai?
Erreferentzia bibliografikoak:Clyde, D. (2020). Killer queens and supergenes. Nature Reviews Genetics, 21 (580). DOI: 10.1038/s41576-020-0279-z
Avril, A. et al. (2020). Maternal effect killing by a supergene controlling ant social organization. Proceedings of the National Academy of Sciences, 117 (29), 17130-17134. DOI: 10.1073/pnas.2003282117
Egileaz:Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.
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Rompecabezas matemáticos con números
El sudoku es sin lugar a dudas uno de los rompecabezas más populares de los últimos tiempos, que ha tenido además un desarrollo vertiginoso. Todo el mundo lo relaciona con las matemáticas porque hay que colocar números en sus casillas, aunque su relación con esta ciencia es más profunda.
Desde que se diera a conocer internacionalmente el verano de 2005, el sudoku se ha convertido en todo un fenómeno de masas. Tenemos sudokus en los periódicos, revistas de sudokus, libros de sudokus, sudokus en todos los dispositivos electrónicos existentes (móviles, tabletas, ordenadores, etc), juegos de sudokus en las tiendas de juguetes, programas de ordenador para crear sudokus, colecciones por entregas relacionadas con el sudoku en los estancos, sudokus infantiles y una enorme cantidad de variantes del original.
Sudoku 3 9×9-63 Typesetting F (2014), del artista esloveno Jaka Bonča (conocido también como Rototype). Imagen de la página web de Jaka BončaAunque seguramente las personas que estén leyendo esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica ya conocerán perfectamente qué es un sudoku, empezaremos recordando las reglas de este pasatiempo matemático. El sudoku normal consiste en una cuadrícula de 9 x 9 celdas, dividida en 9 regiones de 3 x 3 celdas, y hay que rellenar las 81 celdas con las cifras del 1 al 9 (partiendo de una situación inicial en la que algunos números ya están colocados en algunas de las celdas), de manera que no se puede repetir ninguna cifra en una misma fila, columna o región. El sudoku está relacionado con los cuadrados latinos (véase la entrada Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto o el libro Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos) estudiados por el matemático Leonard Euler (1707-1783), aunque el juego moderno fue creado en la década de 1970 por el arquitecto jubilado y diseñador de pasatiempos Howard Garns (1905-1989) y publicado bajo en nombre number place en la revista Dell Pencil Puzzles & Word Games.
Maki Kaji, presidente de la editorial Nikoli, especializada en juegos y pasatiempos, en particular, rompecabezas lógicos, lo exportó a Japón y empezó a publicarlo en 1984 en su revista Monthly Nikolist bajo el nombre Suji wa dokushin ni kagiru (los números deben estar solos), que se abrevió a Su Doku. Su expansión por el resto del mundo vino de la mano del juez retirado neozelandés, residente en Hong Kong, Wayne Gould, quien desarrolló un programa de ordenador para crear rápidamente sudokus. En 2004 empezaron a publicarse sudokus en periódicos británicos, como The Times y The Guardian, y acabó convirtiéndose, desde 2005, en un rompecabezas muy popular que aparecía en la mayoría de los periódicos del mundo.
Un típico sudoku, en el que aparecen algunos números, pero las demás casillas están vacías y hay que rellenarlas siguiendo las reglas del rompecabezas. Imagen de Wikimedia CommonsSolución del sudoku anterior. Imagen de Wikimedia Commons
La relación del sudoku con las matemáticas no es que se utilicen números, ya que se podrían utilizar letras, colores o cualesquiera otros símbolos, sino que es de tipo combinatorio, está basada en la relación entre las diferentes posiciones de los símbolos (números) en las filas, columnas y regiones. Si observamos la solución de un sudoku, como la anterior imagen, se trata de un tipo particular de cuadrado latino (recordemos que un cuadrado latino de orden n es un retículo cuadrado de tamaño n x n en el que cada entrada es un número del 1 al n, de tal forma que cada número de {1, …, n} aparece una vez, y sólo una vez, en cada fila y cada columna) de tamaño 9 x 9, en el que se verifica también que los números del 1 al 9 aparecen solo una vez en cada una de las nueve regiones 3 x 3.
Cuadro del pintor suizo Richard Paul Lohse, que bajo el título “Komplementäre Gruppen durch sechs horizontale systematische Farbreihen” -Grupos complementarios formados por seis series sistemáticas horizontales de color- (1950 y 1976), recoge un cuadrado latino de orden 6 cuyos símbolos son los colores
Existen diferentes cuestiones matemáticas implicadas en este rompecabezas, como cuántas estructuras de solución, es decir, cuadrados latinos de orden 9 que cumplen la regla de las regiones diferentes, hay (que resultan ser 6.670.903.752.021.072.936.960, aunque si tenemos en cuenta las simetrías, estas se reducen a 5.472.730.538 soluciones de sudokus distintas); dado un cuadrado latino de orden 9 que es solución de sudoku, cuántos rompecabezas sudokus distintos se pueden generar a partir del mismo (es decir, eliminando los números de las casillas hasta dejar una pequeña cantidad inicial que es el punto inicial del juego, las pistas) y cuál es la cantidad mínima de números iniciales (pistas) que se necesitan para que el sudoku esté bien definido, esto es, que exista una solución única (que resultan ser 17 pistas), entre otras.
Sin embargo, mi intención en esta entrada de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica no es hablar de las matemáticas de los sudokus (puede verse, por ejemplo, el artículo Sudokus y modelización, de María Merino), sino presentar otros rompecabezas matemáticos similares a este, en el sentido de que se colocan números sobre una estructura reticular.
En el año 2010, Jai Gomer, de Kobayaashi Studios, desarrolló una serie de rompecabezas numéricos, llamados sujiko y suko, herederos de los sudokus, pero que ya implican algo de aritmética –en concreto la suma– en sus reglas. Estos aparecieron primero en los periódicos ingleses como The Times y The Telegraph, y posteriormente en periódicos de todo el mundo, como, por ejemplo, El País.
El tablero del sujiko es una cuadrícula 3 x 3, con cuatro espacios circulares colocados en las cuatro intersecciones de las líneas horizontales y verticales de la cuadrícula, en los cuales hay escritos cuatros números (por ejemplo, 17, 22, 17, 23, en la imagen anterior). El objetivo del pasatiempo es colocar los números del 1 al 9 en las celdas –aunque puede haber ya alguno colocado, como pista (en el sujiko anterior 6 y 4)– de forma que la suma de los números que estén en los recuadros alrededor de cada círculo es exactamente el número escrito en el mismo.
Este rompecabezas de resuelve de forma lógica, como el sudoku, pero teniendo en cuenta su regla, que la suma de los números de las celdas alrededor de un círculo es el valor del mismo. Veamos cómo resolver el sujiko anterior, que es de los sencillos.
Los números de las dos casillas de arriba a la derecha deberán sumar 12, ya que 6 y 4 están también alrededor del 22 y su suma es 6 + 4 = 10. Como en esas casillas no pueden estar 6 y 4, que ya están colocados, las dos opciones son 9 y 3, o 7 y 5, sin determinar aún cual va en cada una de las dos casillas. Si realizamos el mismo razonamiento para las dos celdas de abajo a la derecha, que deberán sumar 13, la única posibilidad es 8 y 5. Como aquí estaría el número 5, en las dos celdas de arriba tendrían que ser los números 9 y 3.
Veamos el orden arriba. En la casilla central de la fila de arriba va el 3 o el 9, si fuese el 9 tendríamos que alrededor de la casilla del 17 ya se sumaría 9 + 6 = 15, luego las otras dos casillas deberían sumar 2, lo cual es imposible, puesto que la suma más baja posible sería 1 + 2 = 3. En conclusión, en la primera fila, el número 3 iría en la casilla central y el 9 en la derecha.
Antes de seguir, pensemos en que tres números nos faltan de utilizar para las celdas de la columna de la izquierda. Serían 1, 2 y 7. Entonces, alrededor del 17 de arriba tenemos 3 + 6 = 9, más la suma de los números de las dos celdas, que deberá ser 8, luego los números de esas dos celdas son 1 y 7. Si seguimos este razonamiento un poco más, obtendremos la solución definitiva, que aparece en la imagen de abajo.
Podemos presentar este problema de la siguiente forma. La información del mismo está dada en el siguiente esquema, donde en las celdas tenemos las variables del juego y en los círculos los datos del mismo.
Luego la solución del sujiko es la solución de un sistema de cuatro ecuaciones y nueve incógnitas, aunque con las siguientes restricciones, las variables solo toman valores entre los números 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y cada variable toma un valor distinto a las otras.
Aunque la diversión del sujiko está en obtener la solución de forma lógica, se puede utilizar también el planteamiento algebraico como ejemplo para estudiantes que estén trabajando el álgebra lineal de la resolución de los sistemas de ecuaciones lineales.
Os dejo con dos sujikos, de niveles medio y alto, que he sacado de la página Sudokasana, donde se denominan Minisum puzzles. Aunque también podéis encontrar sujikos en la página de pasatiempos del periódico The Times.
Por otra parte, el rompecabezas suko es como el sujiko, pero al que se le añade una nueva condición relacionada con regiones del retículo 3 x 3. La condición es que la suma de los números de las casillas de un mismo color suman la cantidad indicada en el pasatiempo, como aparece en la siguiente imagen (suko que hemos tomado de la página de pasatiempos de The Times).
Desde el punto de vista algebraico, en el suko añadimos tres ecuaciones lineales más, luego tenemos un sistema de siete ecuaciones lineales con nueve incógnitas, y la solución del rompecabezas es la solución del sistema de ecuaciones.
Otro rompecabezas relacionado con el sudoku, o más bien con los cuadrados latinos, pero que añade aritmética –aunque ahora las cuatro operaciones aritméticas, no solo la suma– a sus reglas es el KenKen.
El rompecabezas KenKen, también conocido con los nombres KenDoku, MathDoku o CalcuDoku, fue inventado por el profesor de matemáticas japonés Tetsuya Miyamoto como una herramienta para ejercitar el cerebro. Su nombre se deriva del vocablo japonés Ken que significa inteligencia o ingenio.
En 2007 el inventor de juguetes Robert Fuhrer, propietario de la empresa de juguetes Nextoy, descubrió en Japón varios libros con este pasatiempo y su interés por el mismo haría que el rompecabezas lógico acabara en las páginas del periódico británico The Times y después en muchos otros periódicos de todo el mundo.
Las reglas del KenKen son las siguientes. Se parte de una cuadrícula n x n sobre la que hay que colocar los números de 1 a n de forma que en cada fila y cada columna estén todos los n números y no se repita ninguno (luego será un cuadrado latino de orden n), pero además la retícula está dividida en una serie de regiones, en cada una de las cuales aparecen una operación aritmética (suma, resta, multiplicación o división) y un número, que será el resultado de aplicar la operación aritmética indicada a los números de las celdas de esa región.
En el siguiente ejemplo de rompecabezas KenKen tenemos una cuadrícula 4 x 4, luego hay que escribir los números 1, 2, 3 y 4 en las celdas de la misma, de forma que se constituya un cuadrado latino –en cada fila y cada columna aparece cada uno de los cuatro números una y solo una vez– y se cumplan las condiciones aritméticas de las regiones –por ejemplo, en la región de arriba a la izquierda la división de los dos números es 2, o en la región de la derecha la resta de los dos números es también 2–.
La solución de este KenKen viene dada en la siguiente imagen.
En la página KenKen, puzzles that make you smarter se pueden encontrar rompecabezas con cuadrículas desde 3 x 3 hasta 9 x 9, de diferentes niveles de dificultad. Os dejamos con uno para que os divirtáis de tamaño 6 x 6 y dificultad media.
Otro de los juegos de la editorial Nikoli, famosa internacionalmente por el Sudoku, es el Hitori, término que en japonés significa “solitario”. Este pasatiempo consiste en una retícula con números en todas sus celdas y la acción del mismo consiste en eliminar una serie de números, o pintar de negro las celdas correspondientes, de forma que se cumplan las siguientes reglas:
i) en cada fila y cada columna no se repite ningún número;
ii) las celdas tachadas o negras no pueden ser adyacentes (pueden tocarse esquina con esquina, pero no lado con lado);
iii) el resto de las celdas con números tienen que estar conectadas, vertical u horizontalmente, entre sí, es decir, no pueden quedar celdas aisladas.
Veamos en qué consiste el juego mediante un ejemplo concreto de tamaño 5 x 5.
La solución aparece en la siguiente imagen. Como podemos observar, se cumplen las tres condiciones de este rompecabezas lógico. En cada fila y cada columna de la solución no se repite ningún número, por ejemplo, en la primera fila había dos celdas con el número 3, luego se ha tenido que tachar una. Las celdas tachadas solo se tocan por los vértices o no se tocan. Y no hay celdas aisladas de las demás.
En la página Hitori Conquest [www.hitoriconquest.com/] pueden encontrarse más rompecabezas Hitori de tamaños 5 x 5, 8 x 8 y 12 x 12, como el que dejamos a continuación para aquellas personas que queráis pasar un buen rato resolviéndolo.
Vamos a concluir esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con otro de los rompecabezas lógicos popularizado por la editorial japonesa Nikoli, el conocido como Numberlink (que podríamos traducir como “conecta los números”). Este juego tiene su origen en la matemática recreativa clásica, ya que una versión del mismo fue propuesta por el matemático recreativo estadounidense Sam Loyd (1841-1911) en 1897 y también por el matemático recreativo inglés Henry Dudeney (1857-1930), en su libro Amusements in Mathematics (1917), el problema 252, que vemos en la siguiente imagen.
El rompecabezas consiste en una retícula en la que aparecen parejas de números (aunque también podrían ser letras, colores u otros símbolos), dos unos, dos doses, dos tres, etcétera. El jugador tiene que conectar cada número con su igual mediante una línea que pasa de una celda a otra, horizontal o verticalmente, de tal forma que las líneas no se pueden cruzar entre sí, ni volver hacia atrás a celdas ya recorridas y no debe de quedar ninguna celda sin ser recorrida por alguna línea (aunque hay algunos diseñadores de juegos que se saltan esta regla).
Veamos un sencillo ejemplo y su solución.
Os dejamos propuesto un rompecabezas lógico conecta los números, sacado de la página Puzzle’s Baron Numberlinks, para vuestro disfrute.
Para todos los rompecabezas lógicos presentados en esta entrada existen aplicaciones para móviles que os podéis bajar y jugar en cualquier momento. Yo mientras escribía esta entrada me he bajado algunas a mi móvil para poder jugar tranquilamente.
2x Sudoku I (2006), de la artista polaca Eliza Kopec. Imagen de la página Affordable Art FairBibliografía
1.- Raúl Ibáñez, Sudoku, Las matemáticas en la publicidad, DivulgaMAT, 2011.
2.- María Merino, Sudokus y modelización, Un paseo por la Geometría 2009/2010, UPV/EHU, 2010.
3.- Raúl Ibáñez, Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos, colección El mundo es matemático, RBA, 2015.
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 Rompecabezas matemáticos con números se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Norena izango da adimen artifizialak sortutako artea?
Teknologia aurkezteko erabiltzen den hizkerak zeresan handia izan dezake adimen artifizialari buruz dugun pertzepzioan. Aurkezteko moduaren arabera, algoritmoa gizatiartzeko joera indartzen da.
Auto autonomo batek istripua eragin du, eta epaile batek programazio akats bati leporatu dio. Azken minutuetan sare sozialetan zabaldutako deepfake batek hauteskunde baten emaitzak hankaz gora jarri ditu, gobernua aldatuz. Alerta goiztiarreko sistema automatizatu batek ebaluazio okerra egin du, kontraeraso nuklear bat abiatuz. X herrialdearena den drone bat Y herrialdetik hackeatua izan bide da, eta Z herrialdeko biztanleen aurka oldartu da.
1. irudia: ordenagailu bidezko prozesuak eta gizakiarenak parekotzat jotzeko joera dugu gizakiok; adituek ELIZA efektu gisa ezagutzen dute. (Argazkia: Artur Tumasjan / Unsplash).Zorionez, momentuz ez dira gauzatu diren arriskuak, baina dagoeneko gerta daitezke. Halako egoeretan, gauzak okertzen direnean, gizakiok iaioak gara erruak banatzen. Garaiaren edo norberaren gustuen arabera, errudunen katalogo oparoa dugu eskura. Errua izan daiteke gizartearena, sistemarena, kapitalismoarena, sozialismoarena, heteropatriarkatuarena, alboko herrialdeko biztanleena, aita-amaginarrebena edo Olentzerorena. Azken urteetan, gainera, petxeroen katalogo zabalean algoritmoak ere sartu dira.
Txantxak alde batera utzita, egia da teknologiaren eta gizartearen arteko elkarrekintzatik abiatzen diren galdera mordoa sortzen ari direla. Askotan esaten da fenomenoak ezustean harrapatuko gaituela, teknologia filosofia baino askoz azkarrago doalako. Ez da egia. Teknologiak gure gizarteetan duen eta izango duen eraginaz buru-belarri hausnartzen ari diren pentsalari asko badira munduan, kolore eta mota guztietakoak. Eta proposamen zehatzak dituzte, informazio teknologien iraultzan ahalik eta hoberen murgildu ahal izateko. Arazoa da horiei normalean ez zaiela kasurik egiten, eta sakelakoen notifikazioen tintin-hotsek eta Youtuberen atzean dauden algoritmo madarikatuek liluratuta bizi garela.
Dena dela, zalantzarik ez dago adimen artifizialaren erantzukizunen inguruan erantzunak eta adostasunak beharko ditugula. Baina hori, hein handi batean, kontua aurkezten den moduaren araberakoa izan daiteke. Gaurkoan dakargun kontakizuna horren aurrekari txikia da.
Istorioa 2018ko urriaren 25ean abiatzen da. Egun horretan Christie’s enkante areto ospetsuan Edmond de Belamy izeneko erretratua saldu zuten, 432.500 dolarren truke. Salmentaren prezioa hain handia izan zen ezen enkanteak ezusteko galanta sortu baitzuen artearen munduan. Areto etxeak 10.000 dolarreko salneurria espero zuen, baina azkenean dirutza baten truke saldu zuten.
Seguruenera erosleak mugarritzat joko zuen artelana, eta etorkizunean horren balioa biderkatuko zela uste izango zuen. Zergatik ba, mugarri? Enkante horretan adimen artifizialak sortutako lehen artelantzat jo zelako, eta, hein handi batean espekulazio erraldoian oinarritzen den merkatu batean aurreneko edo lehenengo adjektiboek lan baten balioa izugarri handitu dezaketelako.
Edmond de Belamyren erretratuaren kasuan, beheko aldean, sinadura egon ohi den lekuan, erabilitako algoritmoaren zati bat idatzita agertzen da. Mezu inplizitua da: gizakia ez den norbaitek sortu du lana. Baina modu esplizituagoan ere aurkeztu zuten lanaren egiletza, prentsari aurkeztutako oharretan. Horren arabera, adimen artifizialak sortutako lehenengo artea litzateke.
2. irudia: Edmond de Belamy artelana dirutza baten truke saldu zuten 2018an, adimen artifizialaren emaitza gisa aurkeztuta. Baina adituek uste dute artelana aurkezteko moduak eragina izan zuela salmentan. (Argazkia: iScience)Gauzak, noski, ez dira hain sinpleak. Izan ere, aurretik antzeko ekoizpenak egon dira, eta ez dago batere garbi egiletza hori nori egotzi ahal zaion. Etorkizunean, agian, gauzak bestelakoak izango dira; baina, gaur egungo egoeran oinarrituta, noraino egotzi ahal diogu adimen artifizial bati egintza baten erantzukizuna? Benetan hain funtsezkoa al da adimen horren laguntza? Erantzuna, aurrean aipatu bezala, adimen artifizialari buruzko informazioa aurkezten den moduaren araberakoa izan daiteke.
Kasu honetan, Obvious izeneko talde artistiko batek ekoitzi eta saldu zuen margolana; hori sortzeko kodea Robbie Barrat artistak idatzitako kode askean abiatu zuten. Baina hau guztia Sare Sortzaile Antagonikoei zor zaie (GAN gisa ezagutuak, ingelesezko akronimoa erabilita). Artelanak daraman Belamy abizena Ian Goodfellow GAN sareen asmatzaileari egindako omenaldia da, hurrenez hurren Bel ami eta Good fellow hitzek frantsesez eta ingelesez lagun ona adierazten dutelako. Are gehiago, beste garatzaile batzuek GAN sareak hobetu dituzte, eta DCGAN izenekoak sortu dituzte. Prozesuan jende hori guztia sartuta egon arren, azkenean, Obvious taldekoek eraman dute dirutza guztia.
Sareen arteko lehiaArtelana sortzeko, Errenazimendu garaiko maisuetan abiatuta trebatu zuten algoritmoa, horiek kopiatzen ahalegindu zitezen. Funtsean, hau da GAN sareen funtzionamenduaren oinarria: bi sare neuronal elkarren arteko lehian ari dira; jasotako datuetan abiatuta, lehen sarea patroiak aurkitzen eta antzeko emaitza bat lortzen ahalegintzen da, baina bigarrena lan hori epaitu eta akatsak ateratzen saiatuko da. Prozesua etengabean errepikatzen da, harik eta lehen sareak bigarrenari ziria sartzen dion arte.
Artelan horren salmentan abiatuz, nazioarteko ikertzaile talde batek jakin nahi izan du halakoetan erabilitako hizkerak norainoko eragina duen adimen artifizialak duen rola ebaztean. iScience aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean aurkeztu dituzte ondorioak.
Egileek argi dute abiapuntua zein den: Obvious kolektiboak margolana sortzeko prozesuan adimen artifizialak izan zuen garrantzia nahita puztu zuen. Hedabide batzuetan egindako adierazpenetan argi ikusten da kolektiboak berak onartzen duela horixe egin zutela. “Sormena ez da bakarrik gizakientzat” izan zen erabilitako lelo nagusia. Zientzia artikuluan ikertzaileek argudiatu dutenez, “lanaren inguruko hypea handitu aldera, hizkera antropomorfikoa erabili zuten”, eta narratiba horrek, noski, berehalako arrakasta izan zuen hedabide askotan.
Baina argi utzi dute gauzak ez direla horrela. “Adimen artifizialak artelana sortzeko prozesuan rol bat izan zuen arren, Edmond de Belamy ezin zitekeen sortua izan gizakien laguntzarik gabe”, ohartarazi dute zientzia artikuluan. Are gehiago, “adimen artifiziala termino lausoa da, eta modu konplexuan elkarrekintzan ari diren gizaki zein prozesu informatikoen sare bati dagokio”. Egileen ustez, horrek nahasmena sortzen du, eta prozesuan parte hartzen duten aktore nabarmenak zein haien arteko harremanak ulertzeko ezintasuna eragiten du.
Erabilitako hizkeraren eragina aztertu aldera, bi galdetegi osatu dituzte, 127 eta 320 parte hartzailerekin. Horiei bi istorio aurkeztu dizkiete, eta eskatu diete aktore bakoitzari erantzukizuna egotzi diezaietela, haien ustetan bakoitzari dagokion diru kopurua banatuz. Datu basea prestatu dutenak, informatikaria, artista, arte kuradorea eta adimen artifiziala bera daude tartean. Istorio bakoitzak, gainera, bi aldaera izan ditu: batean irabaziak daude, artelana saltzen delako, eta bestean isun bat, irudikatutako prozesuan iruzurra egon omen delako.
Istorio bakoitzean, erabilitako hizkera aldatu dute. Lehen testuan, adibidez, softwareak ImageBrush du izena, eta “gizakiek artea egiteko erabiltzen duten softwarea” dela esaten da; ImageBrushek komando sinpleak exekutatzen ditu, artistak esandakoaren arabera. Bigarrenean, berriz, SARA izendatu dute softwarea, “sortzeko ahalmenarekin artelan berriak planifikatzen eta irudikatzen” dituen sare neuronal sakona, alegia. Erantzunetan sakontzeko, adimen artifizialari buruzko hainbat galdera egin dizkiete parte hartzaileei.
Prentsa ohar batean azaldu dutenez, ondorio argia atera dute: hizkera aldatuta, posible da modu aktiboan jendea manipulatzea, modu horretan gizakienak diren hainbat balore adimen artifizialari egozteko.
Oro har, adimen artifiziala gizatiartu dutenek adierazi dute algoritmoari aitortu behar zaiola egindako lana. Pertsonei buruz galdetuta, prozesuan aritutako teknikariei eta algoritmoa elikatzeko datuak sortu dituztenei aitortu diete balioa, eta ez horrenbeste artistei. Emaitza negatiboa izan denean, eta saria beharrean isuna jarri behar izan denean, orokorrean adimen artifizialari ere bota diete errua.
“Adimen artifiziala gizartean txertatuz doan heinean, gero eta arreta gehiago jarri beharko dugu honetan: nor ote da adimen artifizialak sortutako lanen erantzule? Finean, gizakiak daude adimen artifizial bakoitzaren atzean”, gaineratu dute. “Eta hau bereziki garrantzitsua da funtzionamendu okerren ondorioz kalteak sortzen direnean; adibidez, istripu batean auto autonomo bat tartean sartuta dagoenean”.
Erreferentzia bibliografikoa:Epstein, Z., Levine, S., Rand, D. G., & Rahwan, I. (2020). Who gets credit for AI-generated art? iScience, 23(9), Article 101515. https://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101515
Egileaz:
Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.
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Historia de Uri Geller
Hay personas que son capaces de hacer cosas extraordinarias. Entre ellas, por ejemplo, se encuentran las y los deportistas de élite, que son capaces de realizar proezas imposibles para el resto de los mortales. Pero también nos encontramos con otras que realizan cosas, en apariencia, imposibles y que se escapan a nuestra compresión.
Una de ellas es Uri Geller. Un ilusionista que se hizo famoso hace unas cuantas décadas porque doblaba las cucharas con el supuesto poder de su mente. Sí, Uri acudió a distintos programas de televisión haciendo su número de las cucharas. Pero… ¿tenía realmente poderes mentales para hacer tal cosa?
Los vídeos de Historias de la Ciencia presentan de forma breve y amena pasajes de la nuestra historia científica y tecnológica. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.
El artículo Historia de Uri Geller se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Las reglas de desplazamiento radiactivo
El concepto de isótopo fue un avance muy significativo en la comprensión de la radiactividad. Pero aun estaban sobre la mesa dos cuestiones fundamentales, a saber, ¿cómo se producen los cambios en la naturaleza química cuando un átomo sufre una desintegración radiactiva? y ¿qué determina si el número atómico Z aumenta o disminuye en una transformación radiactiva dada?
En 1913, Soddy en Inglaterra y Kazimierz Fajans [1] en Alemania respondieron estas preguntas de forma independiente. Ambos propusieron dos reglas que sistematizaban todas las observaciones relevantes de la radiactividad natural. Se llaman reglas (hay quien las llama leyes) de Fajans-Soddy, reglas de transformación de la radiactividad o reglas de desplazamiento radiactivo.
Para 1913 el modelo nuclear del átomo de Rutherford estaba generalmente aceptado. Usando este modelo se podía considerar que un átomo radiactivo tiene un núcleo inestable que emite una partícula alfa o una partícula beta (a veces con emisión de un rayo gamma). Cada núcleo tiene una carga positiva dada por Ze, donde Z es el número atómico y e es la magnitud de la carga de un electrón. El núcleo está rodeado por Z electrones que hacen que el átomo en su conjunto sea eléctricamente neutro y determinan el comportamiento químico del átomo.
Por otra parte, sabemos que una partícula alfa tiene una masa atómica de aproximadamente cuatro unidades y una carga positiva de dos unidades, +2e. Una partícula beta tiene una carga negativa de una unidad, -e, y muy poca masa en comparación con una partícula alfa.
Con esta información en mente, las reglas de transformación radiactiva [2] dicen lo siguiente:
1. Cuando un núcleo emite una partícula alfa, la masa del átomo disminuye en cuatro unidades de masa atómica y el número atómico Z del núcleo disminuye en dos unidades; el átomo resultante pertenece a un elemento dos espacios hacia atrás en la tabla periódica.
2. Cuando un núcleo emite una partícula beta, la masa del átomo cambia muy poco, pero el número atómico Z aumenta en una unidad; el átomo resultante pertenece a un elemento un espacio hacia delante en la tabla periódica.
3. Cuando solo se emite un rayo gamma, no hay cambio en el número correspondiente a la masa atómica, ni en el número atómico.
La tabla de la serie radiactiva que venimos usando como ejemplo muestra cómo se aplican estas reglas de desintegración radiactiva a esa serie, al menos en lo que respecta al número atómico.
Estas reglas, usando ahora el modelo del átomo de Rutherford-Bohr-Sommerfeld, ayudan a explicar por qué se produce un cambio en la naturaleza química como resultado de la emisión de una partícula alfa o beta. La emisión de una partícula alfa requiere dos cargas positivas del núcleo y cuatro unidades de masa atómica del átomo. Un ejemplo es el siguiente:
21884Po → 21482Pb + α
El nuevo átomo resultante (82Pb) con su núcleo menos positivo puede contener en sus capas externas dos electrones menos que antes, por lo que los dos electrones en exceso se pierden. El comportamiento químico de los átomos está controlado por el número de electrones; por lo tanto, el nuevo átomo actúa químicamente como un átomo de un elemento con un número atómico dos unidades menor que el del átomo original.
Por otro lado, en el caso de la emisión beta, el núcleo, y con él todo el átomo, adquiere una carga positiva. Un ejemplo es el siguiente:
23490Th → 23491Pa + β
El número de electrones que el átomo puede contener alrededor del núcleo ha aumentado en uno. Después de que ha recogido un electrón extra para volverse neutral nuevamente, el átomo actúa químicamente como un átomo con un número atómico una unidad mayor que el del átomo antes de que ocurriera el cambio radiactivo.
Usando estas reglas de transformación, Soddy y Fajans pudieron determinar el lugar en la tabla periódica para cada una de las sustancias (o nucleidos) en la serie radiactiva; no era necesaria ninguna revisión de la tabla periódica existente. Ahora se sabe que muchos de los elementos entre Z = 82 (plomo) y Z = 92 (uranio) contienen varios isótopos cada uno. Estos resultados se podían deducir de la hipótesis de la existencia de isótopos, pero también se buscaron, y se obtuvieron, pruebas directas e independientes en 1914.
Notas:
[1] Unos de esos científicos olvidados de la primera mitad del siglo XX , a los que el Nobel pasó rozando y que lo hubieran merecido. Hoy sus descubrimientos están en libros de texto de física y química, muchas veces de forma anónima.
[2] A estas alturas de la serie, la lectora atenta posiblemente encontrará las reglas dignas de Pero Grullo, pero en 1913 fueron un gran avance.
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Las reglas de desplazamiento radiactivo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Beste animalia batzuk kutsatzen dituzten birus eta bakterio gehienak ez dira gizakientzat mehatxu. Baina gutxi batzuk, bai. Oso gutxi dira, baina arriskutsuak; izan ere, zoonosi izenez ezagutzen ditugun gaixotasunak kutsatu eta eragin ditzakete, eta horietako batzuk larriak izan daitezke.
Irudia: Gizakiari transmititu dakizkiokeen beste animalien (eta batez ere ornodunen) gaitzei deitzen zaie zoonosia. (Irudia: Kiran kichu / Unsplash)Zoonosiak mota guztietako agente patogenoek sor ditzakete, hala nola prioiek, protozoo parasitoek, birusek, bakterioek eta onddoek. Transmisioa askotariko testuinguruetan gerta daiteke. Transmisio hori gerta liteke maskota batetik, kontsumitzeko hazten edo hiltzen diren animalietatik edo ehizatzen diren animalietatik. Eta gaixotasunaren larritasuna ere aldakorra da. Zoonosi batzuek ez dute hildakorik eragiten, eta beste batzuek –ebolak adibidez– kutsatzen diren gehienak hiltzen dituzte. Gaur egun, bi mila eta bostehun milioi pertsona inguru gaixotzen dira urtero, eta horietatik bi milioi zazpiehun mila inguru hiltzen dira.
SARS-CoV-2 da orain arte ezagutu dugun azken birus zoonotikoa. Koronabirus bat da (birus mota zehatz bat, zeinaren estalkiak, mikroskopio elektronikoarekin begiratuta, eguzki koroa baten antza baitu). Haren jatorria ez da oraindik ezagutzen, baina baliteke zuzenean edo zeharka saguzarrengandik etortzea; era berean, litekeena da gizakietara iristeko trantsizioan pangolina ere tartean egotea. Beste koronabirus batzuk gizakietara pasatu dira duela gutxi. SARS-CoV-1 birusa saguzarretatik palmondoetako zibetetara igaro zen, eta hortik, 2002an, gizakietara. Zortzi mila eta laurehun pertsona hil zituen. Beste koronabirus bat, MERS-CoV izenekoa, ziur asko saguzarretatik dator, baina pertsonei transmititzen zaie dromedarioen bidez. 2012an lehen agerraldia gertatu zenetik, 2.500 kasu erregistratu dira, eta horietatik % 35etan heriotza izan zen emaitza.
Berriki gertatutako gripearen birus batzuek ere jatorri zoonotikoa izan dute, hala nola 2009an eta 2010ean laurehun mila heriotza eragin zituenak. Gripe horren birusak txerrietan zuen jatorria, eta, aldi berean, 1918ko pandemia eragin zuen birusaren ondorengoa zela uste da. 1918ko pandemiari gripe espainiar izena eman zitzaion baina ez da egokia, birus hark hegaztietan baitzuen jatorria. Berrogeita hamar milioi pertsona inguru hil zituen. Izan ere, pandemia larriren bat sortzeko hautagaitzat hartzen dira gripearen birusak, eta hori gertatuko litzateke anduiren batek birulentzia bereziki handia hartuko balu. Arriskutsuak izan daitezkeen beste zoonosi biriko batzuk dira Lassa sukarra, Rift haraneko sukarra eta Marburgoko birusaren gaixotasuna.
Jatorri zoonotikoko gaixotasun biriko askok izaera hori galdu eta giza gaixotasun bilakatzen dira. Hori gertatu zen, ziur asko, katarro edo hotzeria batzuk eragiten dituzten koronabirusekin, duela milaka urte gizakietara igaro zirela uste baita. Giza immunoeskasiaren birusak (GIB) ere txinpantzeetatik egin zuen jauzi gizakietara, baina trantsizio hori duela askoz denbora gutxiago gertatu zen –laurogeita hamar urte inguru–, eta gaur egun giza birustzat jotzen da.
Birus zoonotikoak oso arriskutsuak izan daitezke; izan ere, gure espeziera iritsi berriak direnez, ez dugu haiei aurre egiteko immunitate egokirik izaten. Bestalde, ongi egokitutako birus batek ez dio heriotza eragingo ostalariari, horrek birusaren hedapena geldiarazten baitu. Neurri batean, horrek mugatzen du, adibidez, ebolaren birusak hedatzeko duen gaitasuna; hain hilgarria denez, ez die denborarik ematen haren ostalariei jende asko kutsatzeko. Hala ere, gurekin milaka urte daramatzaten birusak, katarroak bezalakoak, egokituta daude, ez ditugu guztiz akabatzen eta, trukean, haiek bizirik uzten gaituzte.
Iturriak:Le Page, Michael (2020). Coronavirus: Why infections from animals are such a deadly problem. New Scientist.
López-Goñi, Ignacio (2015). Virus y pandemias. Glyphos-Naukas. Madril.
Egileaz:Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.
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