Cuaderno de Cultura Científica

Pleurotus ostreatus. Foto: Dominicus Johannes Bergsma / Wikimedia Commons

La seta de ostra (Pleurotus ostreatus) lleva una doble vida, por decirlo así. Es un hongo de amplia distribución geográfica en zonas templadas; es comestible y hasta se cultiva. Es del mismo género que la seta de cardo (Pleurotus aryngii), aunque no tan apreciada. No es raro verla crecer sobre madera, sobre todo de árboles de hoja caduca y, en especial, de hayas. La descompone y se alimenta de ella. Aunque es normal que crezca sobre troncos, no está considerado un hongo parásito, sino saprofito, lo que quiere decir que se alimenta de los restos de árboles muertos o moribundos. Cumple un papel importante en el bosque, porque ayuda a reciclar un material –la madera– que, por su contenido en lignocelulosa, es muy difícil o imposible de digerir por los animales. De esa forma, pone a disposición de las plantas los nutrientes minerales que se liberan al descomponer la madera sobre la que a menudo se asienta y crece.

La otra vida de la seta de ostra es la depredadora, porque sus micelios pueden matar y digerir nemátodos, que son –no lo olvidemos– los animales que más abundan en los suelos. Pleurotus ostreatus es una de las pocas setas carnívoras conocidas. Otros hongos carnívoros atrapan a los nemátodos tras atraerlos mediante sustancias que imitan señales alimenticias y sexuales. Una vez atraídos, capturan la presa mediante algún dispositivo, como redes adhesivas, botones adhesivos o anillos de constricción. El hongo ostra actúa de otro modo. En vez de atraparlo físicamente, sus hifas –los filamentos de 4-6 µm de diámetro que forman el micelio– producen toxinas muy potentes que paralizan al nemátodo pocos minutos después de haber entrado en contacto con él.

Pleurotus ostreatus utiliza estructuras especializadas, llamadas toxocistos, para paralizar al nemátodo. Un compuesto (volátil) –la 3-octanona (una cetona)–, que se encuentra en el interior de esas estructuras, es el agente principal que desencadena la parálisis y muerte del nemátodo. Ataca la integridad de las membranas celulares de muchos tejidos, incluidas las neuronas sensoriales, las células musculares y la hipodermis, lo que provoca una fuerte entrada de calcio en esas células que, a su vez, induce una hipercontracción muscular. Simultáneamente, en las células se va agotando el trifosfato de adenosina (ATP); en otras palabras, se quedan sin energía. Otros compuestos, similares estructuralmente a la 3-octanona, también pueden provocar la parálisis de los nemátodos y la necrosis celular; en ese sentido, la longitud de la cadena de carbono de la molécula es crítica para la toxicidad nematicida. También lo es la dosis. La 3-octanona repele babosas y caracoles a dosis bajas, pero es letal a dosis altas. De hecho, hace falta que la concentración de la toxina supere un cierto umbral para que surta efecto. Si el nemátodo entra en contacto con un único toxocisto, la propagación del daño es más lenta y débil. Los toxocistos permiten, precisamente, acumular una concentración suficientemente alta de 3-octanona para que su efecto sea lo más intenso posible, aunque tampoco se descarta que en ellos se encuentren otras toxinas que actúen reforzando los efectos de aquella.

¿Pero cómo es que un hongo es carnívoro y se dedica a “comer” nemátodos? La razón está, muy probablemente, en que las sustancias que normalmente aprovecha –restos de plantas en descomposición o moribundas– son muy pobres en nitrógeno, y las proteínas de los nemátodos son una fuente excelente de ese preciado elemento. Y también, quizás, que le sirve para defenderse de posibles nemátodos frugívoros a quienes (¡qué casualidad!) les gusta el contenido de las hifas de los hongos y, cuando pueden, se los comen.

Fuente: Lee C-H, Lee Y-Y, Chang, Y-C, et al (2023) A carnivorous mushroom paralyzes and kills nematodes via a volatile ketone. Science Advances 9 (3) ade4809 doi: 10.1126/sciadv.ade480

Para saber más:

Los usos terapéuticos de la psilocibina de los hongos alucinógenos
Las plantas parásitas roban agua, nutrientes… y hasta genes

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 La doble vida de una seta se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Durante los últimos años se han convertido en parte del paisaje y se han normalizado como herramientas de trabajo o destinadas al ocio o incluso como arma militar. La tecnología relacionada con los drones ha sido, junto a la inteligencia artificial, una de las más mencionadas durante los últimos años.

Los drones, aeronaves no tripuladas y controladas a través de control remoto, sirven para funciones tan dispares como la vigilancia aérea, el transporte de comida o de bolsas de sangre y, también, como armas bélicas.

El auge de este tipo de tecnología plantea grandes desafíos para la sociedad cuando, paradójicamente, se ha alcanzado el sueño de dominar el espacio aéreo que poseían algunas antiguas civilizaciones. Una idea que, durante siglos, solo existía en la imaginación humana y que se ha convertido en un corto plazo y, al mismo tiempo, en una realidad y un reto.

Esta tecnología es el pilar central de la charla «Drones: los sueños de siglos y los retos del presente» que ofreció el pasdo 1 de marzo Julián Estévez Sanz dentro del ciclo Bidebarrieta Científica organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Biblioteca Bidebarrieta.

Estévez es profesor en la Escuela de Ingeniería de Gipuzkoa, doctor en Ingeniería Informática y lleva a cabo su labor investigadora en el Grupo de Inteligencia Computacional (GIC) de la UPV/EHU. Es, además, divulgador científico.

Julian Estévez Sanz es profesor del Departamento de Ingeniería Mecánica en la Escuela de Ingeniería de Gipuzkoa, doctor en Ingeniería Informática e investigador en el Grupo de Inteligencia Computacional (GIC) de la Universidad del País Vasco. Desde 2021 pertenece al Grupo de Expertos de la Comisión Europea para la aplicación de Inteligencia Artificial en Educación. Además, colabora con diferentes empresas en proyectos de robótica y analítica de datos. Desde hace años se vio atraído por los drones y sus posibilidades y a ello ha dedicado gran parte de su investigación en los últimos años. Es un activo divulgador de ciencia y tecnología en redes sociales, prensa y eventos públicos.

Para saber más:

El papel de los drones en el cielo del futuro
Drones militares y las nuevas reglas de la guerra

Edición realizada por César Tomé López

El artículo Drones: los sueños de siglos y los retos del presente se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Las personas autistas adultas sin comunicación lingüística apenas han sido estudiadas, principalmente por la complejidad de llevar a cabo investigaciones en un colectivo con estas características. Ahora, un grupo de la UPV/EHU, integrado por el profesor Ikerbasque Agustín Vicente y las investigadoras Natàlia Barbarroja y Elena Castroviejo, ha estudiado las capacidades lingüísticas, conceptuales y de comprensión de símbolos no lingüísticos en adultos autistas que tienen un vocabulario mínimo (comparable al de un niño típico de 2 años y medio). Se trata de un estudio con un número reducido de participantes, concretamente ocho, y tuvo una duración de seis meses.

Fuente: Pixabay

El estudio comenzó con un análisis de las palabras que entiende cada persona participante para posteriormente observar si entienden compuestos de esas palabras. Por ejemplo, si entienden “coche” y entienden “rojo”, ¿entienden “coche rojo”? Sólo uno de los participantes fue capaz de entender estas combinaciones de nombre más adjetivo, a pesar de que, en un test de vocabulario realizado anteriormente, las puntuaciones obtenidas mostraban un vocabulario equivalente al de un niño de 1 año y dos meses, en el caso más bajo, y un niño de 3 años y 10 meses, en el caso más alto. La persona que reconocía tantas palabras como un niño de 3 años y 10 meses no entendía ‘coche rojo’, cosas que entienden niños típicos de 18 meses e incluso menores.

A continuación, se planteó averiguar si esta dificultad en el lenguaje era propiamente lingüística o se podía deber a una incapacidad de combinar conceptos (por ejemplo, el concepto de coche y el concepto de rojo). Para ello, realizaron dos pruebas más: una prueba de composición de conceptos, que mostró mejores resultados que la de composición lingüística, y la prueba que obtuvo los mejores resultados, que fue la de componer pictogramas representados en una tablet a través de un sistema de comunicación alternativa y aumentativa (SAACs).

Una vez aprendieron a comunicarse con las tablets, se repitió el estudio de composición «coche+rojo», pero con pictogramas (pictograma de coche + pictograma de rojo). La mayoría de los participantes no tuvo problema en seleccionar el coche rojo de entre las varias alternativas.

El estudio muestra que las dificultades lingüísticas pueden ser solo lingüísticas, no de pensamiento, como se asume en muchas ocasiones.

El estudio concluye que los test de medida del vocabulario de estas personas muestran una comprensión lingüística que no es la que realmente tienen. En muchos casos, pueden reconocer palabras aisladamente, pero no compuestos de palabras y mucho menos frases. Entender su nivel real de comprensión del lenguaje es fundamental para familiares y personas cuidadoras, ya que muchas veces se sobrestima su capacidad de comprensión y pueden tener la impresión de ser comprendidos, cuando en realidad no lo son.

Por otra parte, el test de comprensión lingüística resultó ser una herramienta muy sencilla que permite de forma ágil hacer la comprobación de si una persona aparentemente no verbal es capaz de entender expresiones muy sencillas del lenguaje y así, hacerse una idea más aproximada de lo que llega a entender. El uso de SAACs es eficiente en esta población, ya que los pictogramas además de ser más fácilmente comprensibles que las palabras, permiten comunicar pensamientos complejos que no se pueden comunicar con palabras. El estudio sugiere que la adecuación de los SAACs para esta población, no solo aumenta la cantidad de cosas a las que se puede referir la persona, sino que aumenta la capacidad de expresar pensamientos.

Referencia:

Agustín Vicente, Natàlia Barbarroja & Elena Castroviejo (2023) Linguistic, concept and symbolic composition in adults with minimal receptive vocabulary Clinical Linguistics & Phonetics doi: 10.1080/02699206.2023.2180670

Para saber más:

Camuflaje autista
¿Mi hijo tiene autismo o este comportamiento es «normal»?
Nacido para ser autista

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

El artículo Pensamiento simbólico en personas autistas adultas no verbales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

En otras ocasiones he mencionado a los mapas geológicos, pero nunca me había detenido a explicaros qué son y cómo se hacen. Así que creo que ya les iba tocando tener su protagonismo. Sobre todo, considerando que se trata de una de las principales herramientas de trabajo que tenemos en Geología.

Primer Mapa Geológico de España, realizado entre 1889 y 1893 por la Comisión del Mapa geológico de España, de escala 1:400.000 compuesto por 64 hojas, o partes individualizadas, que actualmente está expuesto en los pasillos del Museo Geominero (IGME-CSIC, Madrid).

Lo primero que llama la atención cuando miramos un mapa geológico es que no se parece en nada a los mapas y planos a los que ya nos hemos acostumbrado, esos que vemos en el móvil o el GPS y que nos sirven para orientarnos cuando estamos de viaje o visitando un lugar que no conocemos. Y eso es porque no vamos a encontrar límites geográficos, sino límites geológicos, que remarcamos de una manera muy particular: con diferentes colores, con tramas de puntos y rayas y con símbolos como flechas, triángulos o círculos. De esta manera, un mapa geológico llega a parecerse más a un dibujo artístico que a un plano clásico.

Para elaborar nuestro mapa geológico utilizamos un mapa topográfico como base y, sobre él, pintamos con colores la edad que tienen las rocas, estructuras y procesos geológicos que vamos identificando en el campo. Después, en cada color añadimos una serie de tramas que nos indican el tipo de roca que hemos observado (calizas, areniscas, granitos, pizarras, etc.). Y, por último, completamos nuestra representación con diversos símbolos que nos están señalando las estructuras y procesos geológicos que han afectado a esos materiales (plegamientos, fracturaciones o contactos entre rocas), junto con algunos puntos de interés como son las canteras, minas o manantiales de agua dulce. De esta manera, ya tenemos reflejada toda la historia geológica de una zona en una representación gráfica muy visual, solo nos queda interpretar los avatares sufridos por estos materiales durante millones de años.

Décima edición del Mapa Geológico de España y Portugal, editado por el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) en el año 2015 y que representa la culminación del plan cartográfico nacional (MAGNA), que se expone en la pared de los pasillos del Museo Geominero (IGME-CSIC, Madrid).

Pero no ponemos esos colores y simbología a nuestro libre albedrío o dejando volar nuestra imaginación (o nuestro sentido artístico, aunque yo no tengo mucho de eso), si no que seguimos unos códigos establecidos internacionalmente, que nos permiten a las personas que nos dedicamos a las Ciencias de la Tierra reconstruir la historia de cualquier mapa geológico que veamos y correlacionar nuestra zona de estudio con otras similares localizadas en cualquier parte del mundo. Por poneros un ejemplo, los materiales del Periodo Cretácico se pintan de colores verdes claros, las calizas se representan con una trama que recuerda a una pared de ladrillos y un pliegue de tipo anticlinal se marca con una línea gruesa que señala la orientación del pliegue y unas flechas hacia el exterior indicando hacia dónde se inclinan las capas a cada lado del plegamiento.

Toda esta información de colores y símbolos se incluyen en una leyenda que se coloca al lado del mapa geológico, en la que, además, se especifica la edad y se incluye una breve descripción de los materiales geológicos representados en el mismo. De esta manera, cualquier persona, aunque no esté versada en geología, puede conocer e identificar los materiales de la región por la que se está moviendo.

Pero la leyenda de un mapa geológico también tiene que incluir una cosa muy importante, la escala. Esta nos indica la proporción a la que hemos representado la realidad en nuestro mapa, de tal manera que se mantengan las distancias entre dos puntos. Podemos encontrarnos con dos tipos de escalas, que suelen aparecer juntas al pie de los mapas: b) la escala numérica, que es una proporción entre dos números, del estilo 1:10.000, lo que indica que 1 cm en el mapa corresponde a 10.000 cm en la realidad; y b) la escala gráfica, en donde nos encontramos con una raya o un rectángulo con números en sus márgenes (p. ej. 0 y 100 m) o en su parte superior (p. ej. 100 m), donde nos informan de que la longitud de esa raya o figura en el mapa representa esa distancia en el mundo real. Seguro que os habréis imaginado que, cuanto más pequeño sea el número que acompaña a la escala, mayor detalle tendrá nuestro mapa, ya que si 1cm de nuestro dibujo representa 2.000 cm reales, podremos incluir cambios geológicos que ocupen muy poca extensión. Sin embargo, al cartografiar zonas muy amplias y utilizar una escala más grande, en la que, por ejemplo, 1 cm se corresponda con 200.000 cm de la realidad, perderemos esos pequeños detalles y solo podremos mostrar los materiales, procesos y estructuras geológicas más generales.

Mapa Geológico del País Vasco, a escala 1:200.000, elaborado por el Ente Vasco de la Energía (EVE) y el Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) en 1991.

La elaboración del mapa geológico de la zona es siempre el primer paso que realizamos en un trabajo o estudio geológico, ya que necesitamos conocer los materiales y la historia geológica de los mismos antes de realizar ninguna interpretación. Y esto implica muchísimas horas en el campo, recorriendo todo el lugar de manera metódica, recogiendo muestras de rocas y sedimentos, tomando medidas de dirección e inclinación de los materiales y estructuras geológicas y realizando muchos dibujos y anotaciones en nuestra libreta. Datos que luego tendremos que representar sobre la base topográfica, ya sea a la antigua, es decir, dibujando a mano todo lo que hemos observado, o de manera más digital, empleando programas informáticos que nos representan los datos que le incluyamos junto a las coordenadas de los puntos de observación.

Pero, aunque sea un trabajo arduo y laborioso, gracias a los mapas geológicos podemos conocer no solo maravillosas historias de millones de años, que nos transportan a antiguos mares, volcanes o bosques tropicales, sino que también nos permiten conocer los recursos naturales más valiosos y necesarios de nuestra geografía.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Mapas geológicos, mucho más que lienzos de colores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Faltan tres días para que llegue el 1 de abril, día en el que, en muchos países del mundo, se celebra lo que correspondería a nuestro Día de los inocentes: es el April Fools Day en EE. UU., Reino Unido y algunos otros países; el Día da mentira en Brasil, Le Poisson d’Avril en Francia, el Pesce d’aprile en Italia o el Aprilscherz en Alemania. El siguiente problema de lógica es muy adecuado para celebrar este día…

Realizada a partir de una imagen de Wikimedia Commons.

 

BAK y KAB

Juana ha llegado a un país en el que “sí” y “no” se dicen (aunque no necesariamente en este orden) “BAK” y “KAB”. Ha encontrado a una persona que habla castellano y le ha preguntado: ¿“KAB” es “sí”? Y le ha respondido: “KAB”. ¿Qué significa “KAB”?

Razonemos para intentar responder esta pregunta. Si “KAB” fuera “sí”, la respuesta dada por el lugareño sería correcta. Pero si “KAB” fuera “no”, ¡la contestación también sería correcta! Juana no ha realizado la pregunta adecuada… Y la persona que le ha respondido quizás se esté mofando un poco de ella (podría haber respondido en castellano). ¡Nos quedamos sin saber el significado de “BAK” y “KAB”!

Seguimos aplicando la lógica para resolver el siguiente problema.

La nota del test

En una prueba de 20 preguntas, se suman 8 puntos por cada pregunta acertada, se restan 5 por cada respuesta equivocada y se puntúan con 0 las preguntas no respondidas. La nota obtenida por Pedro es de 13. ¿Cuántos problemas ha resuelto correctamente?

Si Pedro hubiera respondido correctamente a todas las cuestiones, habría tenido 160 puntos; ¡13 no parece una muy buena nota!

Llamamos x a la cantidad de preguntas bien resueltas e y al número de las falladas. El enunciado indica que 8x – 5y = 13. Al ser 13 = 8 + 5, escribimos esta ecuación del modo:

8 (x – 1) = 5 (y +1).

Como 5 y 8 son coprimos, y + 1 debe de ser múltiplo de 8; además es menor o igual a 21 (y es menor o igual a 20, la cantidad de preguntas del test). Luego y + 1 es igual a 8 o 16 (los únicos múltiplos de 8 menores o iguales a 21).

Si y + 1 = 16, la anterior ecuación sería 8 (x – 1) = 5 (y +1) = 80, con lo que x – 1 = 10, es decir, x = 11. Pero este resultado es imposible, porque x + y = 11 + 15 = 26, que es una cantidad mayor que las 20 preguntas planteadas.

Así que, debe ser y + 1 = 8. La ecuación anterior quedaría 8 (x – 1) = 5 (y +1) = 40, con lo que x – 1 = 5, es decir, x = 6. Es decir, Pedro ha contestado correctamente a 6 preguntas, ha fallado 7 y ha dejado en blanco otras 7. Realmente, ¡Pedro no se ha preparado mucho para esta prueba!

Pasamos a un problema cuyo enunciado está muy en la línea del día de las bromas que se celebra dentro de unos días.

El panadero, el pastor y el pianista

Paco Panadero, Pedro Pastor y Pablo Pianista trabajan como panadero, pastor y pianista. Viven en la Calle del panadero, el Camino del pastor y la Avenida del pianista. Se sabe que ninguno se dedica a la profesión ni vive en la calle que corresponde a su apellido. Se conoce también que el pastor vive en la Calle del panadero y que el panadero vive en la Avenida del pianista. ¿A qué se dedican y dónde viven Paco Panadero, Pedro Pastor y Pablo Pianista?

Razonemos con método. Paco Panadero no puede ser pastor, porque el pastor vive en la Calle del panadero. Como tampoco puede ser panadero, debe de ser el pianista; y debe vivir entonces en el Camino del pastor.

Pedro Pastor no pude ser ni pastor ni pianista, así que es panadero y vive entonces en la Avenida del pianista.

Finalmente, Pablo Pianista es pastor y, como se dice en el enunciado, vive en la Calle del panadero…

¡Misterio resuelto! Finalicemos con un reto que quizás no tenga solución única.

Las lecturas de Eva

Eva está leyendo un libro que tiene entre 400 y 500 páginas. Se sabe que, si lee 6 páginas al día, el último día le quedarían solo 3 páginas para terminar su libro. Y también se sabe que, si lee 7 páginas al día, el último día de lectura le quedarían únicamente 5 páginas. ¿Cuántas páginas tiene el libro de Eva?

Llamemos P al número de páginas; el enunciado indica que:

P = 6M + 3 = 7N + 5,

donde M y N son enteros positivos. Como 6M + 3 es mayor o igual a 400 y menor o igual a 500, se deduce que 6M es mayor o igual a 397 y menor o igual a 497, luego (al ser M entero), M estará comprendido entre 67 y 82. Argumentando del mismo modo, se comprueba que N toma valores entre 57 y 70.

Además, como 6M = 7N + 2, se deduce que N es par, es decir, es de la forma N = 2L (con L un entero positivo). Así, 6M = 14L + 2, es decir, 3M = 7L + 1. Como 3M – 1= 7L, 7L es congruente con 2 módulo 3i. Y como 3 y 7 son coprimos, L es congruente con 2 módulo 3, es decir, L = 2 + 3R, donde R es un entero.

Así, 3M = 7L + 1 = 21R + 15, luego M = 7R + 5. Y como 7N = 6M – 2, reemplazando M por 7R + 5, se deduce que N = 6R + 4.

Como M está comprendido entre 67 y 82 (y M = 7R + 5), R está comprendido entre 9 y 11, es decir, toma los valores 9, 10 u 11. Existen entonces tres posibles soluciones, que se indican en la siguiente tabla:

No sabemos con seguridad el número de páginas que tiene el libro de Eva…

¿Son 453?

¡KAB!

Referencias

Estas propuestas se han extraído y adaptado del Calendrier Mathématique 2023. Structurer le monde (Presses Universitaires de Grenoble, 2022):

• BAK y KAB, 30 de octubre
• La nota del test, 3 de mayo
• Las lecturas de Eva, 20 de julio

El panadero, el pastor y el pianista, extraído y adaptado de: Georges Perec, Jeux intéressants, Zulma, 2008.

Nota:

iEsta notación procede de la aritmética modular, en particular, de las congruencias módulo 3. Cualquier número entero n es o bien múltiplo de 3, o bien congruente con 1 módulo 3 (es decir, de la forma n = 3a + 1, donde a es un número entero positivo), o bien congruente con 2 módulo 3 (es decir, de la forma n = 3a + 2, donde a es un número entero positivo).

Más problemas de lógica:

Usando la lógica para averiguar quién es quién
Celebrando a John Venn con un juego de lógica
¿Adivinando o empleando la lógica?

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

El artículo Aplicando la lógica, a veces sin mucho éxito se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Röntgen descubrió que los rayos X provenían del punto brillante de un tubo de vidrio donde incidía un haz de rayos catódicos (electrones de alta velocidad). Cuando se desconectaba el haz de rayos catódicos desaparecía el punto de luz en el tubo de vidrio; los rayos X procedentes de ese lugar también se detenían.

La emisión de luz por el tubo de vidrio cuando se excitaba por el haz de rayos catódicos es un ejemplo del fenómeno llamado fluorescencia, que era bien conocido antes del trabajo de Röntgen. Se había investigado mucho la fluorescencia durante la última parte del siglo XIX. Se dice que una sustancia es fluorescente si emite inmediatamente luz visible cuando sobre ella incide:

1. luz visible de longitud de onda más corta de la emitida;
2. radiaciones invisibles para los humanos, como la luz ultravioleta; o
3. el haz de electrones que forman los rayos catódicos.

La fluorescencia se detiene cuando la luz excitante desaparece. El término fosforescencia se aplica generalmente a un fenómeno relacionado, la emisión de luz visible que continúa después de que se apaga la luz excitante.

Los microscopios de efecto túnel (STM, por sus siglas en inglés) permiten a los físicos observar moléculas fluorescentes individuales con una resolución cercana a la atómica. Pero el mecanismo detallado por el cual una molécula emite luz bajo la estimulación de un STM sigue sin estar claro, porque las observaciones no indican qué estados de espín y carga atraviesa la molécula excitada antes de decaer al estado fundamental.

Un equipo de investigación ha realizado un experimento y desarrollado un modelo que relaciona el estado de carga de una molécula con la energía luminosa emitida, que pueden contribuir mucho a entender este fenómeno.

En el experimento, una punta STM conduce una corriente a través de una molécula de quinacridona (QA) adsorbida sobre una delgada película de cloruro sódico (aislante) colocada sobre un sustrato de plata (conductor). Una propiedad rara de la QA es que sus estados neutro y cargado positivamente tienen patrones de emisión distintos, con una orientación de los dipolos fluorescentes de la molécula que difiere en 65 grados.

Estructura del isómero lineal trans de la quinacridrona empleado en el experimento. Fuente: Wikimedia Commons

Al escanear el material con la punta del STM en diferentes rangos de voltaje, los investigadores pudieron crear mapas de fluorescencia con resolución subnanométrica. A partir de los patrones identificados en estos mapas pudieron determinar la orientación del dipolo que emitía fluorescencia y, por lo tanto, el estado de carga de la molécula, en un momento dado. A continuación, establecieron un modelo que describía los detalles del transporte de electrones y la emisión de luz basándose en la corriente y el voltaje del STM, así como en la dependencia espacial de la señal de fluorescencia inducida por el STM.

El estudio demuestra que, dependiendo del voltaje aplicado, una sola molécula en un sustrato puede contener cuatro estados de carga diferentes. Además, proporciona una forma de distinguir entre la fosforescencia y la luminiscencia de moléculas cargadas provocada por la corriente. Los autores dicen que el modelo se puede generalizar a cualquier sistema orgánico adsorbido en una capa delgada.

Referencias:

S. Jiang et al. (2023) Many-body description of STM-induced fluorescence of charged molecules Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.126202.

Rachel Berkowitz (2023) Deciphering Single-Molecule Fluorescence Physics 16, s31

Para saber más:

Los postulados de Bohr
Átomos (serie)
¿Se pueden ver los átomos?

 

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

El artículo El estado de carga de una molécula y su fluorescencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La prestigiosa revista médica The Lancet ha publicado una serie especial de artículos que pone contra las cuerdas a la industria de la leche artificial. Este sector económico, que mueve más de 55 mil millones de dólares cada año en el mundo, destina en torno a 3 mil millones a acciones de marketing para expandir el consumo de sus productos. Diversas empresas han desarrollado campañas agresivas, con mensajes falsos, que violan el Código Internacional de la Organización Mundial de la Salud (OMS) sobre comercialización de sucedáneos de la lactancia materna, establecido en 1981.

Foto: Nathan Dumlao / Unsplash

Ya en 2022, una encuesta realizada por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) detectó que el 51 % de los encuestados (padres y mujeres embarazadas de 8 países) había sido objeto de un marketing abusivo por parte de las empresas de las leches de fórmula. A la vista de los resultados, dicha organización internacional declaró que «la industria de la leche de fórmula lleva a cabo un marketing «engañoso y agresivo» que menoscaba la lactancia materna».

Los beneficios de la lactancia natural sobre la salud del bebé están ampliamente demostrados. La leche materna disminuye el riesgo de malnutrición, de enfermedades infecciosas y de mortalidad del lactante. Además, también reduce el riesgo de desarrollo de obesidad en fases más tardías de la vida. Los efectos positivos para la salud no se limitan al bebé, las madres que dan el pecho también tienen un menor riesgo de sufrir cáncer de ovario y pecho, diabetes tipo 2 y enfermedades cardiovasculares.

Por otro lado, los bebés que reciben leche de fórmula en lugares donde no hay acceso a agua potable tienen un mayor riesgo de mortalidad, por estar más expuestos a enfermedades infecciosas e intoxicaciones. Según estimaciones, la lactancia materna universal podría evitar la muerte de 823.000 niños y de 20.000 madres cada año. A pesar de los claros efectos positivos de la leche materna, el porcentaje de bebés a lo largo del mundo que recibe leche de fórmula es ahora más elevado que nunca. 

Diversas empresas que comercializan leche artificial explotan el miedo de los padres y siembran la desinformación a través de mensajes publicitarios para promocionar sus propios productos, hasta el punto de inducir la idea de que son mejores alternativas que la lactancia natural. Se estima que menos de la mitad de los bebés en el mundo se alimentan de la leche materna. Aunque este fenómeno obedece a múltiples causas, entre ellas las dificultades a las que se enfrentan las madres para conciliar la maternidad y el trabajo, el marketing engañoso de las leches de fórmula también contribuye a ello.

Uno de los artículos publicados en The Lancet analiza las múltiples estrategias que emplean en el sector de la leche artificial para convencer a los padres de comprar sus productos. Una de las acciones publicitarias más destacadas en cuanto a falta de ética es la de difundir la falsa idea de que comportamientos normales de los bebés como llorar, estar irritado y dormir mal por las noches son, en realidad, patológicos y requieren la introducción de leche de fórmula para aliviarlos. También tratan de sembrar la duda entre las madres sobre si podrían tener leche insuficiente para el bebé, lo que llevaría a recurrir a las leches de fórmula. Otras empresas van más allá y declaran, sin ninguna evidencia científica, que sus productos pueden potenciar la inteligencia y el desarrollo cerebral o general de los lactantes.

Los mensajes anteriores terminan calando en parte de los padres. Entre las entrevistas realizadas a las familias de los bebés sobre este asunto destaca la de una madre de la ciudad de Ho Chi Minh, en Vietnam: «Si quiero estimular el desarrollo del cerebro, la altura o el sistema digestivo, buscaré las respectivas leches de fórmula».

Las citadas estrategias de marketing no solo carecen de ética, sino que son ilegales. En decenas de países la publicidad y promoción de la leche de fórmula está prohibida o ampliamente restringida. Sin embargo, varias empresas de leches artificiales vulneran la ley o la esquivan mediante publicidad encubierta o mediante la difusión de anuncios en terrenos poco regulados como las redes sociales. Otra de las maniobras ejecutadas en este sector es influir sobre las políticas de diversos países, de forma directa o indirecta a través de asociaciones, para evitar la implantación de regulaciones que restrinjan la publicidad de la leche artificial.

Los autores sostienen que los gobiernos deben atajar el marketing engañoso de la industria de la leche de fórmula mediante la implantación de leyes que recojan el Código Internacional de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Esto, junto a la creación de condiciones favorables para la lactancia materna (como el establecimiento de amplios permisos parentales retribuidos), son acciones de Salud Pública que supondrían un beneficio claro para la salud tanto de los bebés, como de las madres.

Para saber más:

Voy a comprar mentiras
Los efectos protectores de la lactancia materna frente a la contamincación atmosférica

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo Las múltiples mentiras del marketing de las leches de fórmula se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El cerebro se compone de células, unidades de vida que hacen posible la función; la matriz extracelular, el andamio alrededor del cual las células se organizan; y los vasos sanguíneos, las autopistas encargadas de transportar combustibles celulares como el oxígeno y los nutrientes. Dentro del cerebro, podemos distinguir dos tipos principales de poblaciones celulares. Las neuronas, células especializadas en la transmisión de la información; y las células gliales, que incluyen los astrocitos, los oligodendrocitos, y la microglía, y se encargan de realizar funciones esenciales que favorecen y optimizan la transmisión de información por las neuronas.

Imágenes por microscopia de barrido electrónico de una microglía. Ly: lisosomas; AP-Gr: autofagosoma con carga granular; AP-M: autofagosoma con carga membranosa.

La microglía es el tipo celular que defiende y protege el cerebro frente a las lesiones. Constituyendo alrededor del 10% de las células cerebrales, la microglía se distingue por poseer un cuerpo pequeño y estático, rodeado de ramificaciones finas y largas que se mueven sin cesar, registrando el ambiente. Para ello, contienen una diversidad de moléculas que detectan, procesan y responden a cambios químicos y/o físicos que ocurren en el ambiente microglial próximo. Tras la activación de estas moléculas, la microglía pone en marcha acciones específicas que favorecen la recuperación del balance tisular. Así, la microglía limpia los residuos tóxicos originados por la función cerebral en un proceso denominado fagocitosis, esencial para el buen funcionamiento del cerebro. Por tanto, es una prioridad promover la función y la salud de la microglía tras una lesión cerebral, como por ejemplo la inducida por el infarto cerebral.

El infarto cerebral de tipo isquémico se produce por la formación de un tapón vascular en una arteria cerebral, produciéndose la interrupción del flujo sanguíneo a las áreas cerebrales irrigadas por dicha arteria. La duración y la intensidad del bloqueo vascular determinan la magnitud de privación de oxígeno y nutrientes que sufren las neuronas y las células gliales del tejido circundante al vaso sanguíneo afectado, pudiendo llegar a producir muerte neuronal. Las neuronas son células con una alta especialización funcional y baja resistencia al estrés, siendo normalmente el primer tipo celular en morir en cantidades significativas. Las células gliales, y más en concreto la microglía, también sufre durante la privación de oxígeno y nutrientes que ocurre durante el infarto cerebral.

En un artículo de investigación reciente1, hemos demostrado que la microglía pierde su habilidad para fagocitar los restos de neuronas muertas tras el infarto cerebral en modelos de ratón y mono. La fagocitosis y eliminación de los residuos neuronales por parte de la microglía es esencial para el mantenimiento de un ambiente cerebral saludable. De hecho, la microglía reconoce, engloba y digiere los despojos de las neuronas muertas de forma muy eficiente en el cerebro sano, no dejando rastro alguno del paso de esas neuronas por el cerebro. Sin embargo, cuando existe un fallo en la limpieza de los cadáveres neuronales por la microglía, las neuronas muertas pierden su integridad física y empiezan a liberar sustancias tóxicas, lo que afecta al bienestar de las células que se encuentran a su alrededor2. La degradación de los cuerpos neuronales fagocitados se lleva a cabo en los lisosomas, los principales orgánulos o compartimentos celulares dedicados a la digestión de moléculas biológicas en células de mamíferos como la microglía. Según nuestra investigación, durante el infarto cerebral, el bloqueo de la fagocitosis ocurre por una reducción de la disponibilidad de los lisosomas en microglía.

Los lisosomas son orgánulos redondeados y sellados con membrana de tamaño pequeño o medio. En su interior, disponen de toda la maquinaria necesaria para degradar cualquier tipo de macromolécula biológica como los carbohidratos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos. Por lo tanto, los lisosomas no solo son capaces de degradar las macromoléculas que vienen desde el exterior celular (por ejemplo, las neuronas muertas internalizadas por la microglía mediante fagocitosis) sino que también tienen la capacidad de digerir contenido intracelular dañado o superfluo. Este último proceso se conoce como autofagia (comerse a uno mismo), y es una respuesta celular que se pone en marcha frente a estrés de tipo metabólico como la falta de oxígeno y nutrientes y promueve la supervivencia celular. En nuestro estudio, hemos observado que durante el infarto cerebral y ante la falta de oxígeno y nutrientes, se intensifica la respuesta autofágica en microglía1, posiblemente con el fin de eliminar las proteínas y los orgánulos tóxicos dañados para adaptarse a las nuevas condiciones metabólicas y finalmente promover la supervivencia de la microglía. Sin embargo, la promoción de la respuesta autofágica durante el infarto cerebral supone un coste para la microglía. De hecho, el incremento del reclutamiento lisosomal con fines autofágicos produce una disminución de la disponibilidad de los lisosomas para otros procesos digestivos, como por ejemplo, la fagocitosis de restos neuronales.

El bloqueo de la fagocitosis microglial en el infarto cerebral produce una acumulación de material tóxico en el cerebro, proceso que empeora la evolución de la enfermedad2. Por lo tanto, las estrategias dedicadas a la recuperación de la actividad fagocítica microglíal podrían suponer un beneficio terapéutico. Según nuestros resultados, cabría esperar que la inhibición de la autofagia liberara un número significativo de lisosomas, aumentando su disponibilidad y promoviendo de forma indirecta la digestión fagocítica microglial. Sin embargo, la inhibición de la autofagia es perjudicial para el estado físico y supervivencia de la microglía1. La estrategia alternativa de estimulación de autofagia mediante administración de rapamicina (un fármaco clásico inductor de autofagia) produce efectos complejos en microglía, que culminan en efectos beneficiosos, neutros, o tóxicos en función del modelo experimental usado para determinar la actividad fagocítica y la supervivencia microglial1. Aunque la modulación de la autofagia resultó ser inefectiva o no concluyente para la modulación de la fagocitosis microglial en este estudio, los datos obtenidos fueron cruciales para entender la complejidad mecanística de las respuestas lisosomales en microglía durante el infarto cerebral y contribuirán al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas enfocadas a aumentar la respuesta protectora microglial durante el infarto cerebral.

Referencias

1Beccari S, Sierra-Torre V, Valero J, Pereira-Iglesias M, García-Zaballa M, Soria FN, De las Heras-García L, Carretero-Guillén A, Capetillo-Zarate E, Domercq M, Huguet PR, Ramonet D, Osman A, Han W, Dominguez C, Faust TE, Touzani O, Pampliega O, Boya P, Schafer D, Mariño G, Canet-Soulas E, Blomgren K, Plaza-Zabala A, Sierra A (2023) Microglial phagocytosis dysfunction in stroke is driven by energy depletion and induction of autophagy. Autophagy 20: 1-30. doi: 10.1080/15548627.2023.2165313

2Abiega O, Beccari S, Díaz-Aparicio I, Nadjar A, Layé S, Leyrolle Q, Gómez-Nicola D, Domercq M, Pérez-Samartín A, Sánchez-Zafra V, Paris I, Valero J, Savage JC, Hui CW, Tremblay ME, Deudero JJ, Brewster AL, Anderson AE, Zaldumbide L, Galbarriatu L, Marinas A, Vivanco Md, Matute C, Maletic-Savatic M, Encinas JM, Sierra A (2016) Neuronal hyperactivity disturbs ATP microgradients, impairs microglial motility, and reduces phagocytic receptor expression triggering apoptosis/microglial phagocytosis uncoupling. PLoS Biol 14:e1002466. doi: 10.1371/journal.pbio.1002466

La versión original de este artículo apareció en inglés en Mapping Ignorance. Traducción de las autoras.

Para saber más:

La hiperactividad neuronal impide que las microglías realicen su trabajo
La microglía es un sensor de mortalidad neuronal
Más allá de las neuronas

Sobre las autoras: Ainhoa Plaza-Zabala1, 2 y Amanda Sierra1,3,4

1 Laboratorio de Biología Celular Glial, Achucarro Basque Center for Neuroscience

2 Dpt. de Farmacología, Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

3 Dpt. de Bioquímica y Biología Molecular, Universidad del País Vasco (UPV/EHU)

4 Fundación Ikerbasque

El artículo Los lisosomas: el talón de Aquiles de los macrófagos cerebrales durante el infarto cerebral se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

¿Cómo ha influido el cerebro en la evolución humana? ¿Cómo funciona y qué lo convierte en un órgano extraordinario? ¿Hechos como la domesticación de las plantas influyeron en la evolución humana? Esas serán algunas de las preguntas que se abordaron el pasado 13 de febrero con motivo del Día de Darwin en la Biblioteca Bidebarrieta de Bilbao.

Con el objetivo de conmemorar el aniversario del nacimiento del naturalista, geólogo y biólogo inglés Charles Darwin la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco organizó un evento con dos conferencias con la evolución como eje central en colaboración con el Círculo Escéptico y El Correo.

Por un lado, Amaia Arranz Otaegui, investigadora Ikerbasque y profesora de la Universidad del País Vasco, habló sobre la domesticación de las plantas y el desarrollo de los primeros campos de cultivo en la charla “La transición a la agricultura. ¿revolución o evolución?” Arranz ofreció nuevas perspectivas sobre el cambio que supuso un momento crucial en la historia y puso en contexto el papel que los humanos tuvimos en él.

Por otro lado, el catedrático de Psicobiología de la Universidad Complutense de Madrid, Manuel Martín-Loeches,trató sobre las partes, circuitos y sistemas que componen el encéfalo humano en la charla “El cerebro humano a la luz de la evolución ¿Qué lo hace extraordinario?” Martín-Loeches ofreció detalles sobre las estructuras que nos ayudan a tener más tolerancia social y que hemos desarrollado a lo largo de millones de años.

La charla-coloquio se organiza dentro del ciclo Bidebarrieta Científica, impulsado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Biblioteca Bidebarrieta.

Amaia Arranz Otaegui

Amaia Arranz Otaegui es investigadora Ikerbasque y profesora de Geografía, Prehistoria y Arqueología de la UPV/EHU. Es especialista en Arqueobotánica (análisis de semillas, frutas, carbón o sobrantes de comida) y ha realizado un amplio campo de su investigación en el sudoeste asiático (Siria, Líbano, Jordania, Irán e Israel). Sus investigaciones se centran en la transición de los pueblos cazadores-recolectores del Epipaleolítico y en las primeras sociedades ganaderas del Neolítico. Entre sus temas de investigación se encuentran el uso y explotación de las plantas, el proceso de domesticación, la dieta vegetal y la reconstrucción del Pleistoceno y el paleopaisaje holoceno.

Manuel Martín-Loeches

Actualmente es catedrático de Psicobiología en la Universidad Complutense de Madrid y en la Universidad de Colorado enseña sobre la neurocognición del arte y su evolución. Sus investigaciones abordan diversos temas, siempre en torno al cerebro y la cognición humana, tanto en pacientes sanos como en los que sufren esquizofrenia. Sus investigaciones incluyen la atención visual, la memoria laboral, las emociones, las creencias religiosas, la estética y el arte y, sobre todo, el lenguaje humano. Todo ello sin perder nunca la visión evolucionista.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo Día de Darwin 2023: La transición a la agricultura y El cerebro humano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Foto: Brian McMahon / Unsplash

¿Estamos bien inmunizados como sociedad frente a los bulos pseudocientíficos?

Hace un par de meses realizamos una encuesta donde incluimos una medida de aceptación de creencias pseudocientíficas desarrollada por el investigador y especialista en pseudociencias Ángelo Fasce. A partir del panel online de IMOP Insights (pendiente de publicación), solicitamos a población adulta en España su grado de acuerdo o desacuerdo con una lista de aseveraciones relacionadas con bulos o paparruchas pseudocientíficas.

Las afirmaciones podían ir desde que la ciencia ha validado la existencia de habilidades telepáticas o que se ha “demostrado” que las emociones negativas causan cáncer, hasta que los arqueólogos han registrado el encuentro entre antiguas civilizaciones y seres alienígenas.

De manera agregada, una puntuación media mayor en estas creencias suele significar una disposición más propicia a aceptar bulos y creencias pseudocientíficas.

La mayor parte de la población acepta la posibilidad de las pseudociencias

Los datos de la encuesta sugieren que a día de hoy la respuesta típica en España ante bulos pseudocientíficos es de agnosticismo: ni se abrazan, ni se rechazan de frente, sino que se reconoce ignorancia. ¿Está entonces el vaso medio lleno?

Hay razón para pensarse dos veces que realmente sea así. No solo una porción mayoritaria de la población adulta española da prueba de estar abierta a contemplar como plausibles ideas pseudocientíficas, sino que, en algunos casos, un porcentaje muy alto de la ciudadanía abraza directamente dichas creencias, como puede verse en detalle en esta gráfica:

Resultados de la encuesta.
Author providedTener estudios universitarios no significa creer menos en pseudociencias

¿Cómo puede ser que un 30% de los adultos en España estén de acuerdo en que la telepatía ha sido demostrada científicamente? ¿O que casi un cuarto de los encuestados afirme que hay pruebas demostradas de contactos prehistóricos con civilizaciones alienígenas?

En nuestra encuesta incluimos las variables demográficas habituales (edad, género, nivel educativo). Respiramos aliviados al comprobar que el nivel educativo predice ligeramente una menor susceptibilidad ante las ideas pseudocientíficas. Pero, aunque estadísticamente significativa, la correlación entre haber completado estudios universitarios y abrazar ideas pseudocientíficas era pequeña. ¿Motivo para congratularse o más bien para la consternación? Después de todo, una formación superior de varios años no parece que inmunice altamente frente a imposturas intelectuales.

Como contraste, la edad (pertenecer a una generación más mayor) era aproximadamente tan predictiva como el nivel educativo: a idéntico nivel educativo, una generación mayor parece más susceptible a aceptar estas creencias.

¿Cómo puede ser que la educación universitaria, ante la que nuestra sociedad y nuestros jóvenes dedican tantos esfuerzos, no sea un factor altamente protector frente a paparruchas pseudocientíficas?

Cuánto sabemos de ciencia

En nuestro estudio también incluimos una medida de comprensión ciudadana de la naturaleza del conocimiento científico. Es decir, medimos cuán familiarizados están los adultos residentes en España con la filosofía del saber científico y la naturaleza de la ciencia como actividad, incluyendo medidas sobre si la gente entiende que un resultado puede ser científico aunque no sea absolutamente concluyente, o si, por ejemplo, la gente entiende lo que es la revisión por pares.

Medidas altas de familiaridad con la filosofía del saber científico sí eran un claro predictor del rechazo de bulos pseudocientíficos. De hecho, en nuestro modelo, la formación universitaria solo era protectora frente a los bulos pseudocientíficos cuando había servido para transmitir un mínimo de comprensión en la filosofía de la ciencia.

De lo contrario, las personas con formación universitaria no son ni menos ni más reacias que el resto a abrazar ideas pseudocientíficas.

Esto sugiere que en España la formación universitaria no está sirviendo para transmitir una mínima comprensión filosófica de la naturaleza de la ciencia en muchos casos.

Factores de riesgo

En nuestra encuesta, ser mujer también aparecía como un factor de riesgo de cara a aceptar creencias pseudocientíficas. Es así aun controlando otras variables. Es decir, a igual nivel educativo o igual nivel de familiaridad con la filosofía de la ciencia, en promedio las mujeres mostraban una susceptibilidad algo mayor. No sabemos por qué es así y el proverbial “estudios ulteriores deberían examinar esta cuestión” se aplica aquí. No obstante, ya que este resultado ha sido replicado en otras encuestas y puede ser clave para afrontar situaciones de vulnerabilidad social, creemos que merece la pena prestar atención a la dimensión de género en esta cuestión.

Como suele ser habitual, dichas diferencias promedio son modestas. En ningún caso supone que un sexo sea más crédulo que otro (en otras encuestas los
varones suelen aparecer como más dispuestos a abrazar teorías de la conspiración, por absurdas que puedan llegar a ser).

Una posibilidad subrayada anteriormente es que la mayor empatía en promedio de la que dan muestra las mujeres las haga más susceptibles. Otra posibilidad más inquietante es que muchas de estas creencias hayan sido manufacturadas o que (como la cepa de un virus que se adapta a su huésped) hayan coevolucionado para captar adeptas más fácilmente entre las mujeres.

Otras encuestas muestran, por ejemplo, que en nuestra sociedad la receptividad a las terapias alternativas (una forma particularmente perniciosa de pseudociencia en algunos casos) está más extendida entre las mujeres.

El camino hacia una sociedad menos crédula

Desde hace unos años contamos en nuestro país con un, en algunos aspectos, envidiable sistema de vigilancia y detección de la epidemia de gripe. Asimismo, la covid-19 ha puesto de relieve la necesidad de contar con sistemas de detección temprana de patógenos para prevenir posibles brotes explosivos y poder actuar a tiempo de cara a contener su difusión. La experiencia y los resultados de algunos estudios nos aconsejarían tomarnos en serio la necesidad de detectar, seguir y modelizar la difusión de bulos pseudocientíficos entre la población.

Comprender qué hace que ciertas ideas perniciosas se extiendan y qué hace a algunos grupos más vulnerables fortalecería nuestra inmunidad ante las pseudociencias y sus consecuencias más perniciosas.

Una sociedad menos crédula es una sociedad menos susceptible a la desinformación y a las prácticas nocivas, y es más probable que tome decisiones con conocimiento de causa sobre su salud, el medio ambiente y otras cuestiones importantes.

Para saber más:
Negacionismo, anticiencia y pseudociencias: ¿en qué se diferencian?
Pseudociencia y arrogancia
Anticiencia (I): la unidad perdida

Sobre los autores: Hugo Viciana, Profesor investigador en la Universidad de Sevilla, especialista en filosofía y ciencias cognitivas, Universidad de Sevilla y Aníbal M. Astobiza, Investigador Posdoctoral, especializado en ciencias cognitivas y éticas aplicadas, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo ¿Quién cree en pseudociencias? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Fuente: Wikimedia Commons

Título original: 2001: A space odyssey. 1968, color, 141 minutos. Productor y Director: Stanley Kubrick. Guion: Stanley Kubrick y Arthur C. Clarke, basado en parte en el cuento corto El centinela, publicado en 1951 por Arthur Clarke; en 1968, Clarke publicó una novela con el mismo título de la película basada en el guion suyo y de Kubrick. Efectos especiales: Douglas Trumbull. Fotografía: Geoffrey Unsworth. Música: Richard Strauss, Johann Strauss, Aram Khachaturian, György Ligeti. Intérpretes: Keir Dullea, Gary Lockwood, William Sylvester, Douglas Rain (voz de HAL).

Eres libre de especular, como desees, sobre el significado filosófico y alegórico de Odisea 2001.

Stanley Kubrick.

 

Comenzaré por el resumen final que supone el comentario de Román Gubern sobre esta película en su texto clásico Historia del cine, publicado en 1989, y que dice así.:Ñ

“Más adelante, Kubrick realizará la impresionante epopeya cósmica 2001 un odisea del espacio (2001, a space odyssey, 1968), escrita en colaboración con Arthur C. Clarke, y que comienza con el proceso de hominización en el cuaternario para concluir en una nueva fase de la futura evolución biológica del hombre. 2001, una odisea del espacio señala la definitiva mayoría del género de la ciencia-ficción y abre excitantes perspectivas a este género hasta ahora tenido por menor”.

Unas páginas después, Gubern extiende su argumento y escribe que:

“En otra órbita muy distinta se movió la muy considerable contribución de Stanley Kubrick al cine moderno. Su epopeya cósmica 2001: una odisea del espacio (2001: A Space Odyssey, 1967), escrita con Arthur C. Clarke, llevó a su cúspide adulta el género de la ciencia ficción, mediante una historia que abarcó la evolución completa de la humanidad, desde el proceso de hominización de los primates en algún lugar de África hasta el estadio posthumano que alcanza el protagonista al cruzar la Puerta de las Estrellas y que le conduce, por mutación biológica, a un estadio superior de la evolución de la especie”.

2001, la odisea humana

La película relata la evolución de la especie humana desde una especie animal, quizá algún australopiteco por ser la película de 1968 y por lo que entonces se conocía de los homínidos, hasta el Niño de las Estrellas en un proceso dirigido por un artefacto alienígena. Se desarrolla el guion en tres secciones unidas por la imagen de un negro monolito. Parece que viene de una antigua y muy avanzada civilización extraterrestre. Un guion extenso, muy detallado con la precisión habitual de Kubrick y tan complejo que llevó a Clarke a declarar que “si alguien entiende la película por completo, hemos fracasado”. Otro aspecto notable del guion es la escasez de diálogos. Los primeros, desde el episodio de los homínidos, aparecen a los 25 minutos del inicio de la película. Y en total, con más de dos horas de duración, los diálogos ocupan 45 minutos. Además, a menudo son textos poco importantes, casi rutinarios, y hay que destacar que los más emotivos los pronuncia el ordenador HAL cuando es desconectado.

Un monolito

La primera sección, El amanecer del hombre, y según el análisis de Alberto Lombo, de la Universidad de Zaragoza, comienza con una escena en un desierto pedregoso lleno de rocas y huesos. Una serie de escenas muestra una banda de primates alimentándose, viviendo en cuevas, bebiendo agua de un charco y defendiéndose de los ataques de otro grupo de monos. Por sorpresa, sin un anuncio previo, , una mañana, al amanecer, aparece un monolito negro entre las rocas, y suena una muy especial música coral (es Atmospheres de György Ligeti). Los primates tocan el monolito y pronto descubren que un hueso puede ser una herramienta, una porra, un arma para la caza y para la guerra. En la caza o cuando son atacados por otra banda, uno de los primates usa la porra para matar al más agresivo de los atacantes. El grupo tiene un arma y sabe cómo utilizarla. Eliminan o destierran al otro grupo y cazan, tienen alimento de sobra.

Como escribe Vicente Castellanos, de la Universidad Autónoma Metropolitana de México, la primera parte de la película presenta un homínido, quizá entre Australopithecus y Homo habilis, especie que utilizó herramientas hace cuatro millones de años que, es evidente, demuestra algo para Kubrick, pues es la fecha que menciona en el siguiente apartado para el monolito que encuentran en la Luna. Por otra parte, el grupo de homínidos con herramientas, con las porras como armas, en su lucha con el otro grupo muestra que son bípedos mientas que los otros siguen apoyando los brazos en el suelo. Tienen las manos libres para utilizar el hueso como arma. Y el grupo armado, de alguna manera que Kubrick no explica, se han transmitido el conocimiento y el uso de armas entre ellos. Es, quizá, el nacimiento de la cultura.

En la alegría de la primera victoria, el primate lanza el hueso al aire y, en una escena extraordinaria, Kubrick lo convierte en un cohete que viaja a una estación espacial entre la Tierra y la Luna. Es curioso que también flota en el aire, sin gravedad, un bolígrafo que se le escapa a uno de los viajeros del cohete. Todo ello sugiere que la evolución de la especie humana, por el monolito extraterrestre, lleva a los primates al uso de herramientas y, en último término a los viajes al espacio.

En la Luna, los viajeros estudian un nuevo monolito que, calculan lleva allí enterrado unos cuatro millones de años y les muestra una señal que los dirige a Júpiter. Este viaje, que la película sitúa 18 meses después, lleva a un grupo de astronautas y al ordenador HAL serie 9000, a Júpiter (HAL es un acrónimo de Heuristically Programmed Algorithmic Computer (Computador algorítmico programado heurísticamente para resolver problemas; también se ha propuesto que deriva alfabéticamente de IBM). Después de la pérdida de la nave por la rebelión de HAL, comienza la tercera parte de la película “Júpiter y más allá del infinito”. Kubrick relata la evolución de la humanidad, del astronauta superviviente, hasta una especie más avanzada, el Niño de las Estrellas, que vuelve a la Tierra. Todo ello con imágenes sorprendentes acompañadas de una música extraordinaria, el Así habló Zaratustra de Richard Strauss y composiciones de Ligeti.

Es una película con muchos aspectos que sirven para divulgar temas científicos. Por ejemplo, Leroy Dubeck y sus colegas, de la Universidad Temple de Philadelphia, proponen repasar la formación de gravedad artificial en la estación espacial situada entre la Tierra y la Luna o en la cabina de la nave Discovery que lleva a los astronautas a Júpiter. O, también, la descripción y conducta del ordenador HAL serie 9000 que dirige la nave y que, en un momento de la trama, entra en conflicto por las órdenes contradictorias que recibe. Desconecta sistemas de la nave y provoca la muerte de los astronautas y el único que sobrevive lo desconecta. Es curioso que Kubrick ve el progreso de los ordenadores con un aumento de tamaño cuando la realidad, en la actualidad, nos ha llevado a la miniaturización.

Por otra parte, Kubrick filmó la película como si estuviera preparando un documental y, para ello, grabó muchos metros de película para facilitar el montaje y la versión definitiva. Como en los documentales, el cociente de grabación de película fue de 200 a 1 respecto de lo filmado frente a lo utilizado en el metraje final.

El origen violento de la humanidad

Es interesante, en el primer apartado de la película, como Kubrick y Clarke sitúan la humanidad, después de los toques al monolito, en la violencia y la muerte de otro primate de su especie. Fue en 1964 cuando Kubrick contactó por vez primera con Clarke para preparar el guion de una película de ciencia ficción y, en ese guion, terminado en 1966, se incluyen estas escenas de violencia. Entonces, en los estudios sobre la evolución de nuestra especie, se debatían las ideas de Robert Ardrey, dramaturgo, escritor y guionista, que en su libro Génesis en África, publicado en 1961, propone que la especie humana posee un instinto para la agresión y la violencia tal como afirma Nadine Weidman, de la Universidad de Harvard. La especie humana es violenta por naturaleza y es lo que narra Kubrick en la película.

Según el paleoantropólogo sudafricano Raymond Dart, descubridor y estudioso del Australopithecus africanus, que había encontrado hasta 5000 fósiles de esta especie en el yacimiento en cueva Makapan, la violencia ya aparecía en este ancestro de la especie humana. Abundaban los huesos de antílopes y gacelas y algunos podían ser utilizados como porras o, más afilados, como cortadores de carne, y eran diez veces más abundantes que otros fósiles. Fue Dart quien afirmó que los usaron para la caza y, según su propuesta, las armas precedieron al desarrollo de los cerebros de gran tamaño.

Para Ardrey, la especie humana y sus ancestros más cercanos en el tiempo y en la evolución, son animales territoriales y la defensa del territorio está entre los instintos más antiguos. Y ese instinto se mantiene en nuestra especie; la evolución no ha tenido tiempo de cambiarlo, incluso si en la actualidad se puede apuntar que ha dejado de ser ventajoso. Ya no se lucha por una charca sino por la conquista del espacio, por la luna y planetas como Júpiter. Nada ha cambiado en el primate territorial, propone Ardrey. Escribió en 1990 que “el hombre es hombre, y no chimpancé, porque durante millones y millones de años en evolución ha matado para sobrevivir”.

Ilustración en Génesis en África (1961), de Robert Ardrey, realizada por Berdine Ardrey, pareja del autor. Fair use.Un fotograma de una de las últimas escenas de 2001 una odisea del espacio (1968), con el Niño de las Estrellas. Fuente: Metro-Godlwyn-Mayer (fair use).

 

El parecido entre la ilustración en el libro Génesis en África, publicado en 1961, y la última escena de 2001 una odisea del espacio, estrenada en 1968, parece demostrar que Kubrick conocía el libro de Ardrey y, por tanto, su propuesta sobre la violencia y la evolución de la especie humana.

Sin embargo, no hay que evitar la conclusión más interesante de lo que es y significa la ciencia ficción: no representa el futuro sino el entorno en que fue concebida, en este caso la película, y sus transformaciones más inmediatas, más cercanas, más evidentes para sus autores y, también, para los espectadores. El futuro de 2001 es el futuro que ofrecía el presente de 1968, un futuro que ahora, en 2023, ya no es el que se creía que nos alcanzaría.

Referencias:

Ardrey, R. 1969. Génesis en África. La evolución y el origen del hombre. Ed. Hispano Europea. Barcelona. 457 pp.

Castellanos Cerdá, V. 2009. Stanley Kubrick, un evolucionista cinematográfico. Origen y término de la cultura en 2001, una odisea del espacio. Ciencia ergo sum 16: 15-29.

De Miguel, C. 1988. La ciencia ficción. Un agujero negro en el cine de género. Servicio Editorial Universidad del País Vasco. Leioa. 400 pp.

Dubeck, L.W. et al. 1994. Fantastic voyages. Learning science through science fiction films. AIP Press. New York. 327 pp.

Fernández Bobadilla, V. 2021. 2001: Una odisea del espacio (1968). En “Películas y series de ciencia ficción”, p. 30-33. Muy Interesante junio.

Gámez, L.A. 2022. Los extraterrestres que atormentaron a Kubrick. El Correo 26 enero.

Gubern, R. 1989. Historia del cine. Ed. Lumen. Barcelona. 533 pp.

Herranz, P. 1998. Rumbo al infinito. Las 50 películas fundamentales del cine de ciencia-ficción. Midons Ed. Valencia. 223 pp.

Lombo Montañés, A. 2019. Los australopitecos de Kubrick, la teoría de la violencia y los posthumanismos en el imaginario prehistórico. Revista ArkeoGazte Aldizkaria 9: 271-290.

Palacios, J. 2001. Recuerdos del futuro. Cuadernos de Filmoteca Canaria 2: 43 pp.

Telotte, J.P. 2002. El cine de ciencia ficción. Cambridge University Press. Madrid. 278 pp.

Weidman, N. 2011. Popularizing the ancestry of man. Robert Ardrey and the killer instinct. Isis 102: 269-299.

Wikipedia. 2023. Robert Ardrey. March 1.

Para saber más:

En busca del monolito de “2001: una odisea espacial”
Nuestros ancestros asesinos
Máquinas inteligentes (y III): Deep blue, HAL 9000 y más allá

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 ZientZinema 4: 2001, una odisea del espacio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Una de las características que definen a los objetos fractales es la autosemejanza (véase la entrada Fractus, arte y matemáticas). Esta consiste en que la estructura de los fractales se repite a diferentes escalas o también podríamos expresarlo como que el objeto fractal es igual a una parte del mismo.

Trifurcation /trifurcación (2014), del artista Robert Fathauer, basada en el fractal llamado triángulo de Sierpinspi (véase la entrada ¿Conocían los romanos el triángulo fractal de Sierpinski?). Imagen de la página web de Robert Fathauer

Esta propiedad de los objetos fractales se ha trasladado al mundo de las sucesiones de números enteros. Esencialmente una sucesión (infinita) de números enteros es una sucesión fractal, también llamada sucesión autosemejante, si una parte de la sucesión es igual a toda la sucesión, es decir, si eliminamos algunos miembros de la sucesión infinita los miembros de la sucesión que quedan constituyen de nuevo toda la sucesión.

Veamos un ejemplo. Consideremos la sucesión finita de números 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3 y consideremos la sucesión infinita que consiste en repetir la secuencia anterior de forma infinita, es decir, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, … Esta sucesión de números aparece mencionada en la explicación de la Melodía racional XV (1982) del músico minimalista estadounidense Tom Johnson (1939). Ahora si eliminamos de la sucesión infinita todos los números que están en posiciones pares, los que nos quedan, que son los que están en las posiciones impares, siguen siendo la sucesión original.

Como este proceso lo podemos repetir de forma infinita podemos decir que la sucesión autosemejante tiene infinitas copias de sí misma, como para los objetos fractales.

Esta sucesión infinita de números se dice que es una sucesión fractal de razón 2. En general, se dice que una sucesión es una sucesión fractal, o autosemejante, de razón d si el subconjunto de la sucesión que no eliminamos son el primer número de la sucesión y los que van apareciendo cada d posiciones, es decir, los números que están en las posiciones que son múltiplos de d más 1 (esto es, posiciones de la forma 1 + d x n. donde n toma valores 0, 1, 2, 3, 4, etc), y de esta forma obtenemos de nuevo la sucesión original.

Por ejemplo, tomemos la siguiente sucesión, que explicaremos más adelante: 0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 5, 6, 7, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4, 5, … podemos observar que si nos quedamos con el primer número y los que aparecen cada tres posiciones, o lo que es lo mismo, los números que están en las posiciones que son múltiplos de 3 más 1 (es decir, las posiciones 1, 4, 7, 10, 13, 16, etc) estos son de nuevo la sucesión original. Por lo tanto, esta sucesión es un ejemplo de sucesión autosemejante de razón 3.

Veamos algunos ejemplos concretos de sucesiones autosemejantes.

La sucesión de unos en la expresión binaria

Nuestro primer ejemplo es la sucesión que está formada por la cantidad de unos que tienen las expresiones binarias de los números enteros no negativos, es decir, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, … En la entrada Las bases de numeración o cómo hacer trucos de magia binarios [https://culturacientifica.com/2022/05/04/las-bases-de-numeracion-o-como-hacer-trucos-de-magia-binarios/] ya explicamos cómo se expresan los números en diferentes bases de numeración y cómo calcular esas expresiones, pero recordémoslo brevemente.

El sistema de numeración posicional moderno utilizado en casi todo el mundo es decimal, es decir, que tiene base 10 (véase el libro Los secretos de la multiplicación, de los babilonios a los ordenadores). Por lo tanto, consta de diez cifras básicas, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y todo número se puede representar con ellas al expresarlo en función de las potencias de 10. Por ejemplo, el número 3.457 tiene el valor de 3 veces la cantidad de 1.000, 4 veces la cantidad de 100, 5 veces la cantidad de 10 y 7 veces la unidad 1, que son las potencias de 10, a saber, 1.000 = 103, 100 = 102, 10 = 101 y 1 = 100.

En general, dada una base de numeración b –ya sea esta igual a 2, 3, 12 o 60- la representación posicional de cualquier número en la misma viene dada por una expresión d1d2…dr (donde los dígitos di –para i entre 1 y r– pertenecen a la familia de las b cifras básicas del sistema de numeración, que tienen valores entre 0 y b – 1) teniendo en cuenta que el número puede escribirse, de forma única, como

Por lo tanto, la representación del número está ligada a la base elegida. Así, si tomamos el sistema binario (b = 2) el anterior número se representa como (110110000001)2, ya que “3.457” = 211 + 210 + 28 + 27 + 1; en la base octal (b = 8) como (6600)8, porque “3.457” = 6 x 83 + 6 x 82; o en la base hexadecimal (b = 16), donde las cifras básicas son 0, 1, …, 9, A, B, C, D, como (D81)16, puesto que “3.457” = D x 162 + 8 x 16 + 1, donde estamos utilizando el subíndice de las representaciones (2, 8 y 16) para recordar que esa es una representación en esa base de numeración.

Como para la sucesión infinita que queremos calcular se necesitan las expresiones binarias de los números 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, …, entonces escribamos primero estas expresiones para los números.

La sucesión consiste en la cantidad de unos (1) en la expresión binaria de los números, luego la sucesión que se genera es:

0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, …

Esta sucesión (que es la sucesión A000120 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS [oeis.org]) resulta ser una sucesión autosemejante de razón 2, como se puede comprobar en la siguiente imagen.

La suma de los dígitos en base 3

Consideremos ahora la sucesión que consiste en expresar los números enteros no negativos (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, …) en base tres y sumar los dígitos que se han utilizado para expresar cada número. Para ello, empecemos expresando los números en base 3. Recordemos que ahora utilizamos las potencias de 3 y las cifras básicas son 0, 1, y 2.

Ahora sumemos los dígitos, en base 3, de los números, que vemos (para los primeros números) en la imagen anterior. La sucesión que nos queda es: 0, 1, 2, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 1, 2, 3, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 2, 3, 4, 3, 4, 5, 4, 5, 6, 3, 4, 5, 4, … (que es la sucesión A053735 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS [oeis.org]). Esta es la sucesión que habíamos considerado más arriba y que es una sucesión autosemejante de razón 3.

La sucesión fractal de Clark Kimberling

Esta sucesión la vamos a introducir primero siguiendo la explicación del divulgador científico estadounidense Clifford A. Pickover (1957), en su libro La maravilla de los números.

Para cada número natural n se consideran n tarjetas numeradas con los números 1, 2, 3, …, n – 1, n, que utilizaremos para definir el número que está en la posición n de la sucesión. Entonces, se colocan las tarjetas numeradas boca arriba (es decir, con los números para arriba) sobre la mano, ordenadas de forma natural y de manera que la tarjera con el número 1 esté abajo del montón y la tarjeta con el número n arriba. Por ejemplo, para n = 5 se consideran cinco tarjetas y se colocan sobre nuestra mano mirando (los números) hacia arriba, primero la tarjeta 1, sobre nuestra mano, luego la tarjeta 2 sobre la anterior, luego la tarjeta 3, después la 4 y finalmente la tarjeta 5 en la parte de arriba del montón.

A continuación, se realiza el siguiente proceso. Se toma la tarjeta que está arriba del montón y se pasa a la parte de abajo del montón, manteniéndola con la cara (el número) hacia arriba. La siguiente tarjeta en la parte de arriba del montón se coloca sobre la mesa, también con la cara hacia arriba. Y se continua con este doble movimiento. Es decir, la tarjeta de arriba del montón se pasa abajo del montón y la siguiente tarjeta a la mesa, sobre la tarjeta anterior. Y se repite el proceso hasta que las n tarjetas que teníamos sobre la mano pasen a la mesa. Entonces deberemos fijarnos en qué posición del montón de la mesa, empezando desde arriba, está la carta con el número n, que estaba originalmente en la parte de arriba del montón sobre nuestra mano. El número que nos da esa posición es nuestro número de la sucesión que estamos construyendo.

Por ejemplo, si tomamos n = 5 y tenemos las tarjetas numeradas sobre nuestra mano, boca arriba, que podemos expresar como (1, 2, 3, 4, 5), entendiendo que a la izquierda está la tarjeta colocada debajo de las demás y hacia la derecha las que están por encima. En el primer par de movimientos la tarjeta 5 pasa abajo y la tarjeta 4 a la mesa, quedando en nuestra mano (5, 1, 2, 3) y en la mesa (4). En el siguiente par de movimientos la tarjeta 3 pasa abajo, mientras que la tarjeta 2 va a la mesa, quedando en nuestra mano (3, 5, 1) y en la mesa (4, 2). En los dos movimientos siguientes en la mano queda (1, 3) y en la mesa (4, 2, 5). Después quedaría (3) en la mano y (4, 2, 5, 1). Finalmente quedarían las tarjetas sobre la mesa (4, 2, 5, 1, 3). Por lo tanto, nuestro número en la posición 5 de la nueva sucesión es el 3, ya que el número 5 está en la posición 3 desde arriba (en nuestra notación desde la derecha).

La sucesión que se genera de esta forma es

1, 1, 2, 1, 3, 2, 4, 1, 5, 3, 6, 2, 7, 4, 8, 1, 9, 5, 10, 3, 11, 6, 12, 2, 13, 7, 17, 4, 15, 8, 16, 1, …

Esta sucesión es autosemejante ya que si se elimina la primera aparición de cada número nos queda la sucesión original. De hecho, es una sucesión autosemejante de razón 2.

El matemático y músico estadounidense Clark Kimberling (1942) introduce esta sucesión de una forma más matemática, relacionada con las bases de numeración, que explicaremos de forma simplificada. En el caso de esta sucesión se toma la base 2, luego está relacionada con las potencias de 2. Para explicar la construcción de esta sucesión vamos a considerar la potencia de 2 más grande por la que dividimos a un número cualquiera y nos vamos a fijar en el resultado de esa división. Así, como 5 es un número impar no se puede dividir por ninguna potencia de 2, salvo 20 = 1, y el cociente es 5; 12 se puede dividir entre 22 = 4 y el resultado es 3; o 56 se puede dividir por 8 y el resultado es 7.

A continuación, vamos a colocar en la primera fila todos los números cuyo resultado, al dividir por la potencia de 2 más grande posible, es 1, que son todas las potencias de 2; en la segunda fila aquellos números cuyo resultado es 3; en la tercera fila aquellos para los que el cociente es 5; y así para todos los números. En la siguiente imagen se han escrito algunos de los números en sus respectivas filas.

Para crear la sucesión vamos tomando cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, … y nos quedamos con el número de fila en el que está el número, luego nos quedaría la siguiente sucesión 1, 1, 2, 1, 3, 2, 4, 1, 5, 3, 6, 2, … que es la misma sucesión que antes.

Una sucesión “sin razón”

Vamos a terminar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica viendo un sencillo ejemplo que nos muestra que no todas las sucesiones autosemejantes son sucesiones autosemejantes de razón d, para ninguna d.

La siguiente sucesión se define de la siguiente forma. Se trata de ir enumerando los números en orden decreciente, hasta 1, a partir de uno dado n. Para n = 1, solo es el número 1; para n = 2, sería 2, 1; para n = 3 tendríamos 3, 2, 1; para n = 4, sería 4, 3, 2, 1; y así se continúa para los demás números. La sucesión consiste en tomar todas esas listas decrecientes de números:

1, 2, 1, 3, 2, 1, 4, 3, 2, 1, 5, 4, 3, 2, 1, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, …

Si se elimina la primera vez que aparece cada número, lo cual ocurre cada vez más lejos, como se muestra en la siguiente imagen, se obtendrá de nuevo la sucesión original. Esta es la sucesión A004736 en la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS.

Bibliografía

1.- Tom Johnson, Rational Melodies, Editions 75, 1982.

2.- Carl Kimberling, Self-Containing Sequences, Fractal Sequences, Selection Functions, and Parasequences, Journal of Integer Sequences, Vol. 25, 2022.

3.- Carl Kimberling, Numeration systems and fractal sequences, Acta Arithmetica LXXIII, 2, 1995.

4.- Clifford A. Pickover, La maravilla de los números, MA NON TROPPO, 2002.

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 Sucesiones fractales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

No existen protocolos de rebobinado en el mundo macroscópico. Foto:  Sincerely Media / Unsplash

En el mundo macroscópico, los procesos físicos parecen desarrollarse en una dirección temporal; por ejemplo, los huevos pueden estar batidos pero no “desbatidos”. Sin embargo, en el ámbito cuántico, los procesos se pueden revertir utilizando los llamados protocolos de rebobinado. Aquí hay que tener cuidado con el lenguaje y las analogías macroscópicas. Esa reversión es más una vuelta al estado inicial, un reseteo, que un cambio en la dirección de la flecha del tiempo.

Ahora, David Trillo, estudiante de doctorado del grupo de Miguel Navascués en el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de Viena, y sus colegas han demostrado un protocolo de este tipo para sistemas cuánticos de dos niveles. Mientras que los enfoques anteriores tenían una baja probabilidad de éxito, este se puede hacer que funcione, lo que abre la puerta a aplicaciones prácticas.

El nuevo protocolo funciona haciendo que el sistema de destino evolucione a lo largo de una superposición cuántica de diferentes caminos. En algunos caminos, se permite que el sistema progrese libremente; en los demás, actúa sobre él una operación cuántica desconocida. La posterior interferencia de estos caminos hace que el sistema vuelva a su estado inicial. Sorprendentemente, este protocolo no requiere conocimiento del sistema de destino, su dinámica interna o la operación aplicada. Además, el reseteo es óptimamente eficiente y puede alcanzar una probabilidad de éxito arbitrariamente alta.

Los investigadores comprobaron el funcionamiento de su protocolo utilizando una compleja configuración óptica, en la que invirtieron la evolución de un sistema de dos niveles en forma de fotón con dos posibles estados de polarización. Destacan, sin embargo, que el enfoque no se limita a las plataformas fotónicas. Sugieren que esta capacidad de devolver un sistema cuántico a un estado pasado, de nuevo, resetear más que hacer que el tiempo cambie de dirección, con éxito garantizado tiene implicaciones para nuestra comprensión de la mecánica cuántica y podría tener aplicaciones en muchas áreas de la tecnología de la información cuántica.

Referencias:

Trillo et al. (2023) Universal quantum rewinding protocol with an arbitrarily high probability of success Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.110201

D.P. Schiansky et al. (2023) Demonstration of universal time-reversal for qubit processes Optica doi: 10.1364/OPTICA.469109

R. Wilkinson (2023) Hitting Rewind on Quantum Processes Physics 16, s34

F.R. Villatoro (2023) Podcast CB SyR 405: Agujero negro, CARMENES DR1, blázar y rebobinado cuántico La ciencia de la mula Francis

Para saber más:

Un observador cuántico de lo más útil
La carrera hacia la supremacía cuántica
Incompletitud y medida en física cuántica (serie)

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

El artículo Rebobinado cuántico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La Tierra y Venus son dos planetas que, a pesar de tener un tamaño y una composición similares, han seguido caminos muy diferentes en cuanto a su evolución geológica y atmosférica, hasta tal punto que en apariencia podríamos decir que se parecen muy poco. Las temperaturas infernales en su superficie -en contraposición a la temperatura de nuestro planeta que permite agua líquida y la presencia de vida-, la ausencia de una tectónica de placas -¿es, precisamente, la tectónica de placas una propiedad emergente en los planetas rocosos o la Tierra es una rareza?- y las escasas pruebas de la existencia de volcanes activos a pesar de que, por sus similitudes con la Tierra todavía debería ser un planeta activo, dibujan una imagen de Venus extraño para lo que esperaríamos de un “gemelo” de nuestro planeta.

En los últimos años -especialmente durante la última década- está empezando a cambiar nuestra visión sobre Venus, no solo a través de los datos de las misiones más recientes, sino también a través del estudio y reinterpretación de datos tomados hace más de treinta años y que empiezan a arrojar algo de luz sobre la actividad geológica de este planeta.

Aunque en algunas cosas seamos similares, hay formas como estas “tortitas” venusianas -llamadas pancake domes en inglés- que no tienen equivalente terrestre, y que se piensa que son domos de lava, que en este caso tienen en torno a unos 65 kilómetros de diámetro y menos de uno de altura, con un techo muy plano. Imagen cortesía de NASA/JPL.

Y es que el hecho de que no observemos actividad geológica no significa que esta no exista: Venus supone un verdadero quebradero de cabeza para observar lo que ocurre de una manera directa, ya que su superficie perpetuamente cubierta por las nubes impide la observación en longitudes de onda visibles, por lo que hay que depender de misiones que lleven un radar -capaz de tomar imágenes de su superficie a pesar de las nubes- o de algunas ventanas del infrarrojo.

Hablar de misiones que sean capaces de aterrizar en su superficie todavía es un reto técnico mayúsculo, con temperaturas que pueden superar los 450 °C y una presión atmosférica 90 veces superior a la de la Tierra, lo que limita mucho la vida de este tipo de misiones. De hecho, en los últimos años estamos viendo propuestas no tanto para misiones que se muevan por su superficie, sino a través de la atmósfera -como por ejemplo, globos- donde las condiciones garantizan una mayor supervivencia y desde donde también se podrían tomar una gran cantidad de datos e incluso detectar la actividad geológica a través del uso de infrasonidos.

Lo que si está claro es que en el planeta algo ocurre para que su superficie se vaya rejuveneciendo con el tiempo, y una de las explicaciones más favorables es la de la actividad volcánica, que a través de coladas de lava y otros fenómenos vaya cambiando su aspecto, aunque a pesar de esto los volcanes hayan permanecido muy elusivos a nuestras observaciones.

Y es que desde el año 2010 han ido apareciendo una serie de pistas que apuntan a la existencia en la actualidad de volcanes activos: La existencia de puntos calientes -en el infrarrojo- sobre zonas montañosas similares en morfología a los volcanes terrestres y que indicarían la presencia de coladas recientes en la superficie, la variable concentración de dióxido de azufre en la atmósfera de Venus -un gas que en la Tierra está relacionado con la actividad volcánica- y, por último, el polémico fosfano y que algunos autores sugieren que su origen no tenía nada que ver con la vida y que podría formarse a partir de los gases emitidos a la atmósfera durante erupciones explosivas capaces de inyectar compuestos con fosfato en las capas altas de la atmósfera.

Pero la prueba publicada la pasada semana en la revista Science es una de las evidencias más importantes en favor de la existencia de las erupciones volcánicas en la actualidad. Las imágenes de radar tomadas por la sonda Magellan a principios de la década de los 90, parecían esconder todavía algunas sorpresas.

Reconstrucción tridimensional de Maat Mons, efectuada con los datos de la misión Magellan. Este volcán en escudo es similar en altura a los volcanes terrestres, pero tiene un diámetro mucho mayor. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech.

Comparando imágenes tomadas en momentos diferentes por el radar de la sonda, los científicos se dieron cuenta de que entre febrero y octubre de 1991, habían ocurrido una serie de cambios en Maat Mons. Este es un volcán en escudo que se eleva casi 5 kilómetros sobre la llanura que lo circunda y que en los últimos años había atraído el interés científico porque tanto su morfología como la de las coladas que caían ladera abajo parecían indicar actividad en tiempos recientes.

¿Qué tipo de cambios han observado los científicos? Pues entre las dos imágenes se ha podido comprobar como uno de los cráteres del volcán ha cambiado de tamaño y de forma -agrandándose en este caso de una extensión inicial de 2.5 kilómetros cuadrados a unos casi 4 kilómetros cuadrados- y en el que los científicos piensan que podría haber habido un lago de lava durante los ocho meses que separan ambas imágenes.

Comparación de las dos imágenes de la Magellan donde se pueden observar estos cambios. Se aprecia perfectamente el cambio en la morfología del cráter. Cortesía de Robert Herrick/UAF.

Hay otra explicación alternativa y es que el agrandamiento de este cráter podría haber sido por un simple colapso de sus paredes debido a la propia inestabilidad del edificio volcánico o por un terremoto de origen tectónico, pero en nuestro planeta colapsos de este tipo y tamaño suelen ir cercanos en el tiempo a una erupción volcánica.

También en la segunda imagen, la de octubre, aparecen lo que podrían ser unas nuevas coladas de lava ladera abajo, aunque desgraciadamente, y debido a la resolución y ángulo de incidencia de las imágenes, no se puede descartar que ya estuviesen ahí y que simplemente destaquen más en la segunda imagen.

Si todo va bien, a principios de la próxima década podríamos tener dos nuevas misiones, VERITAS y EnVision en la órbita de Venus capaces de resolver algunas cuestiones sobre la actividad geológica del planeta, con radares de apertura sintética capaces de obtener imágenes de su superficie -y poder estudiar cambios- a una resolución sin precedentes en comparación con las que tenemos de misiones anteriores aunque quien sabe si todavía seremos capaces de encontrar mayores sorpresas escondidas en los datos de antiguas misiones planetarias.

Referencias:

Marcq, Emmanuel, Jean Loup Bertaux, Franck Montmessin, and Denis Belyaev. “Variations of Sulphur Dioxide at the Cloud Top of Venus’s Dynamic Atmosphere.” Nature Geoscience 6, no. 1 (2013): 25–28. https://doi.org/10.1038/ngeo1650.

Bains, William, Oliver Shorttle, Sukrit Ranjan, Paul B. Rimmer, Janusz J. Petkowski, Jane S. Greaves, and Sara Seager. “Only Extraordinary Volcanism Can Explain the Presence of Parts per Billion Phosphine on Venus.” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 119, no. 7 (2022): 2–3. https://doi.org/10.1073/pnas.2121702119.

Herrick, Robert R, and Scott Hensley. “Surface Changes Observed on a Venusian Volcano during the Magellan Mission” 7735 (2023): 1–7. doi: 10.1126/science.abm7735

Shalygin, E. V., A. T. Basilevsky, W. J. Markiewicz, D. V. Titov, M. A. Kreslavsky, and Th Roatsch. “Search for Ongoing Volcanic Activity on Venus: Case Study of Maat Mons, Sapas Mons and Ozza Mons Volcanoes.” Planetary and Space Science 73, no. 1 (2012): 294–301. https://doi.org/10.1016/j.pss.2012.08.018.

Smrekar, Suzanne E., Ellen R. Stofan, Nils Mueller, Allan Treiman, Linda Elkins-Tanton, Joern Helbert, Giuseppe Piccioni, and Pierre Drossart. “Recent Hotspot Volcanism on Venus from VIRTIS Emissivity Data.” Science 328, no. 5978 (2010): 605–8. https://doi.org/10.1126/science.1186785.

Bains, William, Oliver Shorttle, Sukrit Ranjan, Paul B Rimmer, Janusz J Petkowski, Jane S Greaves, and Sara Seager. “Venusian Volcanoes,” 2022, 1–18.

Cordiner, M. A., G. L. Villanueva, H. Wiesemeyer, S. N. Milam, I. de Pater, A. Moullet, R. Aladro, et al. “Phosphine in the Venusian Atmosphere: A Strict Upper Limit From SOFIA GREAT Observations.” Geophysical Research Letters 49, no. 22 (2022). https://doi.org/10.1029/2022GL101055.

Basilevsky, A. T., E. V. Shalygin, D. V. Titov, W. J. Markiewicz, F. Scholten, Th Roatsch, M. A. Kreslavsky, et al. “Geologic Interpretation of the Near-Infrared Images of the Surface Taken by the Venus Monitoring Camera, Venus Express.” Icarus 217, no. 2 (2012): 434–50. https://doi.org/10.1016/j.icarus.2011.11.003.

Zhang, Xi. “On the Decadal Variation of Sulphur Dioxide at the Cloud Top of Venus” 9, no. 2012 (2014): 2–3.

Para saber más:

Los volcanes de Venus
Lo que Venus, el gemelo infernal de la Tierra, podría enseñarnos sobre lo que hace a un planeta habitable
Vulcanismo y habitabilidad planetaria

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

El artículo ¿Es esta la prueba definitiva de que Venus tiene volcanes activos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Kurt Gödel ayunó hasta morir de inanición.

Lo primero que ocurre cuando una persona ayuna es que su metabolismo cae. Quienes ayunan reducen su actividad o, incluso, dejan de realizar cualquier actividad que no sea imprescindible. Pero la bajada del metabolismo no solo obedece al descenso de actividad; la tasa metabólica en condiciones de reposo también cae. La frecuencia de latido cardiaco se reduce. La temperatura corporal baja de 37 C a 35,5 C. Los músculos pierden masa; también el cardiaco. El hígado y los riñones también adelgazan. Solo el encéfalo mantiene su volumen. Esto implica que ciertos procesos que, en principio, son necesarios o muy convenientes para el organismo, dejan de ejecutarse o cursan con menor intensidad. La caída de la actividad metabólica es, además, mayor que la que correspondería a la pérdida de masa corporal que, necesariamente, ha de producirse en ayunas. De esta forma se ahorran reservas de energía que pueden resultar esenciales más adelante.

El metabolismo se ralentiza debido, principalmente, a una reducción en la secreción de la hormona tiroidea, especialmente la forma activa llamada T3 o triyodotironina. Es muy probable que este descenso se deba, a su vez, a una menor secreción de leptina por los adipocitos. La leptina es una adipocina, una proteína que informa acerca de la situación de las células que la producen. Los adipocitos son las células que almacenan grasa en el organismo y son, además, los principales productores de leptina. Cuando están cargados de lípidos, la liberan a la sangre, llega al hipotálamo –en el encéfalo– e induce una disminución del apetito. Además, también promueve la liberación, por la glándula hipófisis –vecina y socia del hipotálamo–, de la hormona que estimula la glándula tiroides. Como consecuencia, aumenta la liberación de la T3, por lo que sube el metabolismo y, por ende, la producción de calor. Si bajan los niveles de lípidos en esos mismos adipocitos, estos liberan menos leptina, de manera que el apetito aumenta y el metabolismo disminuye. Quienes ayunan tienen frío.

El glucógeno, que es la reserva de carbohidratos de los animales, se agota en 24 horas en el hígado, que es quien surte al encéfalo de glucosa, y seguramente en una semana en el músculo. Junto con la reducción del metabolismo global, también se ahorran proteínas porque, en proporción a carbohidratos y grasas, se catabolizan menos. Como consecuencia, los depósitos de grasa pasan a ser el principal –casi el único–suministro de energía. De hecho, la supervivencia de las personas que ayunan depende de la magnitud de esos depósitos. Cuando se terminan los lípidos, ya solo quedan proteínas para poder obtener energía, por lo que se produce un rápido uso de estas; y como muchas cumplen funciones esenciales para la supervivencia, la muerte sobreviene rápidamente.

No es fácil prever cuánto tiempo puede permanecer con vida una persona en ayunas, porque hay muchos factores que influyen, especialmente su estado de salud antes del ayuno y el volumen de sus reservas lipídicas. Suponiendo que una persona de 70 Kg y unas reservas de grasa de 18 Kg (el 25% de su peso) decide ayunar. Tendría, de partida, unas reservas de unos 700 megajulios (un megajulio es un millón de julios: MJ); por otro lado, al ayunar, el metabolismo bajaría del valor normal en reposo (10 MJ/día) a 7 MJ/día. Por tanto, las reservas podrían durar alrededor de 100 días. Bobby Sands, un militante encarcelado del IRA que, junto con otros compañeros, hizo una huelga de hambre en 1981, falleció tras 66 días ayunando. Lo más probable es que Sands empezase la huelga con menos grasa que esos 18 Kg considerados en el supuesto teórico.

Para saber más:

Para perder peso y no recuperarlo
Límite energético a la actividad humana

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 Ayuno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La meteorología influye nuestra vida cotidiana, esto no es ninguna novedad. Pero, en ocasiones, acontecimientos meteorológicos en conjunción con personas extraordinarias dan lugar a conexiones meteorológicas extraordinarias.

José Miguel Viñas es meteorólogo y autor de varios libros de divulgación meteorológica.

 



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Más sobre el tema:

Pirocúmulos, los temibles aliados de los incendios forestales

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

El artículo Naukas Bilbao 2022: Conexiones meteorológicas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Según el informe que elabora anualmente el Observatorio del Suicidio en España, en 2021 han fallecido por suicidio 4.003 personas, una media de 11 personas al día (75 % hombres, 25 % mujeres). Así, 2021 se convierte en el año con más suicidios registrados desde que se tienen datos (año 1906). Esas cifras suponen un aumento del 1,6 % frente a las de 2020 (cuando ya había habido un aumento del 7,4 % con respecto a 2019). En menores de 15 años ha habido un aumento del 50 % con respecto a 2020 (pasando de 14 a 22 -14 chicos y 8 chicas-). Esa es, en este momento, la principal causa de muerte en la juventud (entre 15 y 29 años).

A las muertes por suicidio hay que añadir los intentos de suicidio y la ideación suicida. Según cálculos de la OMS, existirían unos 20 intentos por cada suicidio, mientras que, según otros estudios epidemiológicos, la ideación podría afectar, a lo largo de la vida, a un porcentaje de entre el 5 % y el 10 % de la población española.

Esos son los datos «duros» del año pasado, datos que ponen en evidencia que el suicidio es un problema de salud pública de primer orden, un problema que está afectando de manera importante a adolescentes y jóvenes, y un problema en el que todas las personas estamos implicadas.

Foto: Andreea Popa / Unsplash

Cuando nos asomamos a la realidad de la conducta suicida, tenemos que considerar varias cuestiones fundamentales.

En primer lugar, hay que considerar el ‘continuum’ cuyo final es el suicidio consumado, especialmente porque es en ese ‘continuum’ en el que vamos a poder ayudar a las personas que sufren. Así, hablaríamos de:

1. Ideación suicida. Una fase puramente cognitiva, formada por pensamientos acerca del suicidio, como pensar que la vida no merece la pena, tener preocupaciones autolesivas o crear un plan específico de muerte.
2. Comunicación suicida. Consiste en la transmisión a otros del deseo, el pensamiento o la intención de acabar con la propia vida. Está situado entre la ideación y la conducta, y se puede realizar de manera verbal o no verbal y sin la aparición de lesiones.
3. Conducta suicida. Es el acto propiamente dicho en el que la persona se inflige daño intencionadamente y con el fin de quitarse la vida. Puede que lo consiga o que no lo consiga, tratándose entonces de una tentativa de suicidio.

Además, existen otras conductas como las ‘autolesiones no suicidas’, que son lesiones autoinfligidas de manera intencional con la expectativa de que la lesión conlleve un daño físico leve o moderado. Su misión es aplacar el dolor psicológico (aliviar un sentimiento negativo, resolver una dificultad interpersonal) a través del dolor físico. Muchas veces, esas autolesiones suponen un entrenamiento para soportar el dolor físico y, como tal entrenamiento, suponen un riesgo más para la conducta suicida.

En segundo lugar, no podemos olvidar que el suicidio es un fenómeno multicausal, una conducta compleja y multifactorial, en la que confluyen diferentes factores de riesgo, factores de protección, factores precipitantes, distintas vulnerabilidades, factores contextuales, etc. En cada uno de esos factores existe un espacio de ayuda que puede cambiar la conducta última, porque el suicidio es un fenómeno ambivalente, en el que existe a la vez el deseo de dejar de sufrir (morir) y el deseo de vivir.

Por otro lado, es esencial recordar que, si bien es un acto individual, humano, en él intervienen múltiples factores que no siempre son individuales. Lo que sí nos encontramos siempre es que la persona se ve superada en sus recursos y en sus competencias para afrontar la realidad que le toca vivir; por tanto, y nuevamente, existen espacios de ayuda que pueden ser identificados.

Por último, aunque el paso al acto es impulsivo, el suicidio tiene en la gran mayoría de los casos una planificación previa, que puede ser detectada o no. Muchas veces es difícil de detectar, porque el sufrimiento es privado y la persona intenta superarlo por sus propios medios, aunque no lo consigue. Aprender a detectar las señales de alarma nos ayuda a poder intervenir de manera preventiva, aunque no seamos expertos en salud mental.

Mitos sobre el suicidio

Existen también una serie de mitos que funcionan en la sociedad en general. Algunos de esos mitos señalan que «el que se quiere matar no lo dice» y que «el que dice que se va a matar no lo hará». Sin embargo, un número significativo de personas con ideación suicida expresa claramente sus propósitos y otras muchas lo dejan entrever directa o indirectamente. Es fundamental detectar esas señales de alarma. La realidad es que 6 de cada 10 personas piden ayuda de una u otra manera en la misma semana de su suicidio y que 2 de cada 10 la piden el mismo día.

Otro mito es que «quien habla de su intención de morir en realidad lo que hace es una manipulación del entorno o una búsqueda de atención». Algunas personas amenazan o intentan suicidarse como una súplica desesperada para que los demás sepan que tienen un dolor insoportable, que no pueden afrontarlo en soledad y que necesitan ayuda. Es posible que no conozcan otras formas de expresar esos sentimientos, que crean que a nadie le importa o que nadie les puede ayudar. Las personas en crisis suicida necesitan atención y apoyo, independientemente de cómo expresen esa necesidad. También hay quien piensa que «el suicidio es un acto egoísta», cuando la realidad es que muchas personas que intentan suicidarse se sienten una carga para sus familias y precisamente quieren liberarles de ella.

Otra idea compartida socialmente que impide dar una ayuda efectiva es que «quien se quiere matar al final lo va a hacer». Sin embargo, sabemos que los pensamientos suicidas suelen ser a corto plazo y específicos de la situación, por lo que no son permanentes. La desesperanza, que siempre está presente, provoca una constricción en la visión de la vida, en la visión de sí mismo y del entorno, facilitando y potenciando la visión en túnel que señala que no hay salida, que nada va a cambiar y que el dolor será permanente. Podemos ayudar a cambiar esa visión conociendo cuáles son los factores de riesgo y de protección que tiene cada persona, ayudándola a detectar posibles desencadenantes, a encontrar otras alternativas de solución de problemas, a establecer conjuntamente un plan de intervención en crisis. Nadie puede, en soledad, con los avatares de la vida. Frente a la desconexión de la persona en crisis suicida, nuestra convicción de que podemos ayudarle es muchas veces la luz al final del túnel.

Otra creencia errónea, ampliamente compartida por la sociedad en general, es que hablar del suicidio con personas que pueden estar en una situación vital complicada les va a dar ideas que antes no tenían y puede precipitar esa decisión. Sin embargo, hay evidencia de que hablar y escuchar a una persona con ideación suicida puede reducir su miedo y angustia, eliminar la sensación de soledad y aislamiento, reducir el estigma, permitirle buscar ayuda y comenzar un camino hacia la recuperación. Es bueno hacerle saber a alguien que hemos notado que no está bien, que está luchando para estar mejor y preguntarle si tiene pensamientos suicidas. Al ponerlo en común abierta y honestamente estamos ayudando a la persona a dar los primeros pasos para obtener la ayuda que necesita. La escucha activa es crucial para hablar sobre el suicidio.

El suicidio se puede prevenir

Por tanto, podemos decir abiertamente que el suicidio sí se puede prevenir. No hace falta ser una persona experta en salud mental, no hace falta ser personal sanitario. Hace falta no mirar para otro lado cuando detectamos a una persona vulnerable, hace falta dejarle hablar, escuchar con respeto, facilitarle que conecte con los recursos de ayuda profesional, a veces puede hacer falta ayudarle a mantenerse a salvo hasta que llegan los recursos especializados y siempre es necesario hacerle saber que no está sola y que podemos ayudarla.

Sobre la autora: Patricia Insúa es profesora titular del Departamento de Procesos Psicológicos Básicos y Directora del Servicio de Atención Psicológica de la UPV/EHU

Este texto apareció originalmente en campusa

Para saber más:

El peor enemigo de la prevención del suicidio
Prevención de la conducta suicida en jóvenes usando perros

El artículo Podemos prevenir el suicidio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

En la era de la digitalización en la que nos encontramos, cada vez es menos frecuente tener que enviar cartas o paquetes por correo postal, lo que hace que esas estampitas generalmente rectangulares, con letras, dibujos y colores que llevan impreso su precio y que pegamos, normalmente a lengüetazos, en los sobres también pierdan su función principal, quedando casi relegados a artículos de coleccionismo. Lo cual sería una pena, ya que hasta en los sellos postales podemos encontrar mucha Geología. Y no hace falta tener que irnos muy lejos para encontrarla.

Es muy habitual que, cada año, Correos lance tiradas de sellos conmemorativos celebrando alguna efeméride importante o dedicada a alguna temática en concreto, y desde hace años también se acuerdan de las Ciencias de la Tierra. Así que os voy a llevar a un repaso temporal de la filatelia española más geológica.

Sellos de la tirada Minerales de España de 1994 con cuatro minerales icónicos en el desarrollo minero e industrial español y la sala central del Museo Geominero de Madrid. Imagen tomada de Correos.es

Entre los años 1994 y 1996 nos encontramos con la primera serie de Minerales de España emitida por la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre. La tirada de 1994 consistía en cinco sellos en los que podíamos encontrarnos con la sala principal del Museo Geominero, situado en la sede central del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) en Madrid, y con cuatro minerales muy comunes en territorio español y que han marcado nuestro desarrollo minero e industrial a nivel histórico: cinabrio (HgS), pirita (FeS2), esfalerita (ZnS) y galena (PbS). Por su parte, en 1995 fue el turno de la fachada de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería (ETSI) de Minas de Madrid y de los minerales dolomita (CaMg(CO3)2) y aragonito (CaCO3). Finalmente, en 2016 se emitió un sello dedicado al mineral fluorita (CaF2) en su variedad ámbar, llamada así por su coloración anaranjada, y a la lámpara de seguridad utilizada en las antiguas minas asturianas.

Sello homenaje al Plan MAGNA, o Mapa Geológico Nacional, emitido en 2003. Imagen tomada de Correos.es

La primera efeméride geológica inmortalizada en forma de sello conmemorativo aparece en 1999. Se trata de la celebración del 150 aniversario de la creación, por parte de la reina Isabel II, de la Comisión para la Carta Geológica de Madrid y General del Reino. Esta comisión fue el germen del actual IGME y su principal función fue la realización del primer mapa geológico de España. Y en 2003 tenemos una nueva conmemoración geológica muy similar con la emisión de un sello homenaje al Plan MAGNA, acrónimo de Mapa Geológico Nacional. Sin entrar mucho en detalle, este plan o proyecto geológico a gran escala consistió en una actualización muy detallada de toda la cartografía geológica de España realizada por el IGME entre los años 1970 y 1971. Este hito geológico también ha quedado, nunca mejor dicho, sellado para la posteridad.

Sellos emitidos en 2012 por la tirada Ciencia dedicados a la Geología y a la Paleontología. Imagen tomada de Correos.es

Hay que dar un pequeño salto en el tiempo, hasta 2012, para encontrarnos de nuevo con las Ciencias de la Tierra decorando los sobres postales. Se produjo con la tirada de la serie Ciencia, en la que se editó un sello dedicado a la Geología, con un diseño de capas de colores que recuerdan a la disposición de las rocas en la corteza terrestre, y otro sello dedicado a la paleontología, con un par de fósiles de trilobites preservados en unos estratos.

Tirada de sellos dedicada a Dinosaurios Ibéricos emitida en 2016. Imagen tomada de Correos.es

Pero estos no han sido los únicos fósiles filatélicos de nuestra historia. En el año 2015 se lanzó la primera tirada de la serie Dinosaurios, con unos sellos bastante particulares, ya que todos incluyen realidad aumentada y algunas otras sorpresas. Así nos encontramos con un Triceratops y un Diplodocus en 3D, un Anquilosaurio con efecto escamas y un Tiranosaurio con efecto esqueleto fosforescente. Pero si estos sellos nos parecen bastante particulares, en 2016 se emitió la segunda tirada de esta serie, con cuatro nuevos géneros de dinosaurio, esta vez autóctonos de la Península Ibérica, que tampoco son, precisamente, un trozo de papel impreso sin más. Conocemos así al dinosaurio turolense Europelta, cuyo sello está impreso con una técnica conocida como impresión lenticular, que proporciona una sensación de movimiento a la imagen. Además, tenemos a su paisano Proa, cuya imagen aparece en 3D. Y al Turiasaurus, también oriundo de Teruel y en el que se ha usado una tinta termocrómica que cambia de color cuando se somete a cambios de temperatura. Finalmente, el cuarto dinosaurio de esta serie es un Pelecaniminus oriundo de Cuenca estampado con tinta holográfica.

Para terminar este repaso geofilatélico, en los últimos años ha vuelto a relanzarse la serie de Minerales de España, con la emisión de un sello dedicado al azabache, una variedad de carbón, en el año 2020, y, de nuevo, a la pirita en 2022.

Sin duda la Geología, en todas sus vertientes, está en todo lo que nos rodea. Incluso nos la podemos encontrar en el frontal de un sobre de correos cuando recibimos una carta.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Sellos muy geológicos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

 

«No me imagino una vida más plena que una vida dedicada a la matemática»

Augustin Louis Cauchy

Augustin Louis Cauchy (1789-1857) fue un matemático francés, uno de los más prolíficos de todos los tiempos en esta disciplina científica. Investigó en todas las áreas matemáticas de su época, siendo pionero en análisis; entre otros, introdujo las funciones holomorfas, los criterios de convergencia de series y las series de potencias.

Composición realizada con la imagen de Cauchy (Wikipedia) y capturas de pantalla del artículo que se cita a continuación (Gallica).

En 1840, en la nota Sur les moyens d’éviter les erreurs de calculs numériques (Sobre la manera de evitar errores de cálculo numérico) publicada en los Comptes-Rendus de l’Académie des Sciences, Cauchy proponía una manera diferente de escribir los números usando dos tipos de dígitos, uno positivo y el otro negativo.

Imaginemos que, en un número escrito en cifras, se coloca el signo sobre la cifra correspondiente a las unidades de cierto orden para expresar que las unidades de ese orden deben tomarse efectivamente con el signo −. Podremos distinguir en cada número dos especies de cifras, algunas positivas, y las otras negativas. […] Con este planteamiento, obviamente podremos escribir cualquier número con dígitos cuyo valor numérico sea como máximo igual a 5.

En esta nueva notación propuesta por Cauchy, los números del 1 al 20 pueden escribirse como se indica en la siguiente tabla:

Tabla de los 20 primeros números naturales con la notación de Cauchy.

 

La escritura de un número con la notación de Cauchy no es única. Por ejemplo, el número 55 puede escribirse de estas tres maneras diferentes:

Para encontrar el opuesto de un número con la notación de Cauchy, basta con poner una barra sobre los números que no la tenían y eliminarla de aquellos que sí la llevaban (se cambia el signo de las operaciones indicadas en la escritura de Cauchy, al ser la suma de un número y su opuesto igual a 0).

Sumando números con la notación de Cauchy

Sumar no es difícil con la notación propuesta por el matemático francés. Debajo se muestra una tabla de sumar.

Restar dos números consiste en sumar al minuendo el opuesto del sustraendo. Como ya sabemos la manera de calcular el opuesto de un número con la notación de Cauchy, basta con entender y aplicar las reglas de la suma.

Cambio de una forma de numeración a la otra

Para pasar de la notación usual a la notación de Cauchy basta con sustituir en el número dado cada secuencia continua de cifras positivas mayores que 4 por cifras negativas que forman, en valor absoluto, el complemento aritmético de esta sucesión, y añadir a la cifra que la precede una unidad. Si el último dígito de la secuencia es 5, podríamos ignorarlo y excluirlo de ella. Se muestra un ejemplo debajo (los números en la notación usual están en negro y con la notación de Cauchy en rojo para entender mejor la operación):

Inversamente, para transformar un número con la notación de Cauchy en un número con la notación estándar, basta con reemplazar cada secuencia continua de números negativos por el complementario aritmético de esta secuencia, y disminuir en una unidad la cifra positiva que le precede. Se muestra un ejemplo debajo:

La multiplicación con la notación de Cauchy

En su artículo, Cauchy explica que, como con su notación las cifras no sobrepasan el 5, la tabla de multiplicar puede reducirse a la cuarta parte de su extensión habitual, y basta con efectuar multiplicaciones parciales por 2, 3, 4 = 2 x 2 y 5 = 10/2. El matemático recuerda, además, que el producto de dos cifras de la misma especie (ambas positivas o ambas negativas) es siempre positivo, mientras que el producto de dos cifras de distinta especie (uno positivo y otro negativo) será negativo. Así, se obtiene de este modo una sencilla tabla de multiplicar.

 

Dos números se multiplican de la misma manera en la que lo hacemos con la notación habitual, y usando las tablas de sumar y multiplicar que se han introducido antes. Para la división, de nuevo, basta con actuar como tenemos costumbre, con las nuevas reglas aprendidas.

¿Por qué esta notación?

Cauchy no pretendía sustituir el método clásico de numeración por el suyo, proponía usarlos en paralelo. Comentaba, de hecho, en su nota en los Comptes-Rendus de l’Académie des Sciences:

[…] Para poder ofrecer el resultado de un cálculo como digno de ser adoptado con confianza, lo que debe hacerse no es repetir el mismo cálculo dos veces siguiendo la misma ruta, dado que es bastante natural que uno vuelva a caer en un error ya cometido. Por el contrario, es determinar todo de tal manera que, por medio de dos sistemas de operaciones muy distintos, lleguemos de nuevo a resultados idénticos.

Referencias

• Gérard Grancher, Compter comme Cauchy ou diviser par 4 la taille des tables de multiplication, Café des maths, Images des mathématiques, 14 de agosto de 2020

• Augustin Louis Cauchy (1840). Sur les moyens d’éviter les erreurs de calculs numériques, Comptes-Rendus de l’Académie des Sciences 11, 789-798, 826 [en Gallica, Œuvres complètes, série 1, tome 5, 431-442].

Para saber más:
De la grandeur a las matemáticas puras

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

El artículo Calculando con los números escritos “a la Cauchy” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

En salinas, salares, en desiertos y lagos secos se encuentran patrones de polígonos entrelazados formados por crestas estrechas que crecen sobre un suelo con una costra de sal. El origen de estos polígonos, de unos pocos metros de ancho, no tiene una explicación que justifique su tamaño y forma distintivos. Ahora un equipo de investigación cree que puede explicar cómo se forman estos patrones a través de la interacción entre el fluido que se mueve en el suelo y el fluido que se evapora en la superficie. El nuevo trabajo parece ofrecer una explicación unificadora del crecimiento de estos polígonos en una amplia gama de condiciones físicas diferentes.

Foto: Mahdi Kalhor / Wikimedia Commons

Los polígonos de sal se forman en regiones donde la tasa de evaporación del agua del suelo excede significativamente la tasa de precipitación. En esos lugares la evaporación en la superficie se equilibra con un flujo continuo de agua subterránea de fuentes más distantes, como montañas cercanas. Esta agua sube a la superficie y provoca una evaporación continua, incluso en ausencia de lluvias, y deja un residuo de sal. Pero sigue siendo un misterio por qué estos residuos se forman en crestas que trazan patrones poligonales. También es desconcertante por qué los patrones resultan ser tan similares dondequiera que ocurran, a pesar de las diferencias locales en geología, química de la sal y condiciones ambientales.

Para encontrar una explicación los investigadores desarrollaron un modelo matemático de los procesos que ocurren justo debajo de la superficie. Este modelo, basado en la dinámica de fluidos y otros principios geofísicos, predice que el lecho de un lago seco típico desarrollará una capa de fluido muy rica en sal cerca de su superficie como resultado del residuo salado que se encuentra encima.

Esta capa salada densa descansa inestablemente sobre un fluido menos denso que se encuentra debajo. Si la fuerza impulsora de la evaporación es suficientemente fuerte, se desarrolla un flujo convectivo en el fluido: el agua más salada se hunde y el agua menos salada sube, lo que genera columnas de fluido que fluyen hacia arriba y hacia abajo, como las que aparecen en el agua hirviendo. Usando parámetros de fluidos característicos de los lechos de lagos salados reales, los investigadores predicen que estos ciclos convectivos tendrán aproximadamente entre 1 y 2 m de ancho, sospechosamente similares a los tamaños de los polígonos observados.

Las simulaciones muestran que los ciclos convectivos finalmente generan un conjunto de columnas estrechas de agua de alta salinidad que descienden de la superficie. Estos penachos luego forman una red poligonal cerrada de láminas verticales descendentes que rodean zonas de fluido ascendente.

Esta red de ciclos convectivos impulsa la formación de las crestas de sal. En el interior de cada celda de convección, donde el agua de baja salinidad fluye hacia arriba, la costra de sal crece más lentamente porque está en contacto con agua menos salada. En contraste, en los límites de las celdas ubicados directamente sobre las láminas de afloramiento, una mayor cantidad de sal fluye hacia arriba la costra. Como resultado, las crestas estrechas crecen rápidamente y construyen el patrón de red poligonal.

Para comprobar el modelo el equipo realizó simulaciones detalladas y las comparó con las mediciones realizadas en lugares reales. Excavando debajo del patrón de crestas encontraron evidencia de penachos salados que fluyen hacia abajo, exactamente como predice el modelo, con agua menos salada que fluye hacia arriba en los centros planos de los polígonos. En general, los investigadores descubrieron que su modelo podía explicar no solo los patrones emergentes básicos, sino también las escalas de longitud clave: los anchos de las células convectivas y las crestas de sal.

Referencias:

Jana Lasser, Joanna M. Nield, Marcel Ernst, Volker Karius, Giles F. S. Wiggs, Matthew R. Threadgold, Cédric Beaume, and Lucas Goehring (2023) Salt Polygons and Porous Media Convection Phys. Rev. X doi: 10.1103/PhysRevX.13.011025

Mark Buchanan (2023) Why Death Valley Is Full of Polygons Physics 16, 31

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

El artículo Polígonos de sal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.