Sareko iturriak

Estibalitz Txurruka Alberdi, Ziortza Barroeta Legarreta, Alvaro Fanjul Miranda

Antxoa europarra (Engraulis encrasicolus), mundu mailako hirugarren espezie arrantzatuena da, Ipar Itsasotik Mediterraneora arte. 2005 eta 2010. urte bitartean bere arrantza debekatuta egon zen zenbait urtez jarraian erreklutamendua baxua izan zelako. Egoera hori berriz gerta ez dadin, haiengan eragina duten eragileak eta haien populazioaren egoera kontutan izatea garrantzitsua da.

Urtero helduen taldera gehitzen diren indibiduo kopuruak badu inportantzia. Hau da, populazioaren dinamikarako erreklutamendua garrantzitsua da, erreklutatuko diren gazte hauen hilkortasunean faktore biotiko zein abiotikoek eragiten dute. Bestetik, indibiduoen energia erreserbak ere garrantzitsuak dira, izan ere, erreserba hauek desfaboragarriak diren inguruneko baldintzei aurre egiten laguntzen baitie, oinarrizko funtzioak asetzeaz gain. Lipidoak funtsezko osagai biokimikoak dira, dentsitate energetikoarekin erlazionatuta baitaude eta eskuragarri dauden elikagai kantitatearekin zuzenki erlazionatzen baitira. Hori dela eta, larba faseak antxoaren elikagai diren zooplanktonaren abundantzien maximoekin sinkronizatzeak helduentzat baldintza optimoak sortuko lituzke.

Grafikoa: Bizkaiko Golkoko antxoa biomasaren balio totalen (tonak) serie historikoa (1987-2018). Gorriz, antxoaren arrantza debekatuta egon zen urte tartea. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Arestian aipatutakoa kontutan hartuta, zooplanktonarengan eragiten duten faktoreak garrantzitsuak dira kate trofikoan zehar transmititzen den energian eragiten baitute, antxoetaraino edo beste maila trofiko altuagoko harraparietaraino. Oinarrizko faktoreak dira:

1. tenperatura, zeinak prozesu metabolikoengan, garapenean eta zeharka elikagaien eskuragarritasunean eragiten du,
2. ekoizpen primarioa (fitoplanktona, zooplanktonaren elikagaia) eta bere aldakortasuna, argiaren, fotoperiodoaren eta mantenugaien ekarpenaren menpekoa dena,
3. gazitasuna, organismo guztiek ez baitute tolerantzia maila berbera,
4.  zooplanktonaren ugaritasuna murrizten duten harrapariak, esaterako, organismo gelatinosoak edota beste arrain espezie batzuk; eta azkenik,
5. giza jarduerak, uraren konposizio kimikoan aldakortasunak sortzen dituztenak.

Era berean, antxoan zuzenki eragiten dituzten faktoreak daude, zeinak desberdinak diren ontogenian zehar.

Fase goiztiarrean eragiten duten faktoreak dira:

• harrapariak, arrautza eta larba kopurua baldintzatzen dutenak, esaterako, sardinak (Sardina pilchardus), makrozooplanktoneko organismo gelatinosoak eta kanibalismoa;
• elikadura, elikadura egokiak gazteen erreserba energetikoak eta garapenaren abiadura optimizatzen baitu;
• negua, elikagai eskasiak energia erreserba gutxiago egotea eragiten du.

Helduaroan eragiten duten faktorean dira:

• elikadura, arestian aipatu bezala energia erreserban eragiten baitu,
• birus, parasito eta bakterioak, indibiduoen osasunean eta biziraupenean eragiten baitute,
• tamaina handiko indibiduoak eta hauen desagertzea, arrautza kantitate eta kalitate handiagokoak erruten dituztenez, populazioa mantentzeko funtsezkoak dira. Tamaina handiko indibiduoak desagertzean, hurrengo belaunaldikoek tamaina txikiagoan lortzen dute heldutasun sexuala, haien energia erreserbak lehenago agortuz eta, azkenik,
• arrantza, gain ustiatutako populazioen tamaina banaketan eta biomasan eraginez.

Klima-aldaketak antxoaren biomasan eragina izan dezake. Iragartzen den tenperatura igoerak itsaso epelagoak eta ugalkortasun gaitasun baxuagoko arrain gutxiago izatea eragin dezake. Haizearen indarrean eta norabidean ere aldaketak sor daitezke, ur zutabearen nahasketan alterazioak, edota, “upwelling” edo azaleratzeetan aldaketak sortuz. Ibai edota erreken fluxuen inguruan ere ziurgabetasunak dakartza klima aldaketak, ibaien lumengan eraginez.

Aurretik aipatutako guztiak arrantzarako interesgarriak diren espezieen kontserbazio eta maneiurako kontutan hartu beharreko faktoreak dira. Beraz, hauen ikerketa sakonago batek, batetik, klima-aldaketak ekarriko dituen mehatxuei aurre egiten lagunduko luke eta, bestetik, antxoa bezalako espezie baten biomasaren galera eragozten lagunduko luke.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 2020ko ale berezia
• Artikuluaren izena: Antxoaren maneiu eta kontserbazioa: biomasan eragiten duten faktoreen azterketa.
• Laburpena: Antxoa arrantza-munduko genero pelagiko garrantzitsuenetariko bat da. Bizkaiko Golkoan, 2005 eta 2010 bitartean antxoaren arrantza debekatu egin zen aurreko urteetan izandako errekrutamendu baxuak zirela eta. Halakorik errepikatu ez dadin populazioaren egoera eta honi eragiten dioten faktoreak zeintzuk diren jakitea garrantzitsua da; hala nola tamaina handiko indibiduoen kopurua zein den, harrapariak, korronteak, parasitoak, birusak eta bakterioak, ibaien lumak, zooplanktonaren (beraren elikagaia) ugaritasuna eta komunitatearen estruktura/dibertsitatea etab. Antxoaren biomasan (eta errekrutamenduan) zuzenean eragiten duten faktore horietaz gainera, badira zeharkako eragile batzuk ere, antxoaren elikagai nagusia den zooplanktonean eragiten dutenak hain zuzen ere. Adibidez, uraren tenperatura, fitoplanktona, gazitasuna, upwellinga, etab. Eragile horiek kontuan ez hartzeak ondorioak ekarri ditzake etorkizuneko antxoaren biomasan eta, beraz, horiek aztertzea ezinbestekoa da.
• Egileak: Estibalitz Txurruka Alberdi, Ziortza Barroeta Legarreta, Álvaro Fanjul Miranda
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 299-320
• DOI: 10.1387/ekaia.21056

Egileez:

Estibalitz Txurruka Alberdi EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Landareen Biologia eta Ekologia saileko ikertzailea da, Ziortza Barroeta Legarreta Plentziako Itsas Estaziokoa (PiE) eta  Alvaro Fanjul Miranda Ambiotek enpresakoa.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

 

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El matemático Srinivasa Ramanujan (1887-1920) nació un 22 de diciembre. En el 134 aniversario de su nacimiento le dedico este modesto retrato alfabético.

Srinivasa Ramanujan. Fuente: Wikimedia Commons.

 

AUTODIDACTA

Con una escasa educación académica en matemáticas, de manera autodidacta, consiguió investigar y contribuir de manera sorprendente y significativa a las matemáticas.

BRAHMANES

Descendía de una familia de brahmanes, una de las castas tradicionales de la India.

Cuaderno perdido de Ramanujan

Anotó gran parte de sus resultados, la mayoría de ellos sin demostraciones, en cuatro cuadernos. El matemático Bruce C. Berndt (1939), autor de Ramanujan’s Notebooks, sostiene que Ramanujan era capaz de demostrar la mayor parte de sus enunciados matemáticos, aunque decidió no hacerlo (debido quizás a la carestía del papel, a que eran apuntes considerados meramente personales o a un estilo de trabajo aprendido). El cuarto cuaderno, el llamado perdido, fue encontrado en 1976: contenía 600 fórmulas escritas durante su último año de vida.

Diario de la Sociedad Matemática de la India

Su primer resultado formal fue publicado en el Diario de la Sociedad Matemática de la India. Trataba sobre las propiedades de los números de Bernoulli: Ramanujan descubrió que los denominadores de las fracciones de números de Bernoulli eran siempre divisibles por seis.

EJEMPLOS

Prefería concentrarse en ejemplos relevantes antes que en construcciones teóricas y pruebas rigurosas.

FRACCIONES CONTINUAS

Realizó aportaciones relevantes en análisis matemático, teoría de números, series y fracciones continuas.

GRAFO DE RAMANUJAN

Un grafo de Ramanujan es un tipo de grafo regular. Lleva este nombre en alusión a la llamada conjetura de Ramanujan-Petersson que se usó en la construcción de algunos de estos grafos.

HARDY

El 8 de febrero de 1913, el matemático británico Godfrey Harold Hardy (1877-1947) escribió una carta a Ramanujan expresando su interés por su trabajo. Comenzó una fructífera colaboración entre ambos científicos, a pesar de sus métodos de trabajo tan distantes.

INDIA

La India fue el país de origen de Ramanujan.

Janakiammal

El 14 de julio de 1909, se casó con Janakiammal (1899-1994), una niña de diez años que su madre había elegido para él un año antes.

Kumbakonam

Aunque nació en Madrás, pasó gran parte de su infancia en Kumbakonam (distrito de Thanjavur, estado de Tamil Nadu) y allí fue donde falleció.

Littlewood

El matemático británico John Edensor Littlewood (1885-1977) decía de Ramanujan: Creo que es al menos un nuevo Jacobi. Junto a Hardy, Littlewood colaboró con el matemático indio durante los años que pasó en Inglaterra.

Método del círculo de Hardy-Littlewood

El trabajo de Ramanujan y de Hardy en teoría de particiones (ver la letra P) dio lugar a un método para la búsqueda de fórmulas asintóticas, denominado el método del círculo de Hardy-Littlewood.

NÚMERO PRIMO DE RAMANUJAN

Es un número primo que satisface cierto resultado demostrado por Ramanujan relativo a la función contador de números primos.

OBRA

La obra matemática de Ramanujan es inmensa. Entre otras llevan su nombre la constante de Landau-Ramanujan, la función theta de Ramanujan, las identidades de Rogers-Ramanujan, la constante de Ramanujan-Soldner, la suma de Ramanujan, la ecuación de Ramanujan–Nagell, laconjetura de Ramanujan–Petersson, elgrafo de Ramanujanola función tau de Ramanujan.

PARTICIONES

Las particiones de un número entero n son el número de sus posibles descomposiciones en sumas de enteros positivos. Por ejemplo, las particiones de 4 son 5, ya que 4 = 1+1+1+1 = 2+1+1 = 3+1 = 2+2 = 4. n aumenta el número de particiones crece rápidamente: si n=200, las particiones de n son ¡3 972 999 029 388! Hardy y Ramanujan lograron hallar una fórmula asintótica para calcular las particiones de cualquier número.

Cartel de una de las representaciones de Partition. Imagen: University of California, Berkeley.

 

La obra de teatro Partition del dramaturgo Ira Hauptman tiene a Hardy y Ramanujan como protagonistas: el título se refiere tanto a la teoría matemática de las particiones de números como a las particiones (en el sentido de antagonismo) de temperamento, de cultura y de método matemático que los distanciaron.

QUÍNTICA

Ramanujan aprendió a resolver ecuaciones cúbicas en 1902 y encontró su propio método para resolver las cuárticas. Al año siguiente, sin saber que las quínticas no podían resolverse por radicales, trató de hacerlo, por supuesto, sin conseguirlo.

Royal Society

Propuesto por trece matemáticos, entre los que estaban Hardy y Littlewood, el 2 de mayo de 1918 fue aceptado como miembro de la Royal Society.

SERIE DE RAMANUJAN-SATO

Las series de Ramanujan-Sato​ generalizan las fórmulas sobre pi de Ramanujan.

TAXICAB

El n-ésimo número taxicab es el menor número que puede expresarse como una suma de dos cubos positivos no nulos de n maneras distintas (sin contar el orden). El nombre de estos números proviene de una anécdota entre Hardy y Ramanujan: el matemático indio estaba ingresado en un hospital cerca de Londres y recibió la visita de Hardy que le contó que había llegado allí en un taxi (taxicab, en inglés) cuya matrícula era un número poco interesante, el 1 729. Ramanujan le replicó: No diga usted eso. El número 1 729 es muy interesante, pues es el número más pequeño expresable como suma de dos cubos de dos maneras diferentes, ya que 1 729 = 13+123 y también 1729 = 93+103. Es decir, 1 729 es el número taxicab correspondiente a n=2.

UNIVERSIDAD DE CAMBRIDGE

Ramanujan redactó cartas dirigidas a los principales matemáticos de la Universidad de Cambridge, y consiguió investigar allí a partir de 1914.

VEGETARIANO

Era un Brahmán ortodoxo y, por ello, un vegetariano estricto.

WILL HUNTING

La películaEl indomable Will Huntingmenciona a Ramanujan en una escena en la que el profesor Gerald Lambeau habla de la genialidad de Will Hunting comparándolo con el matemático indio.

XX

Ramanujan nació el 22 de diciembre de 1887 y falleció el 26 de abril de 1920. Es probablemente uno de los más fructíferos matemáticos del siglo XX.

YO

Hardy, tras ver unos resultados de Ramanujan sobre fracciones continuas, comentó: … yo nunca había visto antes nada parecido en absoluto.

ZETA

Hardy escribió sobre Ramanujan: Era un hombre capaz de resolver ecuaciones modulares y teoremas de un modo jamás visto antes, su dominio de las fracciones continuas era superior a la de todo otro matemático del mundo; ha encontrado por sí solo la ecuación funcional de la función zeta y los términos más importantes de la teoría analítica de los números…

Referencias

• J J O’Connor and E F Robertson,  Srinivasa Ramanujan, MacTutor History of Mathematics archive, University of St Andrews

• Antonio Córdoba y Ágata Timón G. Longoria, La intuición matemática de Ramanujan, Café y teoremas, El País, 2 junio 2016

• Srinivasa Ramanujan, Wikipedia

 

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

El artículo Un retrato alfabético de Srinivasa Ramanujan se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Erritualak taldea indartzeko egin ohi dira, baina, ikertzaile talde baten arabera, norbanakoek taldearekiko duten konpromisoa indartzeko balio dute ere.

Asko hitz egiten da azken belaunaldiko ibilgailuek daramaten pilotu automatikoei buruz. Adimen artifizialaren laguntzaz, gidatzeko modu berri horiek garraiatzeko modua aldatzen ari dira pixkanaka. Baina gutxiago aipatzen da gutako bakoitzak antzeko zerbait daramala barruan. Adimen artifizialak ez baizik adimen biologikoak gidatuta. Horregatik, batzuetan, zalantzan gaude etxeko atea ondo itxi ote dugun, edo sukaldean genuen sua amatatu ote dugun. Hain ekintza automatikoak izanda, oharkabean pasatzen zaizkigu. Garuna ez gainkargatzeko modu bat da, hori, baina azken urteetan ere mekanismo horiek aztertzen dituzten ikertzaileek aurkitu dute garunak ere gainbegiratzen dituela hain automatikoak diruditen ohitura horiek.

Modu horretan, ia-ia oharkabean, sortzen eta indartzen dira ohitura asko, onerako ala txarrerako. Baina jakina da ere gizakion portaeraren ondorioz harago doan alkimia sozial bat sortzen dela. Soziologoak eta antropologoak betidanik liluratu dituen kontua da hau. Alkimia sozial horren ondorio dira ohitura berezi batzuk, batera egiten direnak eta bestelako abiapuntu eta inplikazioak dituztenak. Erritualei buruz ari gara.

1. irudia: errituala hitza aipatzean, berehala dator burura erlijioa, eta egia da erlijioak erritualez beterik daudela. Baina egunero guztiok parte hartzen dugu hain agerikoak ez diren erritual profanoetan. (Argazkia: Juanma Gallego)

Erritualak aldez aurretik definitutako jardueren errepikapenak dira, modu zurrunean eta formalean egiten direnak, baina sinbolismo handiagoa duen zerbaiten parte direnak. Hala, berdin eliza katoliko batean jaunartzea hartzean, edo ekitaldi baten ostean parte hartzaile guztiek ereserki bat batera abestean, bietan hala bietan erritualak egiten ari dira. Erritual erlijiosoa lehena; profanoa bigarrena.

Hain justu horrelakoak izateagatik, erritualek kostu bat dakarte ezinbestean: berdin xumea edo erraldoia izan, egintza horiek beti antolaketa baten beharra dute. Denbora, esfortzua, eta askotariko baliabideak behar dira erritualak egiteko. Horrek argi uzten du erritualak prest egiteko daudenen atxikimendua taldearekiko, eta kanpoan uzten ditu atxikimendu hori erakusteko gai ez direnak.

Horrez gain, kohesioa ere ematen diote taldeari. Ezer gutxi dute komunean indonesiar batek eta sudandar batek, baina, biak musulmanak baldin badira, egunean bost aldiz errezo egingo dute Mekari begira, besteak beste. Gauzak horrela, talde barruan parte hartzaileen arteko konfiantza eta osotasun kontzeptua handitzen dira ohitura berezi horien bitartez.

Alabaina, haien garrantzia aztertzerakoan, gehienetan taldean duten eraginaren ikuspuntutik jorratu izan dira. Baina, antza, harago doa kontua, ikertzaile talde batek egindako proposamenari kasu eginez gero. Current Opinion in Psychology aldizkarian argitaratutako berrikuspen artikulu batean, [hemen, bertsio irekian)], ikertzaile hauek babestu dute erritualek ere laguntzen dutela pertsonek taldearekiko duten konpromisoa indartzen. Modu oso sinplean esanda, ondorio sozialez gain, ondorio psikologikoak ere badituzte.

Hainbat ikerketa argudiotzat hartu dituzte. Gertuago ditugun adibide batzuk jartzearren, Done Jakue bidea egiten duten erromesei erreparatzen dien ikerketa bat aipatu dute. Bidea egin duten 609 erromesi egindako inkesta batean ondorioztatu dute erromesaldi horietan “identitateen fusioa” deitu duten fenomenoa ematen dela, taldearen eta norberaren identitateen artean “funtsezko batasun” bat sortzen dela argudiatuta.

2. irudia: Done Jakue bidea egin duten 600 bat laguni inkesta bat egin diete. Emaitzen arabera, bidean zehar egindako erritual txikiek indartzen dute erromesaldiarekiko atxikimendua. (Argazkia: Juanma Gallego)

Diotenez, bieira maskorra eraman dutenak edo bidean zehar harri pilaketa txikiak egin dituztenak dira taldearekiko atxikimendu gehien garatu dutenak. Uste dute erromesaldian zehar gertatzen diren erritual txiki horiek garrantzia dutela atxikimenduaren garapenean, eta baita bidea amaitzen denean erromesen artean sortzen den kontaktua ere. Erromesaldia bukatu eta hiru hilabetera inkestatutakoen heren bati bigarren inkesta bat egitea lortu dute, eta, diotenez, bidaiaren ondorio pertsonal hauek oraindik indarrean mantentzen ziren.

Aipatu duten beste ikerketa multzo batek Gabonetako ospakizunak ikertu ditu. Zehazki, data horien bueltan familia giroan pasatzen diren oporraldiak. Oraingoan lagina zertxobait handiagoa bada ere —1.098 lagun—, kontuan hartu behar da hiru ikerketatan banatuta daudela. Emaitzen arabera, Gabonetako oporrak familia artean emate soilarekin gehiago gozatzen bada ere, familian giroan erritual batean parte hartzen dutenek gozamen handiagoa dute. Egileen arabera, Gabonetako erritual horiek familiarekiko hurbiltasuna eta esperientzian izandako parte hartzea handitzen dituzte.

Halako ikerketatan abiatuta, berrikuspena egin dutenek argi dute erritualen eragina ez dela taldera mugatzen. Are, erritual horiek modu guztiz pribatuan egiten denean ere —hortaz, taldeari horien berri eman gabe—, eragina izaten jarraitzen dute. “Taldeko kideek egiten dituzten errituak pribatuak ez dira mandatu kulturalak, eta erabat idiosinkratikoak diren ezaugarriak izan ditzakete agian; baina, hala eta guztiz ere, lagungarriak dira taldearekiko konpromisoa hobetzeko”, idatzi dute berrikuspen artikuluan.

Giza zientzietan gertatu ohi den moduan, oraingoan zere zaila da jakitea norainoko harremana izan ahal duten ikertutako aldagai hauek guztiek, eta parte hartzaileen sinesmenek eta isuriek izan dezaketen eragina kontuan hartu behar dira. Kasurako, Done Jakue bideari buruzko ikerketa egin dutenek onartu dute etorkizunean esperimentuak baliatzen dituzten ikerketek baieztatu ala ezeztatu beharko dituztela haien hasierako ondorioak. Ibilbidean zehar egindako erritual txiki horiek manipulatuz, adibidez, prozesu osoaren gaineko kontrol zorrotzagoa eduki aldera.

Hasierako zuhurtzia hori mantenduta ere, emaitzak aintzat hartzekoak dira. Hortaz, eman diezaiogun urteari merezi duen agurra. Talde eragina ala eragin pertsonala izan ala ez, ospatze soila bada gozamena, osasun egoerak horretarako bidea badu bederen. Aurten Gabonetako otordu erritualetan parte hartuz gero, erakutsi ondorio hauek koinatari, amaginarrebari edo aitaginarrebari, sikiera menia edo bake proposamen modura, eta indartu horrela zure friki ospea familia zabalaren artean.

Ea, On Jaxinto, pasaidazu mesedez ogi apurtxo bat, eta izan dezagun errituala bakean.

Erreferentzia bibliografikoa:

Stein, D. H. et al. (2021). A sacred commitment: How rituals promote group survival. Current Opinion in Psychology, 40, 114-120. DOI:10.1016/j.copsyc.2020.09.005

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Serie de desintegración del uranio. Fuente: Wikimedia Commons

En la última década ha habido mucho revuelo mediático con la posibilidad de que los neandertales hubiesen tenido la oportunidad de ser los pintores de Altamira y otras 10 cuevas del norte de España. Pero, ¿cómo podemos fechar la antigüedad de una puntura en la pared de una cueva? Un método que se emplea mucho es la datación por serie U.

Vamos a explorar la base teórica (incluidas las matemáticas) del mismo, que es muchísimo más sencilla que la experimental, porque si bien no hay nada más práctico que una buena teoría, también es cierto que aún no debiendo haber teóricamente diferencia entre teoría y práctica, en la práctica, la hay. [*]

Las investigadoras emplean los ratios entre los isótopos uranio-234 y torio-230 para datar los depósitos de calcita sobrepuestos a las pinturas para calcular la edad mínima de las mismas. Los resultados, con edades mínimas en el entorno de los 40.000 años de antigüedad, abren distintas posibilidades. Como se supone que Homo sapiens sapiens no migró a Europa hasta hace poco más de 40.000 años es probable que trajese sus habilidades artísticas africanas con él y decorase las cuevas poco después de llegar o, quizás, las pinturas más sencillas y antiguas fuesen de hecho la obra de neandertales.

La datación uranio-torio es especialmente interesante en el análisis de carbonatos cálcicos, como la calcita, ya que ninguno de los elementos puede escapar del mineral, ni otros átomos de ellos pueden entrar, una vez se ha formado. En las condiciones de formación de las calcitas el uranio es soluble mientras que el torio no lo es, por lo que cuando se forma el depósito mineral contendrá uranio pero no torio. La cantidad del isótopo U-234, que es el isótopo que por desintegración alfa se convierte en torio 230, que podemos esperar tener en una calcita recién formada es del orden de partes por millón o inferiores. Suponiendo que sepamos la cantidad original de uranio presente en la muestra, necesitamos poder calcular cuánto Th-230 tendremos pasado un tiempo a partir de una determinada cantidad de U-234 para tener un método para determinar el tiempo transcurrido.

Imaginemos que el isótopo A se desintegra para dar B, por el proceso que sea: A → B. La desintegración de un núcleo inestable es algo completamente aleatorio y es imposible predecir cuándo un átomo en concreto se va a desintegrar. Sin embargo, la probabilidad es igual en cualquier tiempo t. Si tenemos un número N de núcleos de un isótopo concreto, transcurrido un tiempo infinitesimal, que llamaremos dt, se habrán desintegrado un número infinitesimal de núcleos, dN, quedando N-dN. Por otra parte, el número de desintegraciones que se produce en la unidad de tiempo, -dN/dt (con signo negativo porque son núcleos de ese isótopo que desaparecen), debe ser proporcional al número de nucleones presente, igual que en una sala en silencio el número de toses es proporcional al número de personas presentes, como bien saben los músicos de clásica. Así, si llamamos a la constante de proporcionalidad característica de ese isótopo λ, podemos escribir:

-dN/dt = λN

Esto es una ecuación diferencial muy sencillita que no es más que escribir en forma matemática la frase “la desaparición de nucleones con el tiempo es proporcional al número de nucleones”. Esta ecuación tiene como solución [**]:

N = N0e-λt , donde N0 es el número de átomos pata t = 0. [1]

Sin embargo, el sistema U-234 – Th-230 no es tan sencillo, puesto que el Th-230 también se desintegra. Estamos entonces ante esta situación: A → B → C. El razonamiento es análogo: si tengo N núcleos, pasado un tiempo infinitesimal dt, tendré N+dN núcleos.

En este caso escribo +dN, porque dN puede ser positivo o negativo, dependiendo de si se forman más núcleos de los que se desintegran o al revés. En cualquier caso, la variación en el número de núcleos será los que se forman menos lo que se desintegran, por tanto, usando [1]:

dNB/dt = λANA– λBNB = λAN0Ae -λAt – λBNB

Esto sigue siendo una ecuación diferencial nada complicada, que se puede comprobar que tiene como solución:

NB = (NA0 λA) / (λB – λA) · (e -λAt – e -λBt) [2]

En pura teoría ya tenemos la ecuación que buscábamos. Si conocemos las constantes de los isótopos U-234 (que ocupa el lugar de A) y del Th-230 (B), que las conocemos, tendríamos un método para medir la antigüedad de los depósitos de calcita.

La inteligente lectora que haya llegado hasta aquí se habrá dado cuenta de que venimos arrastrando un problema no menor desde el principio: ¿cómo sabemos qué cantidad había al comienzo del isótopo A, lo que hemos llamado NA0? Simplemente, no lo sabemos, ni lo podemos saber con suficiente precisión. Por eso un método de datación que se base en una serie radioactiva sólo es válido si uno de los núcleos es estable (λB = 0) o, como el caso de U-234 y Th-230, que se cumpla que λA es distinto de cero pero mucho menor que λB.

Entonces [2] queda reducida a

NB / NA ≈ λA / λB (1 – e -λBt) [3]

Ya que también en este caso, NA ≈ NA0.

Vemos pues que si medimos por espectrometría de masas el ratio Th-230/U-234 tenemos una forma directa de medir el tiempo desde que se formó la calcita con un error más que razonable. Sólo nos quedará corregir por la cantidad de U-238 que se convierta en U-234, pero eso es más de lo mismo (se deja como ejercicio).

Observando la ecuación [3] vemos una de las limitaciones del método: para tiempos suficientemente grandes NB / NA tiende a un valor constante λA / λB, es lo que se denomina equilibrio secular (se forma tanto Th-230 como se destruye). De aquí que el método uranio-torio no puede datar más allá de 500.000 años, aproximadamente.

 

Nota:

[*] Los conceptos empleados en este texto pueden encontrarse desarrollados sin matemáticas y de forma muy sencilla en nuestra serie El núcleo

[**] La comprobación de que esto es cierto debería estar al alcance de cualquier persona que haya cursado matemáticas de bachillerato.

 

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

Una versión anterior de este texto se publicó en Naukas el 22 de junio de 2012.

El artículo Cómo usar uranio para saber si un neandertal pintó en una cueva se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maria Larumbe / GUK

Osasunaren Mundu Erakundearen (OME) arabera, osasuna erabateko ongizate fisiko, mental eta sozialeko egoera bat da, ez gaixotasunik edo minik ez izatea soilik. Eta hiru eremu horietan ongizatea lortzeko bizitzako bilaketa horretan, ariketa fisikoak pisu handia du.

1. irudia: Jarduera fisikoak osasunean eragiten du eta ariketa fisikoko esku-hartze programak erreminta baliagarriak dira eragin hauek neurtzeko. (Argazkia: Pasja1000 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Ariketak garrantzia du hainbat eremutan: fisikoan –indarra eta egonkortasuna ematen ditu, oreka izaten laguntzen du–, sozialean –talde bateko kide izatearen sentipena areagotzen du–, eta baita mentalean ere –antsietate eta depresio mailak murrizten ditu, beste ondorio onuragarri batzuen artean–.

Era berean, jarduera fisiko erregular eta konstanteak bizi zikloaren etapa guztietan ditu eragin positiboak, baita zahartzaroan ere, eta zahartzearen ondorio negatiboak murrizten lagun dezake, adibidez: hauskortasun fisikoa. Faktore anitzeko sindrome bat da hori, nagusiki adinekoei erasaten die eta gertaera kaltegarriak izateko –erorikoak, ospitaleratzeak eta mendetasuna, baita heriotza ere– arrisku handiagoa eragiten die.

Ildo horretan, UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Fisiologia Saileko AgeingOn ikertaldea aspaldidanik ari da adinekoen hauskortasunari aurre egiteko hainbat tresna eta estrategia garatzen eta zahartze osasungarria eta estimulatzailea sustatzen, adinekoek, ariketa eta jarduera fisikoen bidez, beren bizi kalitate fisiko, sozial eta mentala hobetu ahal izan dezaten.

Adinekoen egoitzetan bizi diren pertsonen bizi kalitatea hobetzeko programa

2015ean, adineko pertsona kalteberen bizi kalitatea hobetzeko, AgeingOn taldeak bere buruari galdetu zion ea adinekoen egoitzetan bizi diren pertsonek hauskortasunari buelta emateko gaitasuna zuten. “Ordura arte planteatu ziren ariketa fisikoaren inguruko azterlan eta programa gehienak komunitatean bizi ziren pertsonekin egin ziren, geriatrikoetan bizi zirenen pareko mendetasun mailetara iritsi gabekoekin”, azaldu du talde horretako kide eta EHUko Fisioterapia Saileko irakasle Ana Rodriguez Larradek.

“Gure hipotesia zen ariketa programa baten bidez pertsona horiek jasaten zuten narriadura geldiaraz genezakeela, baita haien egoera fisikoa, mentala eta soziala hobetu ere, eta, beraz, hauskortasunari buelta eman geniezaiokeela”.

Premisa horretatik abiatuz, taldeak egoitzetan bizi ziren adinekoei zuzendutako ariketa fisiko indibidual eta progresiboko programa berri bat diseinatu zuen. Rodriguez Larradek azaldu duenez, “programa hori baliozkotu egin behar zen eta, pertsona horientzat onura fisiko, mental eta sozial handiak izateaz gain, erorikoak eta hauskortasun maila murrizten dituela erakutsi du”.

Bideoan ikus daitekeen bezala, ariketa programa hori osagai anitzekoa da, hau da, oreka, indarra eta gaitasun aerobikoa modu konbinatuan lantzen ditu eta hiru ezaugarri nagusi ditu: indibidualizazioa, progresiboa izatea eta intentsitate ertaineko lana.

Lehenengo ezaugarria ariketa indibidualizatuko programa bat izatea da. “Parte hartzaileek askotariko ezaugarriak zituzten arren, alderdi sozialagatik taldean egitea interesatzen zitzaigun, nahiz eta modu indibidualizatuan egin, ariketak, intentsitatea eta gustuak parte hartzaile bakoitzari egokituz».

Bigarrena, programa honek ariketa fisikoa modu progresiboan egitea aurreikusten duela, “intentsitate txikitik handira, parte hartzaile bakoitzaren bilakaera errespetatuz”, adierazi du Rodriguez Larradek. Eta, azkenik, hirugarren ezaugarria intentsitate ertainetan lan egitea da. “Ordura arte, egoitzetan bizi ziren adinekoei zuzendutako programak beti intentsitate oso txikikoak ziren».

“Ikusi dugunez, programan parte hartu zuten pertsonek gaitasun funtzionala hobetzea lortu dute, maila fisikoan ez ezik, baita kognitiboan ere, eta, are garrantzitsuagoa dena, beren bizi kalitatea eta ongizatea hobetu dituzte, ariketa fisikoa egin ez zuten kontrol taldeko pertsonekin alderatuz. Era berean, pertsona horien erorikoen kopurua eta hauskortasun maila ere murriztu direla ikusi dugu”, azaldu du Rodriguez Larradek.

Laburbilduz, azterlanean parte hartu zutenengan ondorio onuragarriak izan zituen: indar handiagoa zuten, hauskortasunaren prebalentzia murriztu zitzaien, parametro kognitiboak hobetu zituzten –memoria, bizkortasun mentala, arazoen konponketa–, antsietate eta depresio mailak murriztu zitzaizkien, bakardadearen pertzepzioan hobera egin zuten, etab. Bitxia bada ere, kontrol taldearen kasuan ere, nahiz eta ariketarik ez egin, bakardadearen sentipena murriztu egin zen, maila txikiagoan bada ere. “Azterlanean parte hartzeak eta ikertzaileekiko harremanak –aldizkako balorazioak egiten zizkieten– azaldu dezakete hori”.

Programa hori Gipuzkoako 10 egoitzatan baino gehiagotan ezarri zen eta egoitzetako parte hartzaileek eta langileek harrera “ikusgarria” egin zioten. Halaber, zentro horietan bizi ziren 70 urtetik gorako 100 pertsonak baino gehiagok eta haien senideek parte hartu zuten. Saioak astean bi egunetan egiten ziren eta ordubete irauten zuten, beroketak, saioa bera eta lasaitasunerako itzulera barne hartuta.

Ariketa motei dagokienez, lehen esan bezala, parte hartzaileek nagusiki oreka, indarra eta gaitasun aerobikoa landu zituzten. “Indarra lantzeko, pisuak, halterak eta orkatilako babes lastadunak erabili zituzten; gaitasun aerobikoa lantzeko, ibilaldiak egin zituzten; oreka lantzeko, berriz, bestelako material batzuk erabili zituzten eta beste parte hartzaile batzuekin elkarrekintzan aritu ziren, eta hala, talde sentipena sortu zen”.

2. irudia: Ageing On taldeko ikertzaileak. (Irudia: UPV/EHU)Urrutiko modalitateak

Pentsatzekoa denez, COVID-19ak eragindako pandemiak horrelako programak ezartzeko zailtasun handiak sortu ditu. “AgeingOn taldeko kideok lantzen ari ginen proiektu gehienak dagoeneko jarraipen fasean zeuden, baina egoitzetara sartu ahal ez izateak agerian utzi digu urrutiko modalitateko programak garatzeko beharra dagoela.

Ildo horretan, gaur egun, hainbat online proiektu diseinatzen eta abian jartzen ari da taldea, besteak beste, geriatriako laguntzaileentzako urrutiko ariketa planak. “Ikusi dugunez, talde horretan hezur eta muskuluetako minaren prebalentzia handia dago eta online modalitateek harrera eta jarraipen ona dute kolektibo horretan. Oraingoz, esperientzia pilotu bat da, baina feedback-ak itxaropen handia eragiten digu”. A posteriori, mota horretako programak egoitzetan bizi diren pertsonentzako urrutiko modalitatera egokitzeko asmoa dago.

Dela online modalitatean dela aurrez aurrekoan, gaixotasunen ondorioak murriztea ez baizik eta gaitasunak lantzea ardatz duten prebentzio estrategiek –horixe egiten du aipatutako programak–, adinekoei beren bizi proiektuarekin modu normalizatuan jarraitzen laguntzen diete. Hala, bizitzako etapa garrantzitsu horretan, zahartzaroan, haien autoestimua, bizi kalitatea eta ongizate sentipena hobetzen dira.

Ikertzaileaz:

Ana Rodriguez Larrad fisioterapeuta, UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Fisiologia Saileko Fisioterapiako irakaslea eta AgeingOn taldeko kidea da.

Egileaz:

Maria Larumbe kazetaria da.

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José Manuel González Gamarro 

Foto: Jesus Hilario H. / Unsplash

Desde que vivimos en primera persona la era digital hemos ido asumiendo nuevas (o viejas) palabras que se han hecho habituales en nuestro día a día, ya sea porque las hemos empezado a usar de manera más frecuente o porque las personas de nuestro entorno o las que habitualmente leemos las han subido a la categoría de lo cotidiano. Una de esas palabras es «algoritmo». Una palabra que, hasta hace relativamente poco, solo usaban matemáticos o informáticos y que ahora redescubrimos y la leemos con frecuencia gracias a cosas como las redes sociales. Gracias al desarrollo de las tecnologías y a ciertos cambios de paradigmas en el ámbito artístico, también la música se ha visto afectada por esta corriente de innovación, muy ligada, obviamente, a la inteligencia artificial. Todo esto que nos suena a pura innovación científica y tecnológica no es más que una actualización constante de ideas antiquísimas. La unión entre algoritmo y música es antigua y su relación ha ido evolucionando, ganando en profundidad y repertorio.

Simplificando mucho, un algoritmo es, en esencia, un conjunto prescrito de instrucciones. Estas instrucciones son reglas bien definidas, ordenadas y finitas que hacen posible llevar a cabo una actividad mediante pasos sucesivos. Escrito así no parece tan innovador ni revolucionario. De hecho, esta forma de pensar algorítmica es bastante antigua, que ya podemos localizar en los trabajos del astrónomo persa conocido como al-Juarismi, nombre del que deriva la propia palabra actual «algoritmo». Pero no solo los persas tenían mentes privilegiadas, ya que, en la Europa más cercana, en Italia concretamente, tenemos al monje benedictino Guido D’Arezzo (ca.991-1033). Los músicos profesionales lo conocen por su aportación a la escritura musical y el famosísimo nombre de nuestras notas musicales. Sin embargo, Guido también es una referencia fundamental en la creación del viejo matrimonio entre música y algoritmo. Diseñó un sistema de generación automática de melodías en base a textos. Se mapeaban las vocales a diferentes notas de la escala, creando un método de composición melódica. Investigaciones actuales han desarrollado este método.1

Si avanzamos un poco más en la historia, nos encontramos a dos compositores del s. XIV, Philippe de Vitry y Guillaume de Machaut, dos reconocidos autores franceses. Ellos practicaron un tipo de composición llamada motete isorrítmico, basado en dos ideas básicas: el color y la talea. El color es el conjunto de los sonidos (únicamente las alturas) que van a intervenir en la pieza. La talea es un patrón rítmico que no coincide en extensión con el color. La pauta rítmica solía ser más corta que la melódica, interfiriendo una con otra. El resultado es azaroso, pero dentro de un entorno controlado. No está nada mal para los años en torno a 1300. Un par de siglos hacia adelante, nos encontramos al autor Ghiselin Danckerts (c. 1510-1567), que usó para la composición los movimientos de las piezas del tablero de ajedrez. Como se puede ver en la imagen, cada casilla poseía un motivo melódico y una letra para cantarlo.

Ajedrez musical. Ghiselin Danckerts. Fuente: Wikimedia Commons

 

El propio autor dejó escrito que eran posibles 20 cánones a 4 voces, pero al morir la información para descifrarlos no se conservó y no fueron descubiertas todas las soluciones hasta 1986.

Ya en el siglo XVII, el gran Atanasius Kircher creo una máquina fascinante capaz de crear canciones sin que fueran necesarios conocimientos musicales. Todo un invento revolucionario para ayudar a los misioneros a inventar canciones en función de la ocasión y las necesidades del momento. La máquina tenía 10 parámetros, como el ritmo, número de sílabas, sonidos, etc. Mediante tablas se programaba para satisfacer la carga emocional adecuada para el texto. Todo un artilugio de ingeniería, como se puede apreciar en la imagen, que funcionaba de manera parecida a un ordenador.

Arca Musarithmica. Atanasius Kircher. Fuente: Wikimedia Commons

 

Los resultados del algoritmo de Kircher tienen muchísimas similitudes a lo que se obtiene modernamente con los modelos matemáticos de Markov.2 A medida que la historia sigue avanzando y nos adentramos en el s. XVIII nos damos de lleno con el conocido compositor W. A. Mozart. El gran compositor austriaco, junto con otros compositores, se sumaron a una especie de moda que surgió, creando un juego para crear música con unos dados sin necesidad de tener conocimientos musicales. Este juego editado como partitura y con unas instrucciones para poder realizar la composición se titula Instrucciones para componer tantos valses como desee mediante dos dados sin entender nada de música o composición. Tanto Mozart como sus colegas sabían que en las tiradas de los dados todos los resultados no eran igualmente probables. Resulta llamativo el hecho de que no fue hasta años después que Poisson formuló su teoría de la distribución de la probabilidad. El juego consistía en escribir compases sueltos, en el caso de Mozart 176, y asignarlos a los resultados de las tiradas mediante una tabla, tal como se ve en la imagen.

Op. K516f. Wolfgang Amadeus Mozart. Fuente: Wikimedia Commons

 

Todos los posibles valses (214.358.881 combinaciones posibles tan solo en el primer cuadro) se parecen, pero todos son diferentes, lo cual era la intención de Mozart porque así lo que estaba creando era el estilo, es decir, se podían componer valses al estilo de Mozart sin tener conocimientos, solo tirando dos dados. Este algoritmo en base a la aleatoriedad y la distribución de probabilidad se puede probar aquí haciendo tiradas de dados y escuchando el resultado.

A medida que el tiempo transcurre y llegamos a la Revolución Industrial el concepto «máquina» y su necesidad para la sociedad se hace patente. Una de las consecuencias de este momento histórico es la creación de la máquina analítica, que también tuvo su aplicación teórica en la música. Esta máquina analítica fue creada por Charles Babbage (1791-1871), y pretendía que fuese programable para realizar cualquier tipo de cálculo. La idea está basada en un telar programable de un comerciante francés conocido como el telar de Jacquard. La relación de todo esto con la música proviene de las sinergias entre Charles Babbage y la matemática y escritora Ada Lovelace (1815-1852). Esta ilustre matemática hizo un estudio teórico sobre la máquina llegando a mencionar una aplicación en la música del algoritmo creado. Pensó que si se sometían las relaciones de los sonidos y sus reglas a las normas prescritas del algoritmo podrían crearse obras musicales con una extensión y complejidad programables. Además, se crearían de manera automática.

En el s. XX se empezaron a estudiar los procesos de funcionamiento de la inteligencia humana para poder elaborar sistemas que la imitasen. De esta manera se establecerían modelos de aprendizaje. Este hecho también tuvo su relación con la música, haciendo que los ordenadores se emplearan en la ardua tarea de componer música a partir de algoritmos. En 1957 encontramos la primera obra compuesta íntegramente por un ordenador titulada Illiac Suite, un cuarteto de cuerda con cuatro movimientos.3 Dos profesores de la universidad de Illinois (Lejaren Hiller y Leonard Issacson) desarrollaron varios algoritmos para que el ordenador fuera capaz de semejante empresa. Por estos años, ya había empezado también el compositor e ingeniero Iannis Xenakis a desarrollar programas de cálculo probabilístico para aplicar en sus obras musicales. En 1977 terminó de crear UPIC, que en esencia era una mesa de arquitecto convertida en tablet. Mediante un bolígrafo electrónico convertía el dibujo en música mediante algoritmos. Toda esta época vivió un auge de la relación entre música y algoritmos o bien de la sinergia entre matemáticas y música. A esto también contribuyó el matemático polaco Benoît Mandelbrot con el concepto de fractal. Las dos propiedades básicas de este concepto matemático son la autorreferencia y la autosimilitud, que han sido fundamentales para la creación de obras más recientes, como por ejemplo Liturgia fractal, del compositor Alberto Posadas.

Los algoritmos empleados en la música son de diferente índole, llegando incluso a la biomimética, imitando modelos de la naturaleza. Tal es el caso de los algoritmos genéticos, que fueron empleados en la universidad de Málaga para que el ordenador Iamus compusiera música sin intervención humana. Se denominó el proyecto Melomics. Existen otros algoritmos que no están relacionados con la composición de música, sino con su análisis. Con esto se pueden obtener una cantidad ingente de datos de un gran número de partituras a la vez. Es posible obtener la matriz serial de obras dodecafónicas (que utilizan una serie de doce sonidos como materia prima musical) o bien análisis armónicos de grandes corpus de obras. Además, estos análisis se pueden usar para saber la autoría de alguna obra anónima de la que se tengan dudas de quién es el compositor. Estos algoritmos identifican multitud de variables relacionadas con cada compositor, calculando estadísticamente cual sería la probabilidad de que fuera un autor u otro. Huelga decir que aciertan casi en el 100% de los casos. Sin embargo, las sinergias entre ingenieros, matemáticos, físicos, etc. y músicos no se quedan en la composición y el análisis, sino que la relación con los algoritmos va más allá, llegando al mundo de la interpretación.

¿Es posible que una máquina pueda interpretar la música de manera expresiva y «humana»? Se pueden determinar los criterios que distinguen una interpretación expresiva de una automatizada4, mediante software que analiza interpretaciones de concertistas. Cualquier músico profesional sabe que hay criterios interpretativos que no aparecen en las partituras de forma exacta. Lo invisible pero audible de la partitura. Los simuladores informáticos optimizan y definen códigos emocionales. El ordenador no copia lo que hace un intérprete, sino que realiza su propia interpretación a partir de algoritmos. Esto puede causar revuelo o controversia en el mundo de los músicos profesionales, pero si se escucha aquí esta interpretación de una sonata de Beethoven, nos queda claro que una interpretación mecánica queda bastante lejos y nos costaría saber si es un humano o una máquina si no fuéramos advertidos de ello.

Los algoritmos y la música son inseparables si queremos entender en profundidad la historia de la música occidental. La inteligencia artificial desarrollada en los últimos años hace que se replanteen nuevos paradigmas en el entendimiento filosófico del arte, traspasando los límites de lo humano. El hijo de este viejo matrimonio podría ser una distopía artística sin precedente o bien un escalón más en el avance de la humanidad con respecto a su arte más temporal. Hagan sus apuestas.

Referencias:

1 Trufó, Francisco. Algorithmic composition using an extension of Guido D’Arezzo Method, 2009.

2 McLean, Alex, and Roger T. Dean, eds. The Oxford handbook of algorithmic music. Oxford University Press, 2018. 3 Sandred, Orjan; Laurson, Mikael; Kuuskankare, Mika. “Revisiting the Illiac Suite-a rule-based approach to stochastic processes.”Sonic Ideas/Ideas Sonicas 2 (2009): 42-46. 4 Cancino-Chacón, Carlos E., et al. “Computational models of expressive music performance: A comprehensive and critical review.” Frontiers in Digital Humanities 5 (2018): 25.

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Sobre el autor: José Manuel González Gamarro es profesor de guitarra e investigador para la Asociación para el Estudio de la Guitarra del Real Conservatorio Superior de Música “Victoria Eugenia” de Granada.

El artículo Un viejo matrimonio: música y algoritmo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Koldo Garcia

Genetika hamaika arlotan erabilgarria bada ere –hona hainbat adibide harrigarri ekarri ditugu–, ezaguna da osasun-arloan duen eraginagatik. Zerbaitengatik da genetika medikuntzako Nobel Sarietan aipamen gehien dituen jakintza-arloa. Gaixotasunetan parte hartzen duten geneak –eta, ondorioz, funtzio biologikoak– ezagutzeaz gain, genetika baliagarria izan daiteke kalkulatzeko gaixotasun edo ezaugarri bat izateko probabilitatea. Gene-informazioa jardunbide klinikoan erabiltzeak onurak izan ditzake, baina badira arriskuak eta hutsuneak ere.

Urte askotako lanari esker, jakina da ehunaka gene-aldaerak duten eragina hainbat gaixotasunetan. Eragin horietan oinarrituta eta pertsona batek dituen gene-aldaerak kontuan hartuta, gaixotasun jakin bat izateko arriskua kalkula daiteke. Nolabait, zenbakiz adieraz daiteke pertsona bakoitzaren gene-informazioa. Kalkulu horri arrisku poligenikoaren balioa –ingelesez, polygenic risk score– esaten zaio eta, bestelako arrisku-faktoreekin batera, gaixotasunen diagnostikoa eta tratamendua hobetzeko erabil daiteke. Hau da, gene-informazioa jardunbide klinikoaren osagarria izan daiteke.

1. irudia: gene-informazioa erabil daiteke kalkulatzeko gaixotasun bat garatzeko probabilitatea. (Argazkia: Pete Linforth – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Argi dago, hortaz, gene-informazioa jardunbide klinikoan erabiltzeak onurak izan ditzakeela. Onura horien artean dago gaixotasun bat izateko arriskua aurresatea. Adibidez, arteria koronarioetako gaixotasunaren diagnostikoa hobetzen du ohiko arrisku-faktoreei gene-informazioa gehitzeak eta, horri esker, diagnosia askoz lehenago egin daiteke. Hala, arteria koronarioetako gaixotasunean arrisku-balio altuak dituzten pertsonetan tratamendua eraginkorragoa da balio baxuak dituztenetan baino. Gainera, arrisku-balio altuak dituzten pertsonek bere bizimodua moldatzen badute gaixotasuna garatzeko probabilitatea murritz dezakete.

Beste onura bat da diagnostikoak findu daitezkeela. Batzuetan 1 eta 2 motako diabetesak ezberdintzea konplexua izan daiteke, antzekoak diren sintomak izan ditzaketelako eta analisiek antzeko emaitzak izan. Bi diabetes motak ezberdintzeko gene-informazioa erabiltzeak, beste arrisku faktore batzuei gehituta, eraginkortasun handia izan du diagnosia fintzeko. Halako estrategiak eraginkorrak izan daitezkeela iradoki da gaixotasun zeliakoan, gazte-artritis ideopatikoan eta espondilitis ankilosatzailean. Hala, diagnostikoa lehenago egin daiteke eta proba inbaditzaileen erabilera murritz daiteke. Diagnostikoa hobetzeaz gain, tratamenduak fintzeko erabil daiteke gene-informazioa eta, ondorioz, gaixotasunaren garapena eta errepikatzea mugatu. Horrela, hobeto funtziona dezaketen tratamenduak ezarri daitezke edo bizimoduan aldaketak egin daitezke botikak hartu behar ez izateko.

Gene-informazioa gehitzea onuragarria izan daiteke populazio-mailako miaketetarako ere. Halako miaketetan helburua da gaixotasun bat izateko aukera handia duten pertsonak aurkitzea. Askotan arazoa izaten da gaixotasun horren maiztasuna txikia dela edo positibo faltsuen kopurua altua dela. Gene-informazioa erabil daiteke gaixotasuna izateko aukera handia duten pertsonak aukeratzeko eta pertsona horietan miaketak maizago egiteko edo froga zehatzagoak egiteko. Halako estrategia eraginkorra izan daitekeela iradoki da osteoporosian, bularreko minbizian edo arteria koronarioetako gaixotasunean.

2. irudia: gene-informazioa eskuratzea ohiko proba bilakatuko da jardunbide klinikoan. (Argazkia: DarkoStojanovic – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hala ere, edozein informaziorekin gertatzen den bezala, arriskuak ditu gene-informazioa erabiltzeak.

Alde batetik, informazio okerretik sortzen diren arriskuak daude. Gene-informazioa bakarrik erabiltzeak –beste mota batzuetako probak erabili gabe– positibo faltsuen eragina handitzen du, hau da, pertsona bat arrisku handikoa bezala sailkatzea halakoa ez denean. Horrek izan ditzakeen osasun ondorioak larriak izan daitezke eta, ondorioz, kontuan hartu beharreko arazoa da. Gainera, informazio-genetiko gehiena europar jatorriko populazioetatik sortu denez, emaitza okerrak lortzea eragin dezake beste jatorri bat duten populazioetan erabiltzeak gene-informazio hori.

Beste batetik, informazioa zuzena bada ere, arriskuak egon daitezke. Arrisku horien artean daude pertsona bati gene-informazioa modu egokian komunikatzea eta gene-informazio horrek esan nahi duena behar bezala azaltzea. Batik bat, arriskutsua izan daiteke egoki ez azaltzea arriskuaren balio horren ziurgabetasuna eta informazio hori gomendio egokiekin batera ez ematea. Gene bakarrean oinarritutako diagnostikoetan informazio hori modu egokian nola eman garatu den bezala –medikuarekin batera gene-kontseiluan aditua den pertsona bat egotea pazientea artatzerakoan, adibidez–, oraindik garatu egin behar da hainbat gene-aldaera erabilita lortzen den gene-informazioa behar bezala nola eman.

Gero eta gaixotasun eta ezaugarri gehiagorako gene-informazioa eskuragarri dagoenez, handitu egingo da gene-diskriminazioen aurrean babesteko beharra. Hainbat giza populaziok halako diskriminazioak pairatu dituzte historian zehar eta, ondorioz, mugatua da beren parte hartzea gene-ikerketetan. Gene-diskriminazioaren arriskua murriztu behar da giza populazio guztiek gene-informazioaren onurak jaso ditzaten. Gizarte-mailako beste arrisku batzuk dira jarrera determinista indartzea eta, ondorioz, osasun-gomendioak egokiak ez izatea; gene-informazioaren erabilera arrazista, sexista eta klasista; eta gene-informazioa ematea tratamendurik ez duten gaixotasunetarako, izan ere, ezinegona sortzen baitu horrek.

3. irudia: gene-informazioari esker medikuek informazio-iturri gehigarria izango dute beren jardunbidea zehatzagoa izateko. (Argazkia: Sebastián García – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Edonola ere, onartu behar da oraindik hutsuneak daudela gene-informazioa jardunbide klinikoan erabiltzerako orduan.

Arrisku poligenikoaren balioen garapena eta ebaluazioa gutxira arte ez da trinkoa izan. Arrisku poligenikoak kalkulatzeko, genoma osoko asoziazio-analisiak erabiltzen dira eta halako lanen emaitzak publiko egitean hutsuneak daude. Ondorioz, zaildu egiten da arrisku poligenikoaren balioen garapena, sendotasuna eta erabilera orokorra. Gainera, lehen aipatu bezala, europar jatorrikoak dira gene-ikerketa gehienak eta, hortaz, zalantzazkoa da jatorri eta egitura ezberdinetako populazioetan balio horien erabilpena. Hutsune horiek konpontze aldera, arrisku poligenikoaren balioak biltzen dituen datu-base irekia garatu da, gardentasunaren eta emaitzak errepikatzeko gaitasunaren mesedetan.

Beste hutsune bat da ez dagoela argi osasun-profesionalek nola jasotzen dituzten emaitzak eta jardunbide klinikoan erabili. Hainbat egitasmo gene-informazioa nola komunikatu lantzen ari badira ere, praktika onak egiteko gida-lerro argirik ez dago. Gene-informazioaren erabilera medikuntzako arlo gutxi batzuetan garatu denez, ez dago argi gene-kontseiluek izan ditzaketen eragina arestian aipatutako arriskuetan. Gainera, ez dago argi halako sistemak ezartzeak duen kostuen eta onuren arteko harremana aldekoa den.

Azkenik, gene-informazioaren erabilerak erregulatuta egon behar du, osasungintzan erabiltzen den beste edozein gailu dagoen bezala. Horrela, arrisku poligenikoaren balioak seguruak eta eraginkorrak direla bermatu behar da, beren kalitatea, eraginkortasuna, egokitasuna eta segurtasuna aztertuta. Hutsune hau betetzeko araudi argi bat garatu beharko da, gene-informazioaren erabilerarekin batera moldatzen joan beharko dena.

Laburbilduz, gero eta ohikoagoa izango da gene-informazioa jardunbide klinikoan erabiltzea, diagnostikoen eta tratamenduen zehaztasuna eta egokitasuna emendatzeko. Baina erabilera hori bidezkoa, zuzena eta unibertsala izan dadin, gene-informazio horren nondik norakoak eta mugak ulertu behar dira. Horretarako, halabeharrez, beharrezkoak ditugu herritarrekin batera egiten den zientzia arduratsua gauzatzea eta genetikaren oinarriak ulertzen dituen gizarte bat eratzea. Ez izan zalantzarik, lan horretan jarraituko dugu txoko honetan datorren urtean ere.

Erreferentzia bibliografikoa:

Polygenic Risk Score Task Force of the International Common Disease Alliance, (2021). Responsible use of polygenic risk scores in the clinic: potential benefits, risks and gaps. Nature medicine, 27, 1876–1884. DOI: 10.1038/s41591-021-01549-6

Egileaz:

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

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Onintze Salazar Pérez

17 de junio de 2017. Una carretera rural del centro de Portugal, la EN 236-1 en Pedrògão Grande, en el departamento de Leiria. Son las 14:30 y en el exterior el termómetro se acerca a los 42°C a la sombra. La carretera atraviesa un bosque de pinos y eucaliptos que arrastra un importante déficit de lluvia. La sequía es palpable a ambos lados. Y hace calor, mucho calor.

Avanza la tarde y en el cielo empiezan a verse las primeras nubes de tormenta. Nubes que nacen, se desarrollan y mueren en una misma zona y que reciben el nombre de cumulonimbos. A priori, no es mala noticia. Estas tormentas podrán traer la tan necesaria lluvia y harán que la temperatura descienda.

Comienza el juego de luces. Relámpagos que iluminan en fracciones de segundo el sediento bosque. Pero no llueve y los relámpagos se hacen cada vez más numerosos. Un rayo que impacta en el bosque, no muy lejos de la carretera de Pedrògão Grande, hace sobresaltar a los ocupantes de los coches que por allí circulan. Al rato, comienzan a verse los primeros focos de fuego. El bosque comienza a arder. Arde mientras los habitantes de la zona y los que por allí pasaban comienzan a huir. Y lo hacen por esa misma carretera por la que, según los indicios, el fuego no va a propagarse.

Sin embargo, esa tarde de junio, el incendio forestal se llevó por delante 67 vidas, la mayoría ocupantes de los coches que trataban de huir del infierno por esa carretera del centro de Portugal. El fuego les cerró las vías de escape en pocos minutos y murieron calcinados. Un incendio forestal originado por una tormenta seca que se volvió absolutamente imprevisible y voraz.

Foto: Lucilia Monteiro / Expresso

Tormentas secas

Seguramente pocos habían oído hablar de las tormentas secas o tormentas eléctricas secas. Se trata del mismo fenómeno de las tormentas “habituales”, con sus cumulonimbos y sus descargas eléctricas, pero en este caso, la diferencia se encuentra en la precipitación. Sí se produce, pero no llega a tierra. En determinadas situaciones, si la temperatura del aire que se sitúa debajo de los cumulonimbos es muy alta y la humedad muy baja, la precipitación, en su camino a tierra, se evapora.

A pesar de que la lluvia no llegue a tocar tierra, las descargas eléctricas, fruto de la separación de las cargas eléctricas dentro de la nube, sí se producen. Y son las que se dirigen a la superficie las que presentan peligro, en especial si la vegetación contra la que impactan está muy seca. Es así como, con mayor probabilidad y según los estudios realizados, se originó el incendio de Portugal esa sofocante tarde de junio. Las tormentas secas aportaron la chispa necesaria, mientras que la seca vegetación se convirtió en el combustible ideal.

Pirocúmulos y pirocumulonimbos

Pero la tormenta seca no fue la única causa del mortal desenlace. Y es que los incendios forestales cuentan con más armas, que las utilizan si sus dimensiones y las condiciones atmosféricas reinantes son las idóneas. Hablamos de los pirocumulos y los pirocumulonimbos. Nubes bautizadas como flammagenitus por la Organización Mundial de Meteorología desde que en 2017 actualizó su Atlas Internacional de Nubes.

Así, se denominan cumulus flammagenitus o cumulunonimbus flammagenitus a las nubes convectivas de tipo cúmulo o cumulonimbo cuyo origen se encuentra en los incendios forestales y en las erupciones volcánicas. Sin embargo, es más habitual referirse a ellas como pirocúmulos y pirocumulonimbos.

Foto: NASA

Esa tarde de junio en Pedrògão Grande la formación de pirocumulonimbos resultó ser un factor clave en el desencadenamiento trágico de los hechos. Contra todo pronóstico, el incendio se volvió, no solo mucho más virulento, sino que, además, imprevisible en su desplazamiento. Así, surgieron nuevos focos y un gran frente de fuego de unos 4 km de longitud, originados lejos del foco inicial. Este frente se propagó hacia la carretera por la que tantos vecinos intentaban huir y que, en principio, se encontraba fuera de la ruta del avance de las llamas.

Más rayos y fuertes vientos

El calor originado por el foco inicial en su ascenso por la atmósfera, se encontró con el suficiente aire frío para que el vapor de agua, principalmente resultante de la combustión, permitiera la formación de nubes. Nubes que crecieron en la vertical convirtiéndose en cúmulos primero, y cumulonimbos posteriormente. Cuando estas nubes se encuentran con la tropopausa (límite entre la troposfera y la estratosfera), generalmente no pueden crecer más hacia arriba y comienzan a crecer en la horizontal, de manera que se extienden sobre zonas lejanas al foco inicial.

Es precisamente lo que se concluye que ocurrió en Pedrògão Grande. El pirocumulonimbo que se formó generó nuevos focos lejos del origen del incendio, provocados tanto por la posible caída de nuevos rayos como por los desplomes de aire que se producen al descargar precipitación.

Otro elemento fundamental en la propagación de los incendios forestales, el viento, también tienen su origen en estas tormentas. La precipitación que parte de la base de la nube, llegue o no a tocar suelo, se evapora en su descenso al encontrarse con aire más cálido. Para evaporarse, las gotas de agua roban calor al ambiente, por lo que el aire bajo la nube se enfría muy rápidamente. Ese aire frío, al ser más denso y, por tanto, pesar más, tiende a descender, en este caso, de manera muy rápida. Estos vientos fuertes que se originan en las tormentas y reciben el nombre de downburst, pueden tomar cualquier dirección tras llegar a la superficie y dificultan enormemente las tareas de extinción.

Bureau of Meteorology, Australian Government

 

Además de servir como elemento de propagación, el viento también aviva el fuego, ya que le inyecta oxígeno. Los downburst son más fuertes cuánto más desarrollo tenga el cumulonimbo, pero tanto el lugar donde se van a producir, como la dirección que estas corrientes vayan a tomar una vez llegan a tocar suelo, son altamente imprevisibles. Así, el desarrollo de pirocumulonimbos en los incendios forestales los convierte en muy peligrosos y su control y extinción se complica enormemente.

El incendio de Australia

El incendio de Portugal no es el único ejemplo que sobrecoge por sus dimensiones y sus graves consecuencias. En los últimos años han sido numerosos los incendios forestales que han afectado a grandes extensiones en diferentes partes del planeta. Uno de los más llamativos, por su extensión, virulencia y duración fue el que mantuvo en máxima alerta a buena parte del oeste de Australia entre octubre de 2019 y enero de 2020. Más de 90 días en los que las llamas quemaron millones de hectáreas y obligaron a desplazarse o directamente acabaron con la vida de aproximadamente 3 millones de animales.

A lo largo de todos esos días se formaron diversos pirocúmulos y pirocumulonimbos que llamaron la atención de los medios de comunicación. Pero, al margen de la belleza de estas nubes, su aparición elevó el riesgo del ya de por sí peligroso incendio.

Foto: Meganesia / Wikimedia Commons

Australia y, en especial, el oeste de Australia estaba sufriendo una larga y prolongada sequía, además de temperaturas inusualmente altas. 2019 resultó ser el año más seco y más cálido en el país, llegando incluso a batir récords de temperaturas máximas más altas en verano (49,9°C en Nullarbor, en diciembre de 2019).

El cambio climático

Sequías y olas de calor como las que sufría el centro de Portugal en la primavera de 2017 o Australia en el verano de 2019-2020, conforman el marco perfecto para el origen de importantes incendios forestales. Sequías y olas de calor cada vez más severas, más duraderas y más frecuentes. Es el nuevo escenario en el que vivimos como consecuencia del calentamiento global, sin esperanza ya de que pueda mejorar. Según el último informe del IPCC, si se supera en más de 2°C la temperatura media global en superficie con respecto a los niveles de la época preindustrial, y no estamos muy lejos, en la región mediterránea aumentará más del 50% la superficie quemada como consecuencia de los incendios forestales. Más incendios forestales, con mayor probabilidad de que formen pirocúmulos y, por tanto, con una mayor dificultad para su control y extinción.

Seguramente el único responsable de la gran mortalidad del incendio de Portugal no fuera el cambio climático (la gestión de los suelos, los planes de prevención y extinción de incendios forestales, entre otros, parecen haber tenido su peso en las fatales consecuencias). En cualquier caso, en el futuro vamos a tener que enfrentarnos a este tipo de incendios forestales con mayor frecuencia. Y será clave poder predecir la formación, el desarrollo y el comportamiento de estos temibles aliados de los incendios forestales, los pirocúmulos.

Referencias:

1. Taking the pulse of pyrocumulus clouds.
2. Estudio sobre el comportamiento explosivo del fuego en incendios forestales. (pág. 26-28)
3. Fire growth patterns in the 2017 mega fire episode of October 15, central Portugal.
4. California’s Creek Fire Creates Its Own Pyrocumulonimbus Cloud
5. Las posibles causas de los incendios pavorosos en Portugal.
6. Wildfires and global change.
7. Relatório condições meteorológicas associadas ao incêndio de Pedrógão Grande de 17 junho 2017. Instituto Português do Mar e da Atmosfera
8. El cambio climático y la tierra. Resumen para responsables de políticas.
9. El incendio de Sierra Bermeja es el primero de sexta generación en España: por qué y cómo se clasifican los grandes fuegos forestales

Sobre la autora: Onintze Salazar Pérez es física y meteoróloga en Euskalmet, Agencia Vasca de Meteorología

El artículo Pirocúmulos, los temibles aliados de los incendios forestales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Geologia

Blanca Martinez geologoak gure planetako geologiari buruzko irakurketa egitera gonbidatzen gaitu Zientzia Kaieran. Jules Vernek gruyère gazta baten modura irudikatu bazuen ere, Lurraren barnealdea egitura askoz ere konplexuagoa da, material eta ehundura ugariz josia. Hasteko, Blancak azaltzen duenez, ez da esfera perfektu bat, elipsoide bat baizik eta geruzetan dago banatuta lurrazaletik nukleoraino. Geruza hauek, ordea, bi modutara sailka daitezke: konposizio kimikoaren arabera edo portaera mekanikoa kontutan izanik. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Gure planeta eta haren erraiak.

Psikologia

Ikerketek erakutsi dutenez, benetan garena baino gazteagoak sentitzen gara, batez ere 40 urtetik aurrera. Zahartzeari buruzko azterketak adin subjektiboa kontuan hartzen hasi dira, hau da, norberak sentitzen duen adina. Alexandre Kalache medikuak zahartze-prozesuak ikertzen ditu eta haren esanetan, adin kronologikoa jada ez da zahartzaroa neurtzeko tresna erabilgarria. Izan ere, gaur egun beste modu batera zahartzen gara, besteak beste, bizi-baldintza hobeak ditugulako. Adin subjektiboak aukera ematen die adinekoei proiektu berriak hasteko eta interes pertsonal berriak garatzeko, eta ikerketek erakutsi dute harreman positiboa dagoela gazteago sentitzearen eta osasun hobea izatearen artean. Datuak Zientzia Kaieran: Garena baino gazteagoak sentitzen gara.

Osasuna

Kukutxeztularen intzidentzia izugarri igo da azken hamarkadetan mundu zabaleko herrialde desberdinetan. EAEn esaterako, 2015ean Espainia osoko intzidentziarik altuena izan zuen, 100.000 biztanleko 91,67 kasurekin. Egoera hau hobetzeko, gorakada honen arrazoi posibleak identifikatu eta aurre egiteko tresnak diseinatu beharrean gaude. Osasun publikoa bermatzeko hautatutako neurririk erabiliena txertoa da, baina kukutxeztularen aurkako txertoek eraginkortasun txikia erakutsi dute. Horregatik, infekzioa sortzen duen Bordetella pertussisen bakterioaren ezaugarriak eta honek jariatzen dituen birulentzia faktoreak ere deskribatu dira. Informazio honetaz baliatuz, sendagai berriak diseinatu ahal izango dira. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Kukutxeztula: “gainditutako” gaitz baten itzulera.

Duela aste batzuk, COVID-19aren kontrako bi botika antibiralen berri eman zuten laborategiek eta sendagaien agentziek: Molnupiravir eta Paxlovid. Saio-klinikoetan jasotako emaitzen arabera, biak ziren eraginkorrak ospitaleratzeekiko eta heriotzarekiko, baina Molnupiravir antibiralak % 50-eko eraginkortasuna lortu zuen, eta Paxlovid-ek, berriz, % 89-koa. Bestalde, bi antibiralen saio-klinikoetan boluntarioek arrisku-faktoreak izan zituztela azaldu dute. Datuak Elhuyar aldizkarian: COVID-19aren kontrako antibiralak: Molnupiravir, ez hain eraginkorra; Paxlovid, oso.

Biokimika

Maxine Frank Singer biokimikaria 1931ko otsailaren 15ean jaio zen, New York hirian. Emakume honek zientziari eskaini zion bizitza guztia, esparru oso ezberdinetan gainera; laborategietan egin zuen zan, baina baita bulegoetan ere, zientzia kudeatzen eta defendatzen. Kimika ikasketekin hasi zuen bere karrera zientifikoa eta ondoren biologiara salto egitea erabaki zuen. Bere aholkulariak azido nukleikoen ikerketan espezializatzera animatu zuen Singer eta alor horretan espezializatu zen. Noizbait azaldu zuenez, berak 50eko eta 60ko hamarkadetan ez zituen izan beste emakumezko ikertzaile batzuek aurkitu zituzten zailtasunetako batzuk. Alabaina, urte batzuk beranduago, bere larruan bizi izan zuen garai hartan zientzia ingurunean ohikoa zen emakumeenganako diskriminazioa, bere laborategirako hautagai kualifikatu askok ez baitzuten emakumezko nagusi batekin lan egin nahi. Horren ondorioz, emakumeek aurrerapen zientifikoan duten rolaren aldeko defendatzaile eta ekintzaile bihurtu zen. Datuak Zientzia Kaieran: Maxine Singer, ikerketa genetikoaren ildo etikoak zehaztearen alde lan egin zuen biokimikaria.

Astronomia

Elhuyar aldizkarian irakur daitekeenez, Esne Bidearen erdiko zulo beltzaren inguruko izarren irudi onenak lortu dituzte. Irudi hauek lortzeko, 2021eko martxotik uztailera bitartean behaketak egin dituzte, ESOren VLTI interferometroaren Gravity tresna erabilita. Izar horietako bat, S29 izenekoa, zulo beltzetik inoiz baino gertuago ikusi zuten, zulo beltzetik 13 mila milioi kilometrora, hain zuzen; Eguzkiaren eta Lurraren arteko distantzia 90 aldiz baino ez. Aurkikuntza honetaz aparte, beste izar bat behatu dute lehen aldiz eta S300 izena jarri diote.

Lehenengo aldiz, NASAren zunda bat Eguzkiaren koroan barneratu da. 2018an jaurti zuten Parker Solar Probe zunda eta azkenean, apirilean Eguzkiaren kanpo-atmosferan sartu zen. Bost orduz egon zen koroaren barnean eta denbora horretan, Eguzkiaren partikulak eta eremu magnetikoa aztertzeko laginak hartu zituen. Datu hauekin eginiko aurkikuntzak aste honetan argitaratu dira Physical Review Letters aldizkarian. NASAk informazio hau oso baliotsua izatea espero du, izarrak gure Eguzki-sisteman duen eragina hobeto ulertu ahal izateko.

Abenduaren 24ean, James Webb espazio teleskopioa jaurtiko dute Guyana Frantsesetik. Aparailu hau unibertsoaren eta galaxien sorrera orain arte ikusi gabeko zehaztasunez ikertzeko erabiliko da eta espaziotik egingo ditu neurketak. Espazioko izpi infragorriak jasoko ditu, hau da, Big Bangetik 250 milioi urtera sortu ziren izarren izpiak. Beroa eta distirak saihestu behar ditu teleskopio honek eta, horregatik, eguzkiaren inguruan orbitatuko du, baina beti Lurra atzean duela, itzala egiteko. Hainbat atzerapen izan ditu jaurtiketa honek, besteak beste, jarri dioten izenak sortu zuen asalduragatik, Webbek ustez LGTBI kolektibokoak baztertu zituelako. Datuak Berrian: Begi berria, aro berria.

Ingurumena

Milaka zientzialarik eta 30 elkartek adierazpen bat sinatu dute natura lehengoratzeko asmo handiko lege bat eskatuz, SERE natura lehengoratzeko Europako elkartearen gidaritzapean. Idatzi horretan azaldu dutenez, gizateria arrisku goreneko egoera batean dago klimari eta biziari dagokionez eta, beraz, ahaleginak areagotu behar direla adierazi dute. Xede zehatzak jaso dituzte adierazpenean, besteak beste, ekosistema jakin batzuei lehentasuna ematea, ebidentzia zientifikoan oinarritutako metodologiak erabiltzea eta epe luzeko konpromisoa hartzea. Sinatzaileek baieztatu dutenez, horrekin guztiarekin, klima-larrialdiaren ondorioak apaltzea eta biodibertsitatea babestea lortuko da. Ana Galarragak azaldu du Elhuyar aldizkarian: Natura lehengoratzeko asmo handiko lege bat eskatu diote zientzialariek Europako Batasunari.

75 urte eta gero, igaraba berriro azaldu da Urumearen behe eremuan. Iñaki Sanz-Azkue biologoaren hitzetan, aurreko asteko uholdeak bultzatuko zuen igaraba eremu horretara, igelak ehizatzera ziurrenik. Igaraba galtzeko arriskuan dagoen espezie bat da, eta, duela urte gutxi arte, Gipuzkoan galdutzat ematen zen. Itsas Enara ornitologia elkarteko eta Haritzalde naturazaleen elkarteko kideen laguntzaz, igaraba filmatu dute gauez eta Berrian dago ikusgai. Iñakik biodibertsitatearen aldeko proiektu lokalak beharrezkoak direla nabarmendu nahi izan du, ikusi denez, luzera emaitzak ematen baitituzte.

Artikoan inoiz neurturiko tenperaturarik altuena erregistratu zuten iaz. Siberian izan zen, 2020ko ekainaren 20an, eta 38 gradu zentigraduko tenperatura izan zen. Zientzialariek azaldu dutenez, bero uholde luze batean neurtu zen. Uda horretan, Siberiako Artikoko batez besteko tenperaturak normalean baino hamar gradu beroagoak izan ziren. Uda horretan bertan, Antartikan ere tenperatura errekorra erregistratu zen: 18,3 gradu. Petteri Taalas Munduko Meteorologia Erakundeko idazkari nagusiak azaldu duenez, erakunde honetako fitxategiak ez du inoiz horrenbeste ikerketa eduki mahaiaren gainean aldi berean. Edu Lantzargurenek azaldu du Berrian.

Aitziber Agirrek Elhuyar aldizkarian azaldu duenez, urtean 1,5 trilioi musuko beharko dira munduan, berrerabilgarriak sustatzeko politika aktiboak egin ezean. Portsmoutheko Unibertsitateko ikertzaileek salatu dute arazo hau eta, beraien esanetan, gobernuek giza osasuna babesteko irizpidetan oinarrituta erantzun diote pandemiari, baina ingurumen-arazo larri bat sortu dute bitartean. Gaur egun, zabortegiak eta kaleak polimero ez birziklagarriez egindako milioika musukoz, eskularruz eta toallatxo desinfektatzailez beterik daude. Ingurumen-arazoa kuantifikatzeko, 2020ko martxotik azaroa bitartean munduko hamaika herrialdetan bildutako zaborra aztertu dute eta joera orokor batzuk identifikatu dituzte: pandemiaren hasieran eskularruak izan ziren gehien erabili zirenak, baina ondoren musukoen erabilera gailendu zen, OMEk komunikatu zuenean birusa batez ere aerosolen bidez transmititzen zela. Datuak ikusirik, zaborraren arazoa lehenesten duten politikak ezarri behar direla adierazi dute ikertzaileek.

Egileaz:

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

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El gran evento de divulgación Naukas regresó a Bilbao para celebrar su décima edición en el magnífico Palacio Euskalduna durante los pasados 23, 24, 25 y 26 de septiembre.

En matemáticas, un número construible es aquel que puede representarse mediante finitas operaciones de sumas, restas, multiplicaciones, divisiones y raíz cuadrada de enteros. Tales números corresponden a los segmentos que se pueden construir con regla y compás, son la ligazón entre álgebra y geometría. Cuando no existía el álgebra y los matemáticos eran geómetras empeñados en usar solo una regla sin marcar y un compás, tres problemas sobresalieron por imposibles: duplicación del cubo, trisección del ángulo y cuadratura del círculo. Andando el tiempo la construcción del heptágono regular se uniría al grupo. El concepto de número construible nos da el porqué y José Antonio Prado Bassas nos lo explica.



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

El artículo Naukas Bilbao 2021: José Antonio Prado Bassas – Dando vueltas al compás se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Influenceren eta isuri kognitibo sustatuen garai honetan, robotak ere izan daitezke influencer. Robots can be companions, caregivers, collaborators — and social influencers Shane Saundersonen eskutik.

Bi partikulen arteko elkarrekintza duten arazoak analizatzen zailak dira, baina egingarria da. Baina hiru baino gorputz gehiago, analitikoki, praktikoki ezinezkoa da. Pentsa, esterako, atomo erdi-metaliko baten eragina duen molekula sinple baten elektroien arteko elkarrekintzak. Amesgaiztoa izan daiteke nukleo eta elektroi ezberdinen artekoak zenbatzea. Hona DIPCren proposamena: Towards the complete description of the electron correlation

Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.

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Fernando Sarrionandia-Ibarra Eguidazu

Vistas desde las Peñas de Aya (Aiako Harria), con parte del Golfo de Bizkaia arriba a la derecha. Como referencia puede distinguirse la isla de Santa Clara en la bahía de La Concha (San Sebastián / Donosti). Las rocas en primer término son de origen magmático.

La erupción en el volcán Cumbre Vieja (La Palma) ha despertado un inusitado, pero a la vez comprensible, interés por el vulcanismo. Las impactantes imágenes que ofrecen los volcanes se hacen noticia cada vez que entran en erupción. Sin embargo, la mayor parte de la actividad volcánica terrestre se desarrolla en los fondos oceánicos, donde son casi diarias las erupciones. Esa importante actividad volcánica submarina, que genera una inmensa cantidad de depósitos volcánicos al año (3 km3/año), pasa generalmente inadvertida debido a la enorme presión hidrostática ejercida por las aguas oceánicas sobre los centros de emisión de las lavas. Es más, aunque parezca paradójico, muchos de los depósitos volcánicos preservados en áreas emergidas también se formaron en erupciones submarinas. Un excelente ejemplo de esa situación podemos encontrarlo en Bizkaia y Gipuzkoa. En algunos taludes de las carreteras de esos dos territorios, cauces de ríos y cimas, aflora una potente sucesión volcánica, cuya formación estuvo estrechamente relacionada con la apertura del Golfo de Bizkaia. Por tanto, aunque actualmente en Euskadi no hay volcanes activos ni síntomas de actividad volcánica (emisión de gases volcánicos, gradientes geotérmicos elevados, sismicidad volcánica, etc.), se puede afirmar con rotundidad que en este territorio hubo en algún momento una actividad volcánica submarina importante.

¿Dónde están esos volcanes submarinos?

Esas formaciones volcánicas submarinas, que alcanzan en algunos puntos hasta 2.500 m. de espesor, se extienden actualmente decenas de kilómetros por Bizkaia y Gipuzkoa, definiendo un alineamiento cartográfico con dirección general N120E. Así, es posible observar interesantes depósitos volcánicos en zonas de Getxo, Sopelana, Lemoiz, Arrieta, Fruiz, Errigoiti, Gernika, Markina, Elgoibar, Eibar, Soraluze, Bergara, Azkoitia y Zumarraga. También son observables pequeñas cámaras magmáticas y diques de alimentación de esos volcanes en Zierbena, Santurtzi, Abadiño, Elorrio y Elgeta, además de en los municipios anteriormente indicados.

El volcanismo submarino terrestre

Los fondos oceánicos están formados por rocas volcánicas, parcialmente cubiertas por una capa de sedimentos. La formación de la mayor parte de esas rocas, y por tanto el volcanismo, se localizan en los márgenes divergentes de las placas litosféricas. La litosfera es la capa externa rígida de la Tierra. Está fragmentada en una serie de placas que se desplazan unas con respecto a otras generando importantes interferencias (sismicidad, volcanismo y deformaciones) en sus bordes. Las rocas situadas bajo esas placas conforman la región denominada astenosfera, donde las rocas están a más de 1200ºC. En los entornos oceánicos donde las placas litosféricas se separan (“márgenes divergentes”) las rocas de la astenosfera se descomprimen adiabáticamente (sin perder energía calorífica) y se funden generando magmas que, tras ascender, originan el volcanismo de las dorsales centro-oceánicas. Precisamente, la mayor actividad volcánica de la Tierra se concentra a lo largo de las dorsales centro-oceánicas, donde se estima que puede haber del orden de 1.000 erupciones volcánicas al año.

El registro volcánico de Bizkaia y Gipuzkoa

Fuente: El Diario Vasco

Las rocas volcánicas de esos territorios afloran intercaladas entre los depósitos sedimentarios cretácicos que conforman la Cordillera Cantábrica. Los materiales volcánicos se corresponden con coladas de lava (pillow lavas y lavas tabulares), tobas de cenizas y lapillis, y aglomerados de bombas y bloques. En esos afloramientos también se puede reconocer una compleja red de cuerpos intrusivos (diques, sills y lopolitos) que representan los conductos (“sistema de alimentación”) por los que ascendían los magmas que alimentaban esas erupciones. Ese volcanismo dio lugar sobre todo a la erupción de basaltos, aunque no son raras rocas subordinadas de otras composiciones (p.ej. traquitas). Las erupciones volcánicas se desarrollaron durante el Cretácico Superior (de 110 Ma a 85 Ma -Ma: millones de años-) a profundidades batiales (de 900 a 1.400 m.), un tiempo durante el cual se fue abriendo el Golfo de Bizkaia con la formación de nueva corteza oceánica en su eje central. La gran variedad de rocas y estructuras volcánicas de esa sucesión, actualmente en estudio, sugiere que la actividad eruptiva fue cambiante y diversa, con estilos eruptivos efusivos y explosivos hawaiianos y estrombolianos, pero también surtseyanos (freatomagmáticos), como consecuencia de la violenta expansión del agua al contactar con las lavas.

¿Cuáles fueron las causas de ese volcanismo?

En el Pérmico (299 Ma) la práctica totalidad de la litosfera continental estaba unida formando un supercontinente denominado Pangea. En el Pérmico superior (259 Ma) se inició el desmembramiento de Pangea. El estiramiento y la fracturación de la litosfera continental de ese supercontinente, trajo consigo la separación de la microplaca Ibérica de la placa Euroasiática. La separación de ambas placas se estaba desarrollando en el marco de la apertura del Atlántico Norte, en el que también se integraría el origen del Golfo de Bizkaia. Entre ambas placas se generó una cuenca marina, instalada sobre una corteza continental hiperextendida, en la que podría haberse acumulado una secuencia sedimentaria de hasta 17 km. de espesor. La hiperextensión de la litosfera continental también trajo consigo la fusión parcial del manto, como consecuencia de su descompresión adiabática. La fusión del manto generó magmas basálticos alcalinos que ascendieron a través de la litosfera continental a favor de fracturas, formando diques. Muchos de esos diques alcanzaron el fondo marino, alimentando las erupciones volcánicas submarinas. En cambio, otros magmas no llegaron a la superficie, formando pequeñas cámaras magmáticas en el interior de la corteza que actualmente están representados por los sills y los lopolitos. En esas pequeñas cámaras magmáticas, algunos magmas basálticos experimentaron procesos de cristalización fraccionada, alcanzando las composiciones traquíticas anteriormente citadas.

¿Cómo emergieron los volcanes submarinos de Bizkaia y Gipuzkoa?

Tras la extinción del vulcanismo submarino, la sedimentación en la cuenca marina comprendida entre la microplaca Ibérica y la placa Euroasiática continuó. Los volcanes y sus depósitos quedaron cubiertos por una potente pila sedimentaria. Durante el Santoniense (86 Ma) la placa Africana empezó a desplazarse hacia el norte como consecuencia de la expansión del océano Índico. El acercamiento entre las placas Africana y Euroasiática empujó la microplaca Ibérica hacia el norte, provocando su colisión contra la placa Euroasiática. Ese proceso de convergencia e imbricación litosférica, y que trajo consigo la formación de la cordillera Pirenaica, tuvo lugar entre 70 y 40 Ma. La deformación y emersión de los materiales rocosos de la cuenca marina que separaba ambas placas puso en exposición los afloramientos volcánicos que hoy podemos visitar en Bizkaia y Gipuzkoa.

¿Por qué son interesantes esos depósitos volcánicos?

A pesar de la cotidianidad de las erupciones submarinas, ese proceso geológico continúa siendo enigmático, ya que son testimoniales el número de observaciones directas realizadas hasta hoy. En contra de lo que inicialmente se creía, las observaciones realizadas desde batiscafos tripulados, las imágenes obtenidas con sumergibles no tripulados y las muestras de rocas extraídas con dragas y sondeos mecánicos, evidencian que la actividad volcánica submarina no es muy distinta a la que se desarrolla en condiciones subaéreas. Es cierto que la investigación del desarrollo de las erupciones submarinas sigue presentando importantes limitaciones tecnológicas, pero existe un itinerario alternativo: el estudio de los depósitos volcánicos submarinos que afloran en áreas emergidas. Por ese motivo, las formaciones volcánicas de Bizkaia y Gipuzkoa son un extraordinario laboratorio en el que se pueden inferir, a partir del estudio de los productos volcánicos, cómo se desarrollan las erupciones submarinas. Sus excelentes afloramientos han sido visitados por geólogos de distintas universidades y centros de investigación. La calidad de esos afloramientos ha sido incluso reconocida por varios investigadores de prestigio internacional. Sin duda alguna, la investigación geológica de los fondos oceánicos actuales y la de las sucesiones volcánicas submarinas en áreas emergidas deben considerarse complementarias. En ambos casos están aportando información crítica que permite entender mejor las unas gracias a las otras. De ahí la necesidad de seguir progresando en la senda del conocimiento, en este caso geológico.

 

Sobre el autor: Fernando Sarrionandia-Ibarra Eguidazu es profesor agregado del Departamento de Geología y miembro del Grupo de Investigación GIU20/010 de la UPV/EHU

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

El artículo Los volcanes submarinos de Bizkaia y Gipuzkoa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Rocío Benavente

Maxine Singerrek karrera zientifiko zabala izan du; laborategietatik bulegoetara, zientzia egitetik kudeatzera, defendatzera eta arlo horretan lan egiten dutenen gizarte erantzukizuna azpimarratzera eraman zuen karrera zabala. Hori dela eta, garapen zientifikoaren funtsaren ikuspegi oso zabala izan zuen, horretan zihardutenentzako baliabideak defendatu eta ahalbidetu zituen eta eztabaida garrantzitsuetan parte hartu zuen, bai aurrerapen zientifikoei buruzkoetan, bai muga etikoei buruzkoetan –besteak beste, askatasun zientifikoarekin, edizio genetikoarekin eta espazioaren esplorazioarekin lotutakoak–.

1. irudia: Maxine Singer laborategian lanean. (Argazkia: National Institutes of  Health, USA – Domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikipedia)

Maxine Frank Singer 1931ko otsailaren 15ean jaio zen, New York hirian. Brooklyn barrutiko eskola publikoetara joan zen, eta, zioenez, betidanik izan zuen zientziarekiko interesa, berak oroitzen zuenaren arabera behintzat. Kimikako emakumezko irakasle batek interes hori lantzera animatuta, Kimikan matrikulatu zen Swarthmore Collegen eta bertan graduatu zen 1952an –ohorezko aipamena egin zioten–. Garai hartan, ez industria ez akademia ez ziren bereziki abegikorrak emakumeekin, baina bere unibertsitate ikastegian adineko ikasle talde baten eta irakasleen babesa aurkitu zuen Singerrek. Administrazioarekin borrokatu behar izan zuen, ordea, arrazoi batengatik: kimika egin ondoren, biologia ikasten jarraitu nahi zuen, baina aukera bakarrak fisika edo matematika egitea ziren. Arau horri aurre egin zion eta garaitu egin zuen.

DNAren azterketa, oso gai ezezaguna zenean

Ondoren, emakume ikasleentzat bereziki egokia zen unibertsitate batean hasi eta 1957an osatu zuen biokimikako doktoregoa, Yale Unibertsitatean. Bere tesiaren gaia proteinen kimikarekin lotuta zegoen, baina bere aholkulariak azido nukleikoen ikerketan espezializatzera animatu zuen Singer. Garai hartan, arlo hori oso ezaguna zen, baina James Watsonek eta Francis Crickek 1953an DNAren helize bikoitza argitaratu ondoren, hurrengo hamarkadan, biokimikako oinarrizko arloa eta nagusia bihurtu zen.

1956an, Singer Artritisaren eta Gaixotasun Metabolikoen Institutu Nazionalean sartu zen, Leon Heppelen laborategian –orduan DNA ikertzen ari zen zientzialari bakarrenetako bat zen– eta, bi urte geroago, Osasun Institutu Nazionaletan (NIH) ikertzaile lanpostu bat lortu zuen. Han 17 urtez lan egin zuen; 1975ean, berriz, Minbiziaren Institutu Nazionalean sartu eta mailaz igo zuten. Hala, 1980an, Biokimika Laborategiko buru bihurtu zen.

Urte batzuk geroago kontatu zuenez, garai hartan ezohikoa izan arren, emakume zientzialariekiko abegitsuak ziren erakunde akademiko eta zientifikoetan lan egin zuen eta bazekien, arrazoi horregatik beragatik, berak 50eko eta 60ko hamarkadetan ez zituela izan beste emakumezko ikertzaile batzuek aurkitu zituzten zailtasunetako batzuk. “Desparekotasun hori existitzen zenik ere ez nekiela uste dut; ez genuen horretaz hitz egiten, ezta pentsatzen ere. Garai hartan ‘normaltzat’ hartzen genuen jokabidea, neurri handi batean, gaur egun diskriminatzaile eta onartezintzat hartuko genuke, ikuspegi zuzen batetik”.

Inork ez zuen emakumezko nagusi batentzat lan egin nahi

Urte horietan, biokimika eta biologia molekularra bereizten edo nahasten dituen lerroari buruzko lan bat garatu zuen: RNAren sintesia, hainbat entzimak DNAren eta RNAren ekoizpenean eta metabolismoan duten rola, birus jakin batzuen birkonbinazio genetikoa eta kromatina izeneko DNAren proteina baten egitura. Urte batzuk lehenago, 1960an, Marshall Nirenberg kideari giza kode genetikoa deszifratzen lagundu zion, hari DNA molekula sintetiko ezagunak emanda. Horiei esker, informazio genetikoa hiru hizkiko kode batean gordeta dagoela zehaztu ahal izan zuten.

60ko hamarkadaren erdialdean bai, orduan, bere larruan bizi izan zuen garai hartan zientzia ingurunean ohikoa zen emakumeenganako diskriminazioa: bere laborategirako doktorego ondoko ikertzaileak bilatzen ari zela ikusi zuenez, hautagai kualifikatu askok ez zuten emakumezko nagusi batekin lan egin nahi, horrek gerora beren anbizio zientifikoetan eta lanekoetan eragina izango zuen beldurrez. Horren ondorioz, diskriminazioaren aurkako eta emakumeek aurrerapen zientifikoan duten rolaren aldeko defendatzaile eta ekintzaile bihurtu zen.

Edizio genetikoaren mugak eta horiek noiz aldatu

1973an, Azido Nukleikoei buruzko Gordon Konferentziaren buruetako bat izan zen. Horren barruan, DNA birkonbinatzeko eta edizio genetikoa egiteko lehen teknologiek osasunean eta ingurumenean izan zitzaketen ondorioei buruzko lehen eztabaidak eta kezkak sortu ziren. Singer Asilomarreko Konferentziaren parte izan zen. Konferentzia horretan, 1975eko otsailean, mota horretako ikerketetarako lehen muga etikoak ezarri ziren eta, ikerketa zientifikoek aurrera egin ahala, horiek egitea segurutzat eta egokitzat jotzen zen neurrian, mugak aldatzeko eta ezabatzeko esparrua finkatu zen.

80ko hamarkadan, tartekatutako elementu nuklear luzeak izeneko (ingelesezko laburdura LINE da) DNAko sekuentzien familia batean jarri zuen arreta; hau da, leku batetik bestera salto egin, ugaztunen kromosomen hainbat puntutan sartu eta batzuetan mutazioak eragin eta horien ondorioz gaixotasunak sortzeko gai diren kode genetikoko elementuen sekuentzia luzeetan.

Hainbat urtez, Singerrek ingeniaritza genetikoari, haren aukerei eta muga etikoei buruzko eztabaidan rol eta ahots garrantzitsuak izaten jarraitu zuen. Eztabaida publikoan ere parte hartu zuen, komunikabideetan gai horiei buruz idatziz eta gizartearentzat dibulgazioa eginez; giza genomari buruzko ikerketak finantzatzeko beharraz, aldaketa genetikoaren nekazaritza eta medikuntzako erabilerez eta erlijioaren eta zientziaren arteko harremanaz, besteak beste.

1988an, biologiaren, astronomiaren eta Lurraren zientzien arloetan itzal handia zuen erakunde zientifiko pribatu baten, Washingtongo Carnegie Institutuaren, zuzendari izateko aukeratu zuten. Bertan, ekologia globaleko sail berri bat sortu zuen, zeinak gaur egun oraindik ere garrantzitsuak diren hainbat gai hartu zituen ardatz, hala nola jasangarritasuna eta biodibertsitatearen kontserbazioa. Halaber, Txilen bi Magallanes teleskopio bikiak ezartzeko lanean parte hartu zuen eta Washingtongo eskola publikoetako ikasle eta irakasleentzako hezkuntza zientifikoko hainbat programa sortu zituen.

1992an, Zientziako Domina Nazionala jaso zuen, “bere lorpen zientifiko bikainengatik eta zientzialarien gizarte erantzukizunaren inguruan zuen kezka sakonagatik”.

Artikulu zientifiko ugari idazteaz gain, Singerrek, ikerketa genetikoari, haren potentzialari, mugei eta hura ahalbidetu zuten figura zientifikoei buruzko ezagutza sustatzeko, dibulgazio zientifikoko hainbat lanetan eta ikastetxeetarako testuliburutan parte hartu zuen. “Biologiaren aparteko alderdi batean parte hartu dut. Eta beti horretan aritu nahi izan dut”.

Iturriak:

• Biographical Overview, Maxine Singer Papers.
• Jewish Women Archive, Maxine Singer.
• National Medal of Science, Maxine F. Singer (1931 ).
• Your Dictionary, Maxine Singer.

Egileaz:

Rocío Benavente (@galatea128) zientzia kazetaria da.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2021eko abenduaren 2an: Maxine Singer, la bioquímica que trabajó para trazar las líneas éticas en la investigación genética.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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En la década de 1660, un brote de peste bubónica asoló Inglaterra y obligó a sus ciudadanos a aislarse para evitar los contagios. Entre ellos se encontraba un joven de 22 años llamado Isaac Newton. En 1665 abandonó la Universidad de Cambridge y se recluyó en su casa de campo. Fue allí donde tuvo lugar uno de los frenesís creativos más locos de la historia de la ciencia, un periodo que hoy conocemos como “el año maravilloso de Newton”.

La leyenda de este año está adornada, sin duda, por las exageraciones que acompañan a los relatos cuando viajan a través de los siglos. Para empezar, porque el año maravilloso no duró, precisamente, “un año”. Pero, además, porque parece que el propio Newton contribuyó a inflar, de manera interesada, lo prodigioso de su productividad durante todo este periodo. De un modo u otro, sabemos que fue en esta época cuando el genio inglés comenzó a explorar con sus primeras teorías ópticas, y cuando diseñó el experimento del arcoíris por el que hoy le recordamos. Newton utilizó un prisma para dividir un rayo de luz blanca en sus distintos colores. Por si fuese poco, demostró también que todos estos colores podían volver a sumarse en un único haz, restituyendo así el tono blanco original. Los colores, por tanto, no procedían del cristal, ni eran una ilusión generada por el experimento: aquellos eran los ingredientes que formaban la luz del sol.

Ilustración de Jean-Léon Huens

Cada rayo que llega a nuestros ojos contiene información más allá de aquella que nosotros percibimos. Es un mensaje encerrado en una botella, que durante siglos no supimos leer. Nuestro ojo pondera las frecuencias y crea una sensación unificada, que en cada punto identificamos con un único color. Pero ese color es, en la mayoría de los casos, una suma, un agregado de frecuencias, del que podemos extraer muchísima información. Gracias al prisma de Newton y a otras herramientas ópticas que vendrían después es posible destejer la luz y analizar sus distintos componentes en lo que se conoce como el espectro electromagnético. Este es el mensaje que encerraba la luz de las estrellas para los astrónomos. Cada receta de colores nos indica qué frecuencias componen la luz, en qué proporción, y conforma una verdadera “factura” capaz de desvelarnos su historia.

Pero volvamos al náufrago de nuestra analogía. Al abrir las botellas de su playa, acaba de acceder a un montón de datos nuevos. Ahora tiene ante sí una enorme cantidad de papeles llenos de números y cuentas pendientes, el tipo de correspondencia que uno preferiría no tener que leer. Pero esos números describen en detalle las transacciones económicas de los distintos países que desea conocer, así que el náufrago se dispone a estudiarlos meticulosamente. Como, además de curioso, es un tipo muy metódico, después de unas cuantas facturas acaba encontrando ciertos patrones que se repiten. Para empezar, descubre que las transacciones se encuentran “cuantizadas”. En todas las facturas, encuentra una serie de valores discretos, indivisibles, que representan las monedas propias de cada país: la base de su economía.

El espectro electromagnético de las estrellas es parecido en ese sentido. Si uno mira la recetas de colores de la luz con atención, puede observar ciertas líneas oscuras que se repiten a distancias discretas, bien definidas. Aunque, en un primer momento, los astrofísicos no podían saber qué causaba estas grietas en el arcoíris que conforma la luz de las estrellas, terminaron encontrando patrones parecidos en la luz emitida por distintos gases aquí en la Tierra. Así dedujeron que el universo debía estar compuesto por los mismos elementos químicos que se encuentran en nuestro planeta. Es difícil sobreestimar la importancia que tuvo este descubrimiento. Richard Feynman lo señaló como “el más notable de toda la astronomía”1.

Espectro solar en el que se pueden ver las “grietas” del arcoíris. Fuente: Wikimedia Commons

De hecho, cada una de estas líneas oscuras representa un intercambio energético, discreto e indivisible, del mismo modo que una moneda representa un intercambio económico básico. En este caso, los compradores son átomos, que pagan o cobran energía a cambio de poder mover sus electrones. Para que electrón salte de un nivel energético a otro superior, dentro de un átomo, debe absorber un fotón de una energía muy determinada2 (de un color muy determinado): aquella correspondiente al salto que quiere dar. Sucede lo contrario si salta a un nivel inferior, en tal caso emite un fotón. Así, las frecuencias correspondientes a estos intercambios energéticos aparecen reflejadas en el espectro de la luz, separadas en el espacio, en forma de líneas de emisión o de absorción, dependiendo de si la energía ha sido “pagada” (emitida) o “cobrada” (absorbida).

Como los niveles energéticos de un átomo son siempre los mismos (son, por así decirlo, la moneda propia de su país), cada elemento químico tiene un espectro de absorción característico. Gracias a ello, podemos averiguar cuál es el gas que rodea a una estrella y deja sobre su luz su huella dactilar3. Podemos averiguar cuál es su composición química: la base de su economía… digo, de su energía.

Referencias:

1Richard Feynman. Seis piezas fáciles. Critica, 2017.

2D. Maoz. Astrophysics in a Nutshell. 2007.

3J. B. Hearnshaw. The analysis of starlight. Cambridge: Cambridge University Press. 1986.

Para saber más:

El espectro electromagnético, capítulo de la serie Electromagnetismo

Los espectros de absorción de los gases, capítulo de la serie Átomos

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

El artículo Un mensaje en una bombilla se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Jone Amuategi, Asier Benito-Vicente, Kepa B. Uribe, Cesar Martin, Helena Ostolaza

Arnasbideetako infekzioak dira mundu mailan gaixotasun kutsakorrik hilgarrienak, heriotza-kausa nagusien artean hirugarrena izanik. Asko dira aipa genitzakeen infekzioak: azken urtean ezagun egin den koronabirusa (MERS eta SARS), difteria, tuberkulosia edota kukutxeztula, besteak beste.

Kukutxeztula atzean utzi genuela pentsatu arren, azken hamarkadetan haren intzidentzia izugarri igo da mundu zabaleko herrialde desberdinetan. 2012an AEBtako intzidentzia 1980an baino 9 aldiz handiagoa izan zen eta Brasilen, berriz, 2011tik 2014ra kasu kopurua bikoiztu egin zen. Australiak, Argentinak edo Kanadak ere kasu kopuruen igoera jasan dutela adierazi dute. Euskal Autonomia Erkidegoari (EAE) dagokionez, ustez gaindituta zegoen arren, kasu kopuruak gora egin du 2009. urtetik hona. Esaterako, EAEk 2015ean Espainia osoko intzidentziarik altuena izan zuen, 100.000 biztanleko 91,67 kasurekin. Beraz, honek argi uzten du kukutxeztularen zabalkundea saihestu eta desagerrarazteko erreminten faltan gaudela.

Grafikoa: EAEko kukutxeztul kasu berrien eboluzioa 1996-2016 urteen artean. EDO erregistrotik eratorritako datuekin osatuta. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Datuak ikusirik, gaixotasunaren gorakada azaltzen duten arrazoi posibleak jaso eta horiei aurre egiteko erabili ditzakegun tresnak identifikatu nahi izan dira. Horretarako, gaixotasunaren egungo egoera aztertu da mundu mailan eta baita EAEn martxan dauden prebentzio neurriak ere. Osasun publikoa bermatzeko hautatutako neurririk erabiliena txertoa da, hala ere, kukutxeztularen aurkako txertoek eraginkortasun txikia erakutsi dute. Eritasun honek sortutako immunitatea behin-behinekoa izateak honi aurre egitea zailtzen du. Izan ere, infekzio naturalekin nahiz txertoekin eskuratutako immunitatea poliki-poliki galdu egiten dela ikusi da. Ondorioz, gaixotasunaren gorakada ziklikoak behin eta berriz errepikatzen dira.

Gaixotasunaren analisiaz gain, infekzioa sortzen duen Bordetella pertussisen bakterioaren ezaugarriak eta honek jariatzen dituen birulentzia faktoreak ere deskribatu dira. Izan ere, gaixotasunaren gorakadaren aurrean, txertoak eta immunizaziorako tresna berriak garatzeko beharra ikusi da. Sendagai berrientzako itu zelularrak identifikatu nahi badira, infekzioa maila zelularrean eta molekularrean nola gertatzen den guztiz deskribatzea beharrezkoa da.

Kukutxeztula eragiten duen B. pertussisek trakeako epitelioa eta birikak inbaditu, bertan itsatsi eta ostalariaren defentsak erasotzen ditu. Arnasbideetako beste patogeno batzuek ez bezala, B. pertussisi lotutako agerraldiak ez dira uniformeak izaten, ez baitaude urtaroei edo leku zehatzei loturik. Horrez gain, bakterioaren aurkako immunitatea behin-behinekoa da: immunitate naturalak 3,5-30 urte artakoa da eta txertoen bidezkoa 4-14 urte artekoa. Beraz, birulentzia faktoreen mekanismoak eta funtzionamenduak ongi ulertuz gero, gaixotasunari aurre egiteko itu molekular eraginkorra izan liteke.

Adenilato ziklasa toxina (ACT), adibidez, B. pertussisek jariatutako birulentzia faktore garrantzitsuenetako bat da. Zelula ostalari desberdinei (immunitate-sistemako zelulei, eritrozitoei, epitelioko zelulei, etab.) espezifikoki edo ez-espezifikoki lotu eta haiek zulatzeko gaitasuna dauka. Honez gain, zelula hauen zitosolean katalizatu egiten da adenosin monofosfato zikliko (cAMP) kontzentrazio altuen sintesia eta, ondorioz, zelulen seinaleztapen bidezidorrak asaldatu ditzake. Zenbait kasuetan, gainera, zelularen apoptosia eraginez.

Bestalde, ACTak txerto antigeno garraiatzailea izateko potentziala dauka. Izan ere, immunitate-sistemako zelula dendritikoak espezifikoki ezagutu eta zenbait T zelularen eta antigorputzen erantzuna eragiteko gai da. 30 urteko ikerkuntza ibilbidearen ostean, haren funtzionamenduari buruzko hainbat galdera erantzun diren arren, beste hainbat airean daude oraindik. Toxina honen inguruko ezagutzak, itu molekularra izatetik harago, zelularen mintzean zehar gertatzen diren beste hainbat prozesuren ulermenean ere lagun dezake.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 39
• Artikuluaren izena: Kukutxeztula: “gainditutako” gaitz baten itzulera.
• Laburpena: Arnasbideetako infekzioek heriotza tasa altuak eragiten dituzte munduan, COVID-19 birusa izanik azken urteetako adibiderik argiena. Hala ere, ez da libre dabilen patogeno bakarra eta berrikuspen honetan Bordetella pertussis bakterio patogenoak eragindako kukutxeztulaz arituko gara. Kukutxeztula arnasbideen infekzio larri eta kutsakorra da, bertako jariakinekin edota listu tantekin kontaktua izatean transmititzen dena. Helduetan arrisku berezirik ez duten sintomak eragiten dituen arren (etengabeko eztul gertakariak, arnasteko zailtasuna edota sukarra, besteak beste), heriotza eragin dezake urte batetik beherako haurretan batez ere. Kukutxeztula fase goiztiar batean gainditu ez duten gaixoek bigarren mailako pneumonia bezalako konplikazioak garatu ditzakete, horixe izaten delarik kukutxeztulaz hiltzen diren gehienen arrazoi nagusia. Lehen txertoa garatu zenetik kontrolpean zegoela uste izan den arren, kalte handiak eragin ditu garapen bidean dauden herrialdeetan batez ere. Herrialde garatuetan ere badu bere inpaktua, eta 2011tik gaur arte Ipar Amerikan eta mendebaldeko Europan epidemia egoera zabaldu da. Berrikuspen honetan kukutxeztulari buruzko informazioaren eguneratze bat aurkezten da, B. pertussisek erabiltzen dituen hainbat mekanismo infekziosotan arreta jarriz. Mekanismo hauen oinarri molekularra ulertzeak lagundu dezake zeluletan gertatzen diren beste hainbat prozesuren ulerkeran, gaixotasunaren aurkako sendagai berrien garapenean edota biologia molekularreko tresna berrien garapenean.
• Egileak: Jone Amuategi, Asier Benito-Vicente, Kepa B. Uribe, Cesar Martin eta Helena Ostolaza
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 61-78
• DOI: 10.1387/ekaia.21789

Egileez:

Jone Amuategi, Asier Benito-Vicente, Cesar Martin eta Helena Ostolaza Biofisika Zentroko ikertzaileak dira eta Kepa B. Uribe Cic biomaGUNEkoa.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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El mundo está lleno de casualidades. Mi anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica titulada Paseando entre árboles de Pitágoras terminaba con una construcción similar al árbol de Pitágoras, pero tomando como base un triángulo equilátero, en lugar de un triángulo rectángulo, junto a los tres cuadrados apoyados en los lados del triángulo. Esta construcción da lugar, no a un árbol fractal, sino al mosaico rhombitrihexagonal.

Las dos siguientes imágenes son las que cerraban la anterior entrada. La primera es la estructura generada utilizando el triángulo equilátero y los tres cuadrados laterales, después de cuatro pasos, aunque representando solo los cuadrados.

Fuente:  Wikimedia Commons

 

Mientras que la segunda es el mosaico rhombitrihexagonal que, como comentábamos, se puede generar con esta construcción.

Fuente:  Wikimedia Commons

 

Lo curioso es que unos días después de publicarse esa entrada me fui de viaje a Roma, esa monumental y hermosa ciudad italiana que muchos hemos conocido a través del cine, de la mano de Gregory Peck y Audrey Hepburn subidos a una moto Vespa en la película Vacaciones en Roma (1953) de William Wyler o junto a Anita Ekberg y Marcelo Mastroianni en la Dolce Vita (1960) de Federico Fellini, con la mítica escena de sus personajes bañándose en la Fontana de Trevi, entre otras películas.

Mi primera sorpresa llegó nada más aterrizar en el Aeropuerto de Roma-Fuimicino, mientras salía del mismo. Uno de los carteles publicitarios del aeropuerto mostraba la siguiente imagen.

Foto: Marian Espinosa

Esta imagen, que pertenecía a la publicidad del pabellón italiano en la Expo Dubai 2020, que debido al covid 19 se está celebrando entre octubre de 2021 y marzo de 2022, no era otra que la de la construcción geométrica anterior. ¡Qué bonita casualidad!

La siguiente casualidad no lo era tanto si tenemos en cuenta que la ciudad de Roma está llena de hermosos mosaicos geométricos muy bien conservados. Con la intención de visitar la Boca de la Verdad, para emular a Gregory Peck y Audrey Hepburn, entré en la Basílica de Santa María en Cosmedin. Allí se encuentra esta antigua máscara de mármol pavonazzetto, que según cuenta la leyenda quién miente se queda sin mano al meterla en el hueco de la boca de la misma. La Basílica de Santa María en Cosmedin fue construida en el siglo VIII sobre los restos romanos del Templum Herculis Pompeiani, templo de la Antigua Roma dedicado a Hércules, y destaca por su decoración en estilo cosmatesco. Este estilo de decoración debe su nombre a la familia Cosmati, una familia de artesanos, de alrededor del siglo XII, que cogían mármol de antiguas ruinas romanas y utilizaban sus fragmentos para crear nuevas decoraciones geométricas, como las que podemos ver en la Basílica de Santa María en Cosmedin.

Vista general del interior y el pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin. Foto:  Dnalor01 / Wikimedia Commons

 

Observando este hermoso pavimento me llevé algunas sorpresas. Una de ellas fue una parte del pavimento en el que aparecía el mosaico rhombitrihexagonal anteriormente mencionado, que está formado por triángulos equiláteros (aunque en este mosaico cosmatesco estos están divididos a su vez en cuatro pequeños triángulos equiláteros), cuadrados y hexágonos regulares, con mármoles blancos veteados, rojos y verdes. ¡Qué bella realización del mosaico rhombitrihexagonal!

Parte del pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin con el mosaico rhombitrihexagonal, formado por triángulos equiláteros, cuadrados y hexágonos. Foto: Marian Espinosa

 

Llegados a este punto podríamos pensar un poco en los mosaicos desde el punto de vista de las matemáticas, de la geometría.

Para empezar, imaginemos que queremos embaldosar un suelo con baldosas que tengan la misma forma y tamaño. En concreto queremos que las baldosas sean sencillas, que sean polígonos regulares, que son aquellos polígonos cuyos lados –y también ángulos interiores- son iguales entre sí, como en el triángulo rectángulo, el cuadrado o polígonos con más lados como el pentágono, el hexágono, el heptágono o el octógono regulares. Además, queremos embaldosar el suelo de forma regular, es decir, no solo que las baldosas sean polígonos regulares, sino que estén pegadas lado con lado. Si pensamos en mosaicos de este tipo, llamados embaldosados o teselaciones regulares, se nos ocurrirán tres sencillos ejemplos que están muy presentes en nuestro día a día, con triángulos equiláteros, con cuadrados y con hexágonos, como se muestra en la siguiente imagen.

Embaldosados regulares con triángulos, cuadrados y hexágonos. Composición a partir de imágenes de R. A. Nonenmacher en Wikimedia Commons

 

El siguiente mosaico del pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin toma como base el embaldosado regular con cuadrados, aunque algunos cuadrados no son lisos, sino que tienen su propio diseño geométrico (con pequeños cuadrados y triángulos).

Mosaico del pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin que toma como base el embaldosado regular con cuadrados. Foto: Marian Espinosa

 

Mientras que este otro mosaico del mismo lugar, toma como base el mosaico regular hexagonal. Aunque en este ejemplo los propios lados de los hexágonos están muy marcados al ser pequeñas baldosas –es lo que se llama un teselado hexagonal achaflanado- y además el interior de los hexágonos está a su vez decorado a base de rombos.

Mosaico del pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin que toma como base el embaldosado regular con hexágonos. Fuente: Wikimedia Commons

 

Pero volviendo a la geometría, la cuestión importante es si hay más embaldosados regulares. Ya en la entrada Diseños geométricos con chocolate abordábamos esta cuestión, que recuperamos en esta entrada.

Si nos fijamos en un vértice cualquiera de alguno de los tres embaldosados anteriores, formados por triángulos equiláteros, cuadrados o hexágonos regulares, en él confluyen un cierto número de baldosas (triangulares, cuadradas o hexagonales). En el caso del mosaico triangular, en cada vértice se juntan 6 triángulos equiláteros, puesto que el ángulo interior del triángulo equilátero es de 60 grados, y seis veces 60 grados son 360 grados (6 x 60 = 360), que es la vuelta completa alrededor del vértice. En la teselación por cuadrados se juntan 4 de estos polígonos, cada uno de ellos con un ángulo interior de 90 grados en el vértice, y de nuevo, 4 veces 90 grados son 360 grados (4 x 90 = 360). Finalmente, los ángulos interiores de los hexágonos son de 120 grados, lo cual es coherente con el hecho de que alrededor de cada vértice del embaldosado por hexágonos, hay exactamente tres hexágonos en la configuración alrededor del vértice (es decir, 120 x 3 = 360).

La pregunta, llegados a este momento, es si es posible que existan más embaldosados mediante polígonos regulares. La respuesta viene de la mano de la configuración alrededor de cualquier vértice del mosaico. Dada una teselación, alrededor de cada vértice hay un cierto número n de baldosas, luego los ángulos del polígono medirán 360 / n grados, por lo que podemos ver qué posibilidades existen: i) 360 / 2 = 180 grados (que no nos da ningún polígono); ii) 360 / 3 = 120 grados (hexágonos); iii) 360 / 4 = 90 grados (cuadrados); iv) 360 / 5 = 72 grados (pero no hay ningún polígono regular con un ángulo interior de 72 grados); v) 360 / 6 = 60 grados (triángulos); y no hay más posibilidades que nos den un polígono. En consecuencia, acabamos de demostrar el siguiente teorema:

Los únicos embaldosados regulares lado a lado son los formados con triángulos equiláteros, con cuadrados o con hexágonos regulares.

No es posible embaldosar el pavimento con losetas pentagonales regulares. Los ángulos interiores de un pentágono valen 108 grados, luego con tres baldosas pentagonales no acabamos de completar los 360 grados alrededor de un vértice, pero con cuatro baldosas nos pasamos

 

Por cierto, que los ángulos interiores de un pentágono miden 108 grados, de un heptágono 128,6 grados, y en general, para un polígono regular de n lados, no es difícil de probar que el ángulo interior vale (n – 2) x 180 / n grados.

Este tipo de embaldosado regular –con triángulos equiláteros, cuadrados o hexágonos regulares- es muy frecuente en la decoración de nuestra vida. Sin embargo, consideremos embaldosados un poco más complejos. Imaginemos que ahora en lugar de considerar únicamente baldosas con la forma de un único polígono regular, se construyen mosaicos utilizando varios polígonos regulares distintos como baldosas. El número de lados de las baldosas puede variar, pero no la longitud de cada lado, ya que las baldosas se seguirán pegando lado con lado. Por ejemplo, en el mosaico rhombitrihexagonal se utilizan baldosas triangulares, cuadradas y hexagonales, con lados de la misma longitud. Otro ejemplo aparece en la siguiente imagen, que es un mosaico formado por hexágonos y triángulos equiláteros cuyos lados son iguales (aunque de nuevo, en este pavimento, los triángulos equiláteros están divididos a su vez en cuatro pequeños triángulos equiláteros, para darle más riqueza geométrica al pavimento), que se llama mosaico trihexagonal.

Parte del pavimento de la Basílica de Santa María en Cosmedin con un mosaico formado con triángulos equiláteros y hexágonos. Foto: Marian Espinosa

 

Estos dos ejemplos de mosaicos se llaman embaldosados o teselaciones uniformes, o semiregulares, ya que alrededor de cualquiera de sus vértices se tiene la misma configuración de polígonos regulares, en el primer caso en cada vértice vemos cuadrado, triángulo, cuadrado y hexágono, mientras que en el segundo es triángulo, hexágono, triángulo, hexágono. Si queremos estudiar qué tipos de teselaciones uniformes existen, el procedimiento es similar al anterior para las regulares.

Para empezar, el número de polígonos regulares –denotémoslo k– alrededor de cada vértice del embaldosado semiregular es menor o igual que 6, ya que el polígono regular con menor ángulo interior es el triángulo, con un ángulo de 60 grados, y solo puede haber 6 triángulos en un vértice. Por lo tanto, tomando los posibles valores de k como 3, 4, 5 o 6, y realizando un pequeño razonamiento sobre los ángulos interiores de los polígonos regulares se puede deducir que las únicas posibilidades son las siguientes:

i) Para k = 6 (seis polígonos en cada vértice), solo puede haber 6 triángulos equiláteros alrededor de cada vértice. A esta configuración la denotamos (3, 3, 3, 3, 3, 3) y da lugar a la teselación regular triangular.

ii) Para k = 5 (cinco polígonos en cada vértice), hay tres configuraciones posibles (3, 3, 3, 3, 6) –cuatro triángulos y un hexágono-, (3, 3, 3, 4, 4) –tres triángulos y dos cuadrados- y (3, 3, 4, 3, 4) –de nuevo, tres triángulos y dos cuadrados, pero en otro orden-.

iii) Para k = 4, hay siete configuraciones posibles, a saber (3, 3, 6, 6) –dos triángulos y dos hexágonos-, (3, 6, 3, 6) –dos triángulos y dos hexágonos, con otro orden-, (3, 4, 4, 6) –un triángulo, dos cuadrados y un hexágono-, (3, 4, 6, 4) –un triángulo, dos cuadrados y un hexágono, con otro orden-, (3, 3, 4, 12) –dos triángulos, un cuadrado y un dodecágono-, (3, 4, 3, 12) –dos triángulos, un cuadrado y un dodecágono, en otro orden- y (4, 4, 4, 4) –cuatro cuadrados-.

iv) Y para k = 3, hay diez configuraciones posibles, que son (3, 7, 42), (3, 8, 24), (3, 9, 18), (3, 10, 15), (3, 12, 12), (4, 5, 20), (4, 6, 12), (4, 8, 8), (5, 5, 10) y (6, 6, 6).

En la siguiente imagen vemos todas las 21 posibles configuraciones en los vértices de una teselación uniforme.

Lista de las 21 configuraciones posibles de vértices para mosaicos uniformes. Imagen del artículo k-uniform tilings by regular polygons, de Nils Lenngren

 

Por lo tanto, no puede haber embaldosados uniformes tal que los vértices tengan configuraciones diferentes a estas 21 que acabamos de mostrar. Sin embargo, esto no quiere decir que todas estas configuraciones den lugar a mosaicos semiregulares. De hecho, trabajando configuración a configuración se puede obtener que solamente existen 8 embaldosados uniformes, obviando los 3 regulares ya conocidos (luego 11 en total), que se muestran en la siguiente imagen.

Ilustraciones de los 8 embaldosados uniformes no regulares. Composición a partir de imágenes de Tomruen en Wikimedia Commons

 

Por ejemplo, si se hacen “baldosas” de cartón (o de cualquier otro material) de triángulos equiláteros (3) y hexágonos (6) se puede ver que la configuración (3, 3, 6, 6) no da lugar a ningún embaldosado, aunque la configuración (3, 6, 3, 6) sí, como se muestra en la anterior imagen. Veamos el razonamiento. Dada la configuración (3, 3, 6, 6) en un vértice (como se muestra en la siguiente imagen, en gris las dos baldosas hexagonales y en azul las dos triangulares) e intentamos completar el vértice marcado en amarillo con un hexágono solo hay dos opciones. En la primera (imagen superior) en el vértice amarillo quedaría la configuración (3, 6, 3, 6), que no es la buscada, mientras que en la segunda (imagen inferior) nos provocaría que en el vértice marcado en rosa aparecieran ya tres triángulos, lo que tampoco es la configuración buscada (3, 3, 6, 6). Luego esta configuración es imposible.

Volviendo a la Basílica de Santa María en Cosmedin, los dos mosaicos mostrados arriba se corresponden con las configuraciones (3, 4, 6, 4), el rhombitrihexagonal, y (3, 6, 3, 6), el trihexagonal. Pero veamos que aún hay algún otro embaldosado uniforme en esta hermosa iglesia. En la siguiente imagen podemos apreciar el mosaico (3, 6, 3, 6) anteriormente comentado y el (4, 8, 8), llamado embaldosado cuadrado truncado, formado por cuadrados y octógonos.

Embaldosados (3, 6, 3, 6) y (4, 8, 8) de la Basílica de Santa María en Cosmedin. Foto: Sailko / Wikimedia Commons

 

Si a la teselación (3, 3, 3, 3, 6), que se conoce con el nombre de teselado hexagonal romo, se le juntan los dos triángulos de cada vértice del hexágono para formar un rombo, como se muestra en esta imagen

se obtiene el siguiente pavimento de esta basílica romana.

Mosaico construido a partir del embaldosado uniforme (3, 3, 3, 3, 6) en Basílica de Santa María en Cosmedin. Foto: Denhgiu / Wikimedia Commons

 

Llegados a este punto de la escritura de esta entrada, me puse a buscar algún ejemplo más de pavimento cosmatesco con alguno de los mosaicos uniformes que me faltaban, entonces me encontré con esta imagen (aunque como la descarté en un inicio no tengo la referencia de la misma, ¡perdón!).

En la misma teníamos triángulos, cuadrados y octógonos, luego no podía ser uno de los once embaldosados uniformes. Entonces me fijé en los vértices y observé que había dos tipos de vértices, aquellos con una configuración (3, 8, 3, 8) y otros con (3, 4, 3, 8). Como el ángulo interior de un octógono es de 135 grados, en la primera configuración los ángulos alrededor del vértice sumarían 60 + 135 + 60 + 135 = 390 grados, lo cual supera la vuelta entera, mientras que en el otro caso, la suma de los ángulos alrededor del vértice sería 60 + 90 + 60 + 135 = 345, que no llega a una vuelta entera. Por lo tanto, en este mosaico hay una pequeña trampa y las baldosas no son polígonos regulares, por ejemplo, el triángulo puede no ser equilátero o el cuadrado ser realmente cualquier otro cuadrilátero, ya sea un paralelogramo, un trapecio o un trapezoide.

Aunque podíamos haber tenido un mosaico con polígonos regulares y dos tipos de vértices con configuraciones distintas, es lo que se llama teselaciones 2-uniformes. Por ejemplo, en la siguiente imagen podemos ver un mosaico de la Catedral de Santa María de la Asunción en Sutri.

Si nos fijamos bien en la parte posterior de la imagen y consideramos el rombo formado por dos triángulos equiláteros, entonces la estructura del mosaico sería la siguiente.

Es un mosaico que tiene dos tipos de vértices, con configuraciones (3, 3, 6, 6) y (3, 6, 3, 6), es decir, es un embaldosado 2-uniforme. Pero dejemos este tipo de embaldosados para otra ocasión.

Aunque como decía al principio de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica, la Basílica de Santa María en Cosmedin me deparó alguna sorpresa más, pero de eso hablaremos en una siguiente entrada.

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 Geometría en los pavimentos romanos cosmatescos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Uxune Martinez

Gizakiok ez dugu adin bakarra. Alde batetik, denborak ematen duen adina daukagu, jaiotza-agiriak agerian uzten duen hori. Bestalde, adin biologikoa dugu, gure gorputzean eragina zehazten duen markatzaile biokimikoen multzoa. Azkenik, sentitzen dugun edadea dago, gure adin subjektiboa.

Adin subjektiboak norberaren zahartze-tasari buruzko pertzepzioa deskribatzen du. Pertzepzio hau aztertu duten ikerketek erakutsi dute, benetan garena baino gazteagoak sentitzen garela, batez ere 40 urtetik aurrera.

Irudia: Zientzialariak ikusi dute adin kronologikoa baino gazteagoak sentitzen diren pertsonak, oro har, osasuntsuago daudela eta zaharragoak sentitzen direnak baino erresilienteagoak izan daitezkeela. (Argazkia: Praveen Raj – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Zahartzeari buruzko azterketak adin subjektiboa kontuan hartzen hasi dira. Adin subjektiboa sentitzen dugun edadea da eta, bitxia bada ere, nerabezaroan eta gaztaroan gure adin kronologikoa baino zaharragoak sentitzen gara. Adituen ustetan, honen arrazoia izan daiteke, batetik, gazteek helduarora heltzeko prisa dutela eta, bestetik, erabakiak hartu beharrak zaharragoak sentiarazten dituela. Behin 40 urte beteta, aldiz, benetan garena baino gazteago ikusten gara. Kasu honetan gazteagoak “ikusi” bere horretan har dezakegu, izan ere, ispiluaren aurrean gaudenean ez ditugu hautematen honek erakusten dizkigun zimur eta ile urdinak dagokien neurrian. Badira ere iraganeko irudia ikusten dutenak ispiluaren aurrean, gazteagoko oroitzapena giltzaperatuta balukete bezala.

Ikerketen emaitzek erakutsi dute, esaterako, 30 urte betetzerakoan inflexio-puntu bat dagoela eta pertzepzioa kontrakoa bihurtzen da: adin kronologikoak adierazten duenak baino gazteagoak sentitzen gara. Adibidez, 40 urtekoen % 80 gazteago sentitzen da. Batez beste, hiru urte gazteagoa. 50 urte bete ondoren, kopurua handitu egiten da, eta 5 urte gazteagoak sentitzen omen gara. Aldiz, 70 urte inguru dituztenen % 60k 10 eta 15 urte gazteagoak sentitzen dira. Soilik 55 eta 64 urte bitarteko pertsonen % 25ak, eta 65 eta 70 urte bitartekoen %11k sentitzen du benetan duen adina.

Alexandre Kalache medikua aditua da zahartze-prozesuetan eta haren esanetan, adin kronologikoak zahartzaroa neurtzeko tresna erabilgarria izateari utzi dio. Gaur beste era batera zahartzen gara. Bizi-baldintza hobeagoek lagundu egin diete 65 urtekoei osasuntsu eta bizkor mantentzen eta erretiroa hartu ondoren, hogeita hamar urte inguru dituzte aurretik jubilatuek. Horregatik sentitzen dira gazteagoak kronologikoki adineko pertsonatzat har daitezkeen baina funtzionalki ondo dauden nagusiak. Azken urteetan hazi egin da kopuru hau eta, ondorioz, bizitzaren etapen definizioan, beste fase berri bat gehitu beharko litzatekeela uste du Kalachek: “gerontoneraberazoa” (gaztelaniaz, gerontolescencia; gerontologia eta nerabezaroa batzen dituen terminoa).

Gazteago sentitzearen ajeak

Adin subjektiboak aukera ematen die adinekoei proiektu berriak hasteko eta interes pertsonal berriak garatzeko. Behar duten bultzada emateko baliagarria izan daiteke. Baina, ba al du ondorio negatiborik? Ebidentzia zientifikoek adierazten dute adin errealaren eta adin subjektiboaren arteko alde horrek arazoak sortuko lituzkeela, baldin eta badira norberak dituen gaitasunak egoki neurtu edo baloratzen. Adibidez, badira bastoia erabiltzeari, audifonoa jartzeari edo hirugarren pertsonen laguntzari uko egiten diotenak, aldaketa fisikoak neurrian hauteman ez eta euren burua gaztetzat hartzen dituztelako. Ezezko horiek arriskuan jartzen dituzte adinekoak, eta euren bizi-kalitatea eta ongizatea galaraz ditzakete.

Hala ere, adineko pertsonen adin subjektiboari buruzko ikerketek adierazten dute harreman positiboa dagoela gazteago sentitzearen eta osasun hobea izatearen artean. Zergatik? Gazte sentitzerakoan, besteak beste, errazago parte hartzen da ekintzetan, aktiboagoak mantentzen gara, sedentarismoa ekiditen da eta elikadura gehiago zaintzen dugu. Bizi-ohitura on horiek, guztiek, osasun fisiko zein mental hobeago baten eragiten dute.

Azkenik, adineko pertsonak gazteago sentitzen dira, baldin eta adin txikikoez inguratuta badaude. Adibidez, aiton-amonak gazteago sentitzen dira bilobekin duten harremanagatik. Txikiekin batera paseatzea, jolastea edo zereginetan parte hartzeak aktibo mantentzen laguntzen die eta zahartze-prozesu hobeago bat izaten laguntzen die.

Iturriak:

• Celdrán, Montserrat (2021). ¿No le pesan los años? Entonces está en plena gerontolescencia. The Conversation.
• Zhavoronkov, A., Kochetov, K., Diamandis, P., Mitina, M. (2020). PsychoAge and SubjAge: development of deep markers of psychological and subjective age using artificial intelligence. Aging, 12(23), 23548-23577. DOI: 10.18632/aging.202344

Egileaz:

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

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Algas en el río Tinto. Foto: Paco Naranjo / Wikimedia Commons

El pH es un índice omnipresente: desde la publicidad cosmética hasta el estado de la piscina. Es una escala sencilla, y cualquiera puede determinar el valor de una muestra fácilmente en caso de necesidad. Incluso el concepto no es demasiado complicado, bastan las matemáticas y la química de secundaria para tener una idea bastante precisa.

Pero lo que está bien para un ciudadano medio puede no estarlo para un científico. Hace unos años un divulgador de fama mundial publicaba un artículo sobre organismos extremófilos en entornos de acidez extrema, con valores de ph negativos. Una microbióloga de fama también mundial en los comentarios llamó la atención sobre lo que ella consideraba un error, los pHs negativos.

Increíble, pero cierto. Porque los pHs negativos existen, por definición de pH.

Hechos como este hacen que uno se cuestione sobre el nivel de formación química elemental de algunos personas con títulos universitarios: desde graduadas en medicina que prescriben homeopatía (cuyo mero concepto es incompatible con la existencia de los átomos), por ejemplo, a microbiólogas de renombre, como hemos visto. Como, a fin de cuentas, esto es algo que no podemos remediar en su conjunto, vamos a intentar explicar el concepto de pH que debería conocer, no ya un científico, sino un ciudadano informado, y más que nada por si alguien lo busca en Internet, siguiendo la filosofía educativa de según qué ministres. Para ello haremos un repaso más o menos formal sobre el concepto habitualmente admitido, luego nos iremos al fútbol y finalmente veremos como nos queda la definición de pH.

Un poco de historia

Svante Arrhenius fue un químico sueco al que habitualmente se le atribuye la idea de que las moléculas en disolución acuosa se disocian en sus iones (esto es discutible; Max Planck, de fama cuántica, tendría algo que decir, pero esta es otra historia). Una parte muy interesante de este concepto es que se encuentran similitudes y, por tanto, se pueden pueden aplicar las ecuaciones termodinámicas, entre una disolución en la que el soluto está parcialmente ionizado con un gas parcialmente disociado. Siguiendo esta línea de razonamiento Wilhelm Ostwald llegó a su “ley de la dilución” en 1887, posteriormente confirmada experimentalmente, en la que afirma que existe una relación constante entre el grado de disociación (α) de una molécula y el volumen de la disolución (v) que contiene un mol del electrolito, en concreto

α2/(1- α)v = k

donde k , como se demostraría más tarde, es la constante de equilibrio. Esta relación proporciona un modo de medir la fortaleza de ácidos y bases. Veámoslo.

Consideremos el agua, que se disocia como:

2H2O ↔ H3O+ + OH–

Como a partir de medidas de conductividad sabemos que α para el agua es del orden de 10-8, la ley de Ostwald podemos aproximarla a

k = α2/v, ya que (1- α) es prácticamente 1.

Por otro lado, la constante de equilibrio de la disociación, es decir,

k = [H3O+][OH–]/[H2O]

donde los corchetes indican concentración de la especie moles por litro (o dm3), se puede reducir a

k’ = [H3O+][OH–]

Lo que es cierto porque la cantidad de agua es muy grande y, por tanto, [H2O], prácticamente constante.

Este producto, llamado producto iónico del agua, es constante a ciertas temperaturas en las que, en la práctica, toma un valor de 10-14 mol2/dm6. Esto es lo mismo que afirmar que para el agua pura a determinadas temperaturas

[H3O+] = [OH–] = 10-7 mol/dm3.

Si bien varios investigadores ya habían sugerido que la concentración de ion hidronio (H3O+) podía usarse como una referencia para comparar la fortaleza de los ácidos y bases, no fue hasta 1909 que el bioquímico sueco Søren Peder Lauritz Sørensen sugirió eliminar el uso de un número exponencial, con exponente negativo además, y sustituirlo por el logaritmo en base 10 cambiado de signo de [H3O+] , formando de esta forma una escala que iba convenientemente de 1 a 14, con el 7 para “neutro”. Como Sørensen, que se expresaba en alemán, abrevió la “potencia de la concentración de ion hidronio” a potenz-H, o pH, esto es,

pH = -log10[H3O+]

La escala de pH tuvo una aceptación inmediata entre la comunidad biológica/bioquímica. Los químicos no empezaron a usarla hasta unos años después, con la aparición del libro de 1914 de Leonor Michaelis sobre las concentraciones de ion hidronio. La emigración de Michaelis a Estados Unidos en 1926, propagó la escala a aquel país, y la aparición del pehachímetro portátil de Arnold Beckam en 1935 terminó de convertir a los indecisos.

Escala del pH de andar por casa.

Una definición conveniente para sistemas biológicos (terráqueos)

Hoy día esta definición de pH es la que aparece en la mayoría de libros de texto de química general, y es la que la inmensa mayoría de personas asume. Pero démonos cuenta de que se hacen muchas suposiciones en esta definición, entre otras que las especies no interaccionan entre sí, esto es, que el ácido o la base se disocian en agua y esta disociación no se ve afectada por otras especies presentes. Además que los efectos de la temperatura son despreciables y que la cantidad de agua es mucho mayor que las especies disueltas en ella.

Si nos fijamos esas suposiciones encajan bastante bien con los sistemas biológicos que conocemos y el rango de la escala definida se adapta convenientemente. A título de ejemplo señalemos que el pH más bajo que tiene nuestro cuerpo se mide en el estómago, corresponde al ácido gástrico y vale 1; nuestra piel tiene un pH de 5,5, la sangre del orden de 7,4 (como comparación el agua a 37ºC tiene 6,8; 7 solamente en condiciones normalizadas) y las secreciones del páncreas, que son las más básicas, 8,1.

El problema surge cuando se tratan sistemas químicos alejados de las condiciones idealizadas de esta definición de pH o cuando tratamos sistemas biológicos en condiciones extremas: alta salinidad, temperaturas muy bajas o muy altas, cantidades mínimas de agua líquida presente, etc. De hecho, el artículo al que nos referíamos al comienzo trata de la búsqueda de vida extremófila en un entorno en el que el pH es de -3,6 (menos tres coma seis). Un simple cálculo nos indica que, con la definición de pH que tenemos, la concentración de ion hidronio es de ¡3981 moles por litro de disolución! ¡No tiene sentido!. ¿Se han equivocado los autores? No, es que la definición de pH que hemos visto no es válida en términos estrictos para ningún sistema real. Como el concepto nuevo que necesitamos puede ser un poco complicado de entender al principio, vámonos al fútbol primero.

Bienvenidos al Estadio Olímpico de Páramos de Hiendelaencina

Consideremos [esto a los españoles les costará menos] que en Páramos de Hiendelaencina, que tiene 1000 habitantes pero está cerca de una parada de tren de alta velocidad y también está próximo al nuevo aeropuerto intercontinental, hace unos pocos años se construyó un estadio olímpico con capacidad para 150.000 personas, todas sentadas. Mientras llegan o no las olimpiadas y aviones al aeropuerto, el estadio lo usa el equipo de fútbol del pueblo que, gracias al patrocinio del constructor local y presidente, milita en la segunda división B.

Un aficionado al fútbol de Páramos, con algún conocimiento de matemáticas y química, decide crear una escala de popularidad/fortaleza de los equipos de fútbol que visitan el estadio en función del número de espectadores que acuden a verlo. Su fórmula es muy sencilla: es el logaritmo cambiado de signo del número resultante de dividir los espectadores que acuden a un partido por el número de asientos que tiene el estadio. Ha llamado a su escala PdH, y en ella cuanto más bajo es el número más fuerte es el equipo visitante.

Estos son algunos resultados obtenidos, incluyendo partidos de la Copa del Rey:

Observando la tabla vemos las limitaciones de la escala en aquel año histórico en el que el Páramos jugó la final de la Copa del Rey. La escala otorga la misma fuerza a un Atleti que a un Barcelona o un Real Madrid y, aunque en justicia ello es así, la realidad es que la capacidad de atracción de los dos últimos equipos es mucho mayor.

¿Cómo tendríamos que reformar la escala para que siguiese siendo válida? Tendríamos que tener en cuenta la misma unidad de medida básica, espectadores, aunque existen otras posibilidades además de los que van al estadio como los espectadores por televisión, u otras variables más rebuscadas como el precio de la reventa. A efectos de nuestra exposición vamos a considerar además de los espectadores en el estadio solo a los espectadores presentes en Páramos, esto es, a los que acuden a las pantallas habilitadas en la era del tío Eufrasio, antiguo Campo Municipal de fútbol. Fijémonos que, al incluir a estos espectadores, la PdH se hace negativa.

Sin embargo, el creador de la escala, queriendo prepararla para el futuro, se da cuenta de que su definición no sirve para captar la fortaleza de un equipo si no considera otros factores además de los espectadores del estadio y de las pantallas. Entre ellos están el tiempo meteorológico, el morbo del partido (como el clásico con el Valdepiedras) y la competición que se juega. Así que crea una nueva variable a la que llama actividad y que incluye de alguna forma todo lo anterior y define la nueva escala PdH+ en función del logaritmo cambiado de signo de esa actividad.

Una escala de pH para el mundo real

En una disolución real nos ocurre exactamente igual. Tenemos que tener en cuenta la temperatura de la disolución y el entorno en el que se van a encontrar los iones. De la misma forma que no es lo mismo un amistoso para recaudar fondos para el asilo con el Valdepiedras que el partido decisivo de la liguilla de ascenso con el mismo equipo, o ir a ver el partido con tu abuelo que con los setenta de la peña, la acidez de una sustancia depende de qué otras cosas haya en juego en la disolución.

Al igual que nuestro amigo de Páramos, también se define una actividad química en términos de lo una variable termodinámica que se llama potencial químico, que tiene en cuenta todos los factores que hemos mencionado y algunos más. Pero, ¿tanto afecta el entorno realmente? Veamos un ejemplo. El cloruro magnésico es una sal que se disuelve bien en agua. En un mundo ideal el pH de una disolución de un ácido no debería verse afectado por la presencia de cloruro magnésico. Sin embargo, esto no es así. Cuando una disolución muy ácida (pH = 1) que contiene el indicador verde de metilo se añade [él (ácido) sobre ella (agua), siempre] a una disolución 5 M de cloruro de magnesio, el color del indicador vira de verde a amarillo, señalando que la acidez ¡ha aumentado!

Es por ello que las constantes de equilibrio se definen en términos de actividad, no de concentraciones, aunque se usen éstas como aproximaciones. Como las constantes de equilibrio están en la base de la definición de pH, éste se define como el logaritmo cambiado de signo de la actividad del ion hidronio.

Con esto en mente ya sabemos que si vamos a estudiar, por ejemplo, la vida en sitios como el río Tinto, que el pH medido variará significativamente de un día de invierno a bajo cero a uno de verano a 40 ºC a la sombra; que variará además si el agua está muy turbia o cristalina (la has podido enturbiar tú al coger la muestra) y que variará por el lugar donde tomes la muestra, no sólo por la posible dilución sino por el aporte iónico del suelo por el que haya pasado.

Por tanto, a la hora de interpretar un dato de pH debemos tener en cuenta la temperatura a la que se midió y la composición exacta de la muestra. Pero esto sólo cuando necesitamos un poquito de precisión; para la piscina puedes seguir usando papelitos de colores.

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

Una versión anterior de este texto se publicó en Naukas el 9 de mayo de 2012.

El artículo Una escala de pH para el mundo real se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maria Larumbe / GUK

Droneak tripulatu gabeko ibilgailu hegalariak dira –UAVak, ingelesezko laburduraren arabera– eta duela urte batzuetatik zerua zeharkatzen dabiltza, hegazkinekin eta txoriekin batera. Askotariko helburuetarako erabiltzen dira: besteak beste, erreskate lanak egiteko, azpiegiturak ikuskatzeko, jolas jardueretarako eta salgaiak garraiatzeko –mezularitzako paketeak eta medikuntzako materiala, kasu–.

Gaur egun, mota horretako aireko robotak –adibidez, paketeak entregatzeko Amazonen banaketa drone ezaguna– eskala handian garatzera bideratuta dago industria. Baina ez da erraza sistema horren bidezko garraioaren erabilera zabaltzea. Kostu handia du, salgaiak banatzeko beste aukera batzuekin alderatuz. Gainera, autonomia mugatua du, eta, segurtasun arrazoiengatik, hiriguneetan hegan egin ahal izateko muga ugari daude.

1. irudia: Drone bat hegan. (Argazkia: Goh Rhy Yan – erabilera publikoko irudia. Iturria:  Unsplash)

Etorkizunean droneek alde batetik bestera askatasunez hegan egin ahal izango balute eta zeruan ehunka edo milaka robot hegalari ibiliko balira, posible izango litzateke dronea bere helmugara modu autonomoan –pilotu baten esku-hartzerik gabe– eta beste oztopo batekin talka egin gabe iristea kontrolatzea?

Ideia hori buruan, Euskal Herriko Unibertsitateko Adimen Konputazionaleko Taldeko ikertzaileek, droneekin hainbat esperimentu eginez, nabigazio autonomoko sistema bat ezartzea lortu dute. Zehazki, azterlan horretarako, 10 bat minutuko autonomia duten low cost kuadrikopteroak erabili dituzte –lau errotoreko droneak–, barneko esperimentu batzuetan.

“Sistema sinple honen bidez, bi drone airean elkarrekintzan aritzea eta gurutzatzen direnean elkarrekin talka egitea nola saihestu modu autonomoan ‘erabaki’ ahal izatea lortu dugu. Drone oso sinpleak izatea eskakizun gehigarri bat da, hardware konplexuagoa duten errotore anitzeko gailuetara transferitzeko moduko irtenbide sendo bat lortzeko”, azaldu du Julián Estévez ingeniari eta UPV/EHUko ikertalde horretako esperimentu honen arduradunak.

1. bideoa: Bi dronerekin egindako esperimentua. Airean elkar saihesten dute, modu autonomoan. (Bideoa: EHUko Adimen Konputazionala ikerketa-taldea)

Esperimentuko droneek bakoitzak erdian daraman kamera erabiltzen dute eta koloreen aurrean erreakzionatzen dute: kartoi mehe gorritik ihes egiten dute eta urdinera hurbiltzen dira, bideoetan ikus daitekeen bezala. Hori posible da, izan ere, “dronearen ikuspegia bi hemisferiotan banatu dugu eta droneak badaki ezkerreko aldean kolore gorria badago eskuinera mugitu behar duela eta alderantziz. Oinarri hori erabili dugu esperimenturako”, adierazi du Estévezek. Bere taldean 10 urte daramatzate droneekin lanean, eta 30 urte, adimen artifizialean eta datuen analitikan.

Funtzionamenduari dagokionez, ez dago sistema osoa aldi berean kontrolatzen duen ordenagailu bakar bat; horren ordez, modu deszentralizatuan egiten da lan. “Sistemako kide bakoitzak bere kabuz erabakitzen du eta ez da beharrezkoa haien artean informazioa trukatzea”. Hau da, drone bakoitza ordenagailu batek kontrolatzen du eta, bi robotak airean gurutzatzen diren bezain laster, ordenagailu bakoitzak bere droneak zerbait egin dezan kudeatzen du.

2. bideoa: ‘Lehen pertsonako’ ikuspegia: hauxe ikusten du droneak. (Bideoa: EHUko Adimen Konputazionala ikerketa-taldea)
   

Taldearen azken helburua, esperimentu hauek laborategitik kanpora eramateaz gain, honako hau da: droneek aurrean topatu ditzaketen objektuak –adibidez, zuhaitzak eta hormak– zein diren eta libreki hegan egiteko zer bide dituzten modu autonomoan ezagutzea lortzea. Esperimentu honetan, kolore urdinen (hegaldi librea) eta gorrien (oztopoak) bitartez zehaztu dira horiek. Hala ere, oso lan zaila da, eta, horrek azaltzen du, beste alde batetik, zergatik dauden gaur egun zeregin gutxi drone erabat autonomoentzat, piloturik gabekoentzat.

3. bideoa: Kartoi mehe urdinaren aurrean, droneak hegan egiten du eta egonkor mantentzen da; gorria ikusten duenean, berriz, ezker edo eskuinera mugitzen da, modu autonomoan. (Bideoa: EHUko Adimen Konputazionala ikerketa-taldea)
   

Julián Estévez ikertzaileak oso argi deskribatzen du. “Drone bat zuhaitz bat saihesteko gai izan dadin, adibidez, zuhaitzak ezagutzeko ikusmen artifizialeko algoritmo oso espezializatuak eduki behar ditugu eta dronearen kameran ekipatu behar ditugu. Horretarako, algoritmo hori entrenatu egin behar da, aurki ditzakeen mota guztietako zuhaitzen morfologia, koloreak eta adar motak erakutsi behar zaizkio. Ondoen funtzionatzen duten ikusmen artifizialeko algoritmoak gauza oso zehatz bat identifikatzen espezializatuta daudenak dira. Adibidez, gaur egun, zereginak modu autonomoan gainbegiratzen dituzten droneek aplikazio oso espezifikoak dituzte, hala nola linea elektrikoak, oliobideak edo aerosorgailuak ikuskatzea.

Hau ez da UPV/EHUko taldean droneei buruz egin duten ikerketa bakarra. Horrez gain, droneen arteko elkarlaneko garraio sistema bat ikertu dute, objektu lineal deformagarriak erabiliz, hala nola kableak, sokak edo mahukak. Eta berriki argitaratu duten artikulu zientifiko batean, honako hau aztertu dute: pendulu bikoitz bat nola garraiatu ibilbide batetik, pendulua ahalik eta gutxien kulunkatuz. Hau da, “zerbitzari batek edalontzi beteak dituen erretilu bat garraiatzea” bezalako zeregin bat aztertu dute esperimentu baten bidez.

Ondorioz, hainbat aplikazio zibil, komertzial eta militarretarako probatzen ari diren arren, Estévezek azpimarratu duen bezala, droneak “berehalakotasuna kostua baino garrantzitsuagoa den egoeretarako –larrialdiak, kasu– dira irtenbide egokiak”, batez ere. Testuinguru horretan, modu autonomoan nabigatuz edo pilotu batek urrutitik gidatuz, “gizartearen zerbitzuak hobetzen lagun dezaketen tresnak dira; izan ere, desagertuak bilatzen, suteak prebenitzen, sendagaiak eta txertoak oso leku isolatuetara garraiatzen eta iristeko zailak diren lekuetan paketeak entregatzen lagundu dezakete”.

Ikertzaileaz:

Julián Estévez Sanz ingeniari industriala da, Ingeniaritza Informatikoan doktorea eta EHUko Adimen Konputazionaleko taldeko kidea.

Egileaz:

Maria Larumbe kazetaria da.

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Esta historia comienza en la década de los setenta del siglo pasado, cuando dos estudiantes de medicina daneses, Jan Dyerberg y Hans Olaf Bang, entonces en el Hospital del Norte de Aalborg, en Dinamarca, viajaron en trineo hasta 500 kilómetros al norte del Círculo Polar Ártico, en la costa occidental de Groenlandia, a la ciudad de Uummannaq, con 900 habitantes más siete asentamientos cercanos, con 1350 habitantes en total. Allí tomaron muestras de sangre de 130 esquimales, con 69 mujeres. Conservaron las muestras a 20ºC bajo cero, las transportaron a su centro e hicieron los análisis de sangre habituales.

Uummannaq. Fuente: Wikimedia Commons

Un par de años antes, en 1968, un editorial anónimo en el noticiario semanal de la Sociedad Médica de Dinamarca mencionaba la tasa muy baja y poco habitual de enfermedades cardiovasculares entre los esquimales de Groenlandia, entonces región autónoma danesa. El autor del editorial animaba a los investigadores a profundizar en este hecho y, añadía, “antes de que sea demasiado tarde”. Un joven estudiante y científico en ciernes, Jan Dyerberg, leyó el editorial con interés y se propuso profundizar en el asunto que mencionaba el autor anónimo. Dos años después, en 1970, junto a su colega Hans Olaf Bang, iniciaban la primera de cinco expediciones a Groenlandia, al norte del Círculo Polar Ártico.

Dyerberg y Bang viajaron para comprobar el rumor que era, también, una creencia popular: los esquimales de Groenlandia tenían una incidencia muy baja de enfermedades cardiovasculares, que se situaba entonces entre el 8.5% y el 11.8% del total de muertes. Su hipótesis inicial era que esta baja incidencia estaba relacionada con la dieta de los esquimales y, en concreto, con su ingesta de ácidos grasos polinsaturados, los llamados Omega-3, abundantes en el pescado que era la base de su alimentación. Los dos médicos querían probar la relación según la concentración de lípidos en la sangre.

Los primeros datos de Dyerberg y Bang se publicaron en 1971 en la revista The Lancet. Los resultados del análisis de las muestras de sangre muestran concentraciones menores en lípidos totales, colesterol y triglicéridos que en daneses sanos. Según la hipótesis de los autores estos datos pueden explicar la baja incidencia de enfermedades cardiovasculares entre los esquimales.

Años después, Dyerberg y Bang confirmaron la dieta de los esquimales con la toma de muestras de los alimentos de 50 inuits, la mitad mujeres, de la costa occidental de Groenlandia, durante 3 a 7 días y analizando 178 muestras. Focas y pescado eran los alimentos principales, con una concentración alta de ácidos grasos y, sobre todo, de Omega-3. De nuevo, en su publicación, relacionan la dieta con la baja incidencia de enfermedades cardiovasculares.

Sin embargo, en los 2000 se han publicado varios meta-análisis que dudan de la metodología de la investigación de Dyerberg y Bang, de la relación entre la dieta de los esquimales y la baja incidencia de enfermedades cardiovasculares y, además, en la eficacia de las grasas Omega-3 en la prevención de esas enfermedades. Vayamos por partes y en orden.

En 2012, se publicó un meta-análisis en el Journal of American Medical Association, firmado por Evangelinos Rizos y sus colegas, de la Universidad de Ioannina, en Grecia, que, después de revisar 20 estudios con 68680 pacientes, no encuentran que los suplementos nutricionales de grasas de pescado, con Omega-3, tengan relación con las enfermedades cardiovasculares, los ataques al corazón o los derrames cerebrales. Otro estudio, publicado un año después, en 2013, confirmó las conclusiones de Rizo. Venía de Italia, del Grupo de Estudio de Riesgo y Prevención. Incluía el seguimiento de 12513 pacientes que tomaban suplementos con Omega-3 o un placebo durante cinco años. Los autores no encuentran reducción en las enfermedades cardiovasculares ni en la mortalidad que provocan.

Dos años más tarde, en 2014, George Fodor y su equipo, de la Universidad de Ottawa, en Canadá, publicaron una revisión sobre la incidencia de las enfermedades cardiovasculares entre los esquimales, punto central de los trabajos de Dyerberg y Bang. Cuando estudiaron en detalle la incidencia de estas enfermedades, para su sorpresa, encontraron que era parecida a la encontrada en poblaciones no esquimales.

Afirman que Dyerberg y Bang no investigaron directamente la tasa de enfermedades cardiovasculares entre los esquimales y tomaron sus datos de las listas del Oficial Médico de Dinamarca que, a su vez, se basaban en certificados de defunción e ingresos en hospitales. Pero, para una población tan dispersa como la de los esquimales en Groenlandia, las cifras finales no son muy fiables. Hasta un 30% de los inuits vivía en lugares remotos, a los que no llegaba la sanidad oficial, lo que, a su vez, implica que solo el 20% de los fallecimientos tenía un certificado de defunción.

De hecho, los datos revisados por Fodor demuestran que, por ejemplo, los infartos son una enfermedad común entre los inuit de Groenlandia o que la mortalidad por derrame cerebral es alta. Su esperanza de vida es 10 años menor y su tasa de mortalidad el doble que la de los daneses que le sirven a Fodor para comparar. Afirma Fodor que Dyerberg y Bang investigaron únicamente la dieta de los esquimales y, en cambio, no lo hicieron directamente con su tasa de enfermedades vasculares.

Fodor concluye que, con estos datos de enfermedades cardiovasculares más ajustados, su dieta, más que recomendable, debería ser considerada un riesgo para la salud. Sin embargo, las conclusiones de Dyerberg y Bang todavía se citan con frecuencia para recomendar la toma de suplementos nutricionales, muy publicitados, con grasas de pescado, con Omega-3, para prevenir las enfermedades cardiovasculares.

Hasta la fecha de la publicación de Fodor, en 2014, más de 5000 trabajos se habían publicado sobre los beneficios de los ácidos grasos Omega-3 con la cita del estudio de los esquimales. Por cierto, las citas actuales del artículo de Dyerberg y Bang de 1971 son, según Google Académico, de 1059. En Estados Unidos, Europa y Canadá, los nutricionistas recomiendan el consumo de pescado, sobre todo de pescado azul, como el salmón, rico en Omega-3, para prevenir estas enfermedades. Y, por otra parte, son, para 2016, 32000 millones de dólares los que se movieron con la comercialización de los suplementos nutricionales con Omega-3 y, todo ello, según Fodor, basado en una hipótesis cuestionable desde que se publicó en los setenta.

Además, otro estudio, esta vez dirigido por Matteo Fumagalli, del Colegio Universitario de Londres, añade otro aspecto, muy diferente, a la polémica sobre la dieta de los esquimales. Después de un análisis genético de 191 esquimales, han encontrado que tienen varias mutaciones que implican cambios en el metabolismo de las grasas, sobre todo de las Omega-3. Aparecen en el 100% de los esquimales estudiados, en el 2% de los europeos o en el 15% de los chinos de la etnia han. Son cambios aparecidos hace unos 20000 años y permiten la adaptación a dietas ricas en grasas. Metabolizan grasas Omega-6 y Omega-3 a lípidos menos saturados y con un riesgo más bajo respecto a las enfermedades cardiovasculares. Por tanto, suponen menos grasas peligrosas en el organismo y una mejor adaptación a la dieta habitual de los inuit.

Sin embargo y para terminar, los estudios de Dyerberg y Bang y, ahora, las publicaciones de Rizos, Fodor y Fumagalli, llevan a muchos investigadores a revisar el papel de las grasas del pescado en la prevención de las enfermedades cardiovasculares que, a pesar de todo, parecen recomendables para una dieta saludable. Quizá, como a menudo ha ocurrido en ciencia, un error o, más bien, una conclusión sin suficientes evidencias, ha llevado a muchos científicos a investigar hechos que, en último término, son verídicos y recomendables.

Así, en una revisión reciente de Richard Kones y U. Rumana, del Instituto de Investigación Cardiometabólica de Houston, relatan que la controversia a favor y en contra de los Omega-3 continua muy activa. Revisan 19 estudios de 16 países, con el seguimiento durante varios años de 45637 pacientes, un 37% son mujeres, con una media de 59 años de edad y un rango de 18 a 97 años.

El resultado final es que los Omega-3 disminuyen modestamente el riesgo de enfermedad cardiovascular, aunque los datos no tienen relación con la toma de suplementos nutricionales y su recomendación a la población. Añaden que poco pueden decir pues no conocen con exactitud la pureza de los suplementos, ni lo aclara su etiquetado y tampoco las razones de los propios consumidores para tomarlos.

Con unos días de diferencia, Evangelinos Rizos y Moses Elisaf, de la Universidad de Ioannina, en Grecia, publican otro meta-análisis centrado en los suplementos con Omega-3. Repasan 21 estudios y la conclusión es que no suponen ninguna mejora consistente para la protección respecto a las enfermedades cardiovasculares.

Referencias:

Bang, H.O. et al. 1971. Plasma lipid and lipoprotein pattern in Greenlandic west-coast Eskimos. The Lancet 297: 1143-1146.

Bang, H.O. et al. 1980. The composition of the Eskimo food in north western Greenland. American Journal of Clinical Nutrition 33: 2657-2661.

Fodor, G. et al. 2014. “Fishing” for the origins of the “Eskimos and Heart Disease” story: Facts or wishful thinking? Canadian Journal of Cardiology 30: 864-868.

Fumagalli, M. et al. 2015. Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation. Science 349: 1343-1347.

Kones, R. & U. Rumana. 2017. Omega-3 polyinsaturated fatty acids: new evidence supports cardiovascular benefits. Journal of Public Health and Emergency doi: 10.21037/jphe.2017.03.04

McCoy, T. 2014. Fish oil may not prevent heart disease. The Washington Post May 16.

Rizos, E.C. et al. 2012. Association between Omega-3 fatty acid supplementation and risk of major cardiovascular disease events. A systematic review and meta-analysis. Journal of American Medical Association 308: 1024-1033.

Rizos, E.C. & M.S. Eliaf. 2017. Does supplementation with Omega-3 PUFAs add to the prevention of cardiovascular disease? Current Cardiology Reports DOI: 10.1007/s11886-017-0856-8

The Risk and Prevention Study Collaborative Group. 2013. n-3 fatty acids in patients with multiple cardiovascular risk factors. New England Journal of Medicine 368: 1800-1808.

Wikipedia. 2020. Dieta Inuit. 20 diciembre.

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

El artículo El caso de la dieta de los esquimales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.