El primer macho de la historia

Cuaderno de Cultura Científica - Og, 2021-10-14 11:59

En el año 2003, un grupo de científicos británicos encontró el fósil del animal macho más antiguo de la historia de la vida sobre nuestro planeta, al menos hasta la fecha. Con esta simple frase podemos imaginarnos que se trate de algún gran vertebrado cuyo hueso de la pelvis se haya conservado en el registro fósil y sea, indudablemente, masculino. Pero nada más lejos de la realidad, porque este primer macho apenas mide 5mm de longitud.

Un ostrácodo. Foto: Anna Smye / Wikimedia Commons

En concreto, lo que encontraron fue el fósil de un ostrácodo que vivió en lo que eran las costas inglesas hace unos 425 millones de años, a comienzos del periodo Silúrico. Los ostrácodos son un grupo de crustáceos microscópicos, con un tamaño generalmente inferior a 2 mm, capaces de vivir en cualquier ambiente acuático, desde un pequeño charco que forma la lluvia en lo alto de una montaña hasta fondos oceánicos de varios miles de metros de profundidad. Aunque su aspecto no recuerda al de otros crustáceos como los cangrejos o las gambas, ya que presentan un caparazón formado por dos valvas carbonatadas que recubren el cuerpo blando. Y una de sus particularidades más curiosas se refiere a su ciclo reproductivo, puesto que existen especies con reproducción asexual, conformadas sólo por hembras que ponen huevos fértiles, mientras que otras especies presentan reproducción sexual, lo que implica la cópula entre machos y hembras.

En el ámbito de la paleontología, los ostrácodos son una de las herramientas más empleadas para conocer cómo ha cambiado el clima a lo largo de la historia de nuestro planeta. Al menos, durante los últimos 485 millones de años, ya que los primeros ostrácodos verdaderos aparecieron a comienzos de periodo Ordovícico. Esto es debido a que cada especie soporta unos rangos muy concretos de ciertos parámetros ecológicos del medio acuático en el que viven, tales como la temperatura o salinidad del agua, el tipo de sedimento acumulado en el fondo o la cantidad de vegetación acuática. De tal manera que un pequeño cambio en estos factores ecológicos provoca una variación en la asociación de especies de ostrácodos a lo largo del tiempo. Es así como se pueden hacer reconstrucciones paleoambientales de antiguos medios acuáticos preservados en el registro fósil. Aunque la fosilización de los organismos que vivieron en el pasado no es precisamente algo fácil.

Generalmente, cuando un organismo muere, sus partes blandas acaban desapareciendo, bien por una oxidación post-morten o bien por la acción de organismos descomponedores o carroñeros, por lo que sólo sus partes duras suelen acabar formando parte del registro fósil. En el caso de los ostrácodos, estas partes serían las valvas carbonatadas. Sin embargo, hay ocasiones en las que se pueden preservar fosilizados los tejidos blandos, siempre y cuando los organismos se entierren rápidamente por sedimentos finos en un ambiente en el que no haya grandes corrientes de fondo y en condiciones de baja oxigenación o incluso anoxia completa. Y esto es lo que sucedió en esta zona costera inglesa hace más de 400 millones de años, debido a la llegada súbita de ceniza volcánica al mar que cubrió los sedimentos carbonatados, incluyendo a muchos de los organismos que vivían en ellos.

Este grupo de investigadores, estudiando los niveles de rocas carbonatadas que quedaron insertadas entre las capas de ceniza, encontraron que aparecían caparazones completos y cerrados de ostrácodos. Y si algo hay que caracterice a los científicos en general y a los geólogos en particular es su curiosidad, así que se preguntaron qué podrían encontrarse en el interior de esos caparazones. De esta forma, separaron los restos fósiles de ostrácodos del resto de la roca y decidieron realizarle finos cortes a un caparazón cada 0,02 mm, fotografiaron en serie cada intervalo e hicieron una reconstrucción tridimensional del ejemplar completo, aplicando una falsa coloración para observar con detenimiento el resultado. Y su sorpresa fue mayúscula, ya que se dieron cuenta de que se conservaban, perfectamente fosilizadas, las partes blandas del ostrácodo en el interior del caparazón y entre ellas identificaron un aparato reproductor masculino. Habían encontrado al espécimen macho más antiguo de la historia.

Estos científicos han denominado a la nueva especie Colymbosathon ecplecticos que, literalmente, se puede traducir como “asombroso nadador de gran pene”. Sin duda, un nombre muy evocador para ser recordado como el primer macho conocido del registro fósil…de momento.

Referencia:

Siveter, D. J., Sutton, M. D., Briggs, D. E. G. and Siveter, D. J. 2003. An ostracod crustacean with soft parts from the Lower Silurian. Science, 302, 1749 – 1751. doi: 10.1126/science.1091376

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

El artículo El primer macho de la historia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz

Zientzia Kaiera - Og, 2021-10-14 09:00

Gure ikerketa-taldeak pitzadura bertikalak detektatzeko eta karakterizatzeko metodo bat garatu du termografia infragorri aktiboa eta laser mugikorra erabiliz. Teknika hau industriarentzat laguntza handikoa izan daiteke, gaur egun industriaren kezka handi bat begi hutsez ikusten ez diren akatsak aurkitzea baita, era azkarrean, fidagarrian eta laginak suntsitu gabe, era honetan, arazoak haustura gertatu aurretik konpondu baitaitezke.

Termografia infragorria 1980ko hamarkadan hasi ziren erabiltzen Teknika Ez-Suntsitzaile (TEZ) gisa (ingelesez Non-Destructive Technique, NDT), bereizmen nahikoa zeukaten bideokamera infragorri eskuragarriak fabrikatzen hasi zirenean. TEZ gisa teknika honen lorpenik handienak termografia aktiboa erabiliz lortzen dira; bertan aztertu beharreko pieza estimulazio optikoaren bidez, ultrasoinuen bidez edo uhin elektromagnetikoen bidez estimulatzen da eta laginaren gainazalaren berotze eta hozte prozesuak kamera infragorri baten bidez grabatzen dira. Teknika hori bereziki egokia da materialen akatsen azterketarako. Zehazki, akatsaren presentziak gainazalaren tenperatura-eremua aldatzen du, akatsik gabeko piezarekin alderatuta. Azken urteetan, materialaren gainazalaren paraleloak diren akatsak (delaminazioa, desenkolatuak, korrosioa, etab.) detektatzeko eta karakterizatzeko metodo sinpleak eta fidagarriak garatu dira.

pitzadura bertikalakIrudia: Erabilitako muntaia esperimentala: Galileoren transformazioa erabiliz, laserra geldi eta lagina abiadura konstantez higitzen. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Pitzadura bertikalak, ordea, ez dira argiztapen uniformearekin detektatzen; izan ere, konfigurazio horretan energia-fluxuaren norabidea pitzaduraren paraleloa da eta pitzadurak ez dauka ia eraginik energia-fluxuaren sakabanaketan. Gure ikerkuntza-taldeak pitzadura bertikal infinituak karakterizatzeko (posizioa eta tamaina kalkulatzeko) metodo termografikoak garatu ditu. Horretarako, 90.eko hamarkadan garatutako Laser Mugikorreko Termografia infragorria (ingelesez Flying Spot) erabili dugu, teknika honetan laginaren gainazala higidura konstantez higitzen den laser baten bidez argiztatzen da, horrela, laserra higituz laginaren gainazal guztia argiztatu daiteke, era berean, kamera infragorri baten bidez gainazaleko tenperatura neurtzen da. Teknika honek gainazal handiak azkar aztertzeko aukera ematen du eta pitzadura bertikalak detektatzen ditu.

Hala ere, laser mugikorraren teknika hau, orain arte, pitzadurak detektatzeko bakarrik erabili da eta ez pitzadurak karakterizatzeko. Gure taldeak pitzadura bertikal infinituak detektatu eta karakterizatzeko protokoloa garatu du. Lehenik, beroaren difusioaren ekuazioa askatuz laginaren gainazaleko tenperaturarako adierazpen matematiko bat lortu du, laginaren gainazala laser mugikor batekin argiztatzen den kasurako. Gero, Galileoren transformazioa erabiliz, laserra geldi eta lagina abiadura konstantez higitzen den kasurako lortu dugu ekuazioa. Azkenik, kamera infragorri baten bidez (ikus 1 irudian muntaia esperimentala) lortutako datuak ekuazio teorikoekin konparatuko ditugu pitzaduren zabalera kalkulatu ahal izateko (ikus 2 irudian esperimentalki lortutako emaitzak, puntuen bidez adierazita, eta, gorriz, garatutako ekuazioak emandako doikuntza). Emaitzek berresten digute garatutako protokoloa 0,5 μm-ko pitzadura estuak neurtzeko gai dela eta, hori, oso garrantzitsua da aeronautika-industriarako, automobilgintzarako edo antzeko sektoreetarako, sektore hauetan segurtasuna oso  garrantzitsua baita eta pitzadurak garaiz detektatzea ezinbestekoa da, horrela hausturak ekidin baitaitezke.

Iturria:

Apiñaniz, Estibaliz; Salazar, Agustín; Oleaga, Alberto; Mendioroz, Maria Aranzazu (2020). «Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz»; Ekaia, 37, 2020, 211-220. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20862) Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 37
  • Artikuluaren izena: Pitzadura bertikalen detekzio eta karakterizazioa termografia infragorria eta laser mugikorra erabiliz.
  • Laburpena: Artikulu honetan, termografia infragorri aktiboaren bidez, pieza handietako pitzadura bertikalak karakterizatzeko metodo bat aurkeztuko dugu. Metodo honen bidez materialaren gainazala abiadura konstantez mugitzen den laser sorta batekin argiztatzen dugu, eta abiadura handiko kamera infragorri bat erabiliz gainazaleko tenperaturaren aldaketaren garapena neurtzen dugu. Gainazaleko pitzadura bertikalak uhin termikoentzat hesi termiko bat dira, eta, beraz, gainazaleko tenperaturaren profilean ez-jarraitasun bat sortzen dute. Matematikoki garatutako modelo teorikoa esperimentalki lortutako tenperatura profilarekin doituz, pitzaduraren ezaugarriak lor ditzakegu. Garatutako metodoa baliozkoa da laser sorta mugitu beharrean laserra geldi utzi eta lagina mugitzen dugunean; azken hori interesgarria da ekoizpen-kateetan pitzadurak in situ karakterizatu ahal izateko. Lan honetan, beraz, gure ikerketa taldeak pitzadura bertikalak karakterizatu ahal izateko jarraitutako ibilbidea azalduko dugu, eta lortutako metodoa balioztatzeko kalibratutako laginekin egindako neurketak aurkeztuko ditugu.
  • Egileak: Estibaliz Apiñaniz, Agustín Salazar, Alberto Oleaga, Maria Aranzazu Mendioroz
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • eISSN: 2444-3255
  • Orrialdeak: 211-220
  • DOI: 10.1387/ekaia.20862

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Egileez:

Estibaliz Apiñaniz UPV/EHUko Gasteizko Ingeniaritza Eskolako Fisika Aplikatua Sailekoa da

Agustín Salazar, Alberto Oleaga eta Maria Aranzazu Mendioroz Bilboko Ingeniaritza Eskolalo Fisika Aplikatua Sailekoak dia

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Kurt Reidemeister era… esencialmente un geómetra

Cuaderno de Cultura Científica - Az, 2021-10-13 11:59

 

Reidemeister era… esencialmente un geómetra. Su influencia en la teoría combinatoria de grupos es en gran medida la de un pionero. Sus ideas fueron estimulantes y tuvieron, al menos en algunos casos, un efecto duradero.

B. Chandler y W. Magnus, “Kurt Reidemeister”, en The History of Combinatorial Group Theory: A Case Study in the History of Ideas (1982).

Kurt Reidemeister hacia 1930. Imagen: Wikimedia Commons.

 

El matemático alemán Kurt Reidemeister (1893-1971) nació tal día como hoy, hace 128 años.

Era el hijo mayor de Hans Reidemeister (un alto funcionario del gobierno de Brunswick, Alemania) y Sophie Langerfeldt. Su hermano Hellmuth nació en 1895 y su hermana Marie en 1898.

Su hermana pequeña, Marie Neurath (por su matrimonio, en 1941, con el filósofo Otto Neurath), fue diseñadora y científica social. Formó parte del equipo que desarrolló un lenguaje pictográfico simplificado, el llamado Método de Viena de Estadística Pictórica (Wiener Methode der Bildstatistik), que más tarde rebautizó como Isotipo (de ISOTYPE, “International System of Typographic Picture Education”). También fue una prolífica escritora y diseñadora de libros educativos para jóvenes.

Pero volvamos a Kurt. Interesado por la filosofía, las matemáticas y la historia del arte, comenzó sus estudios universitarios en Friburgo en 1911. Tuvo que interrumpirlos al estallar la Primera Guerra Mundial: en 1914 fue llamado a filas y trabajó para el ejército de su país hasta el final de la guerra. Tras liberarse de sus deberes militares, continuó con sus estudios en Gotinga. En octubre de 1920 se trasladó a Hamburgo para ocupar el puesto de asistente de Erich Hecke (1887-1947), un conocido especialista en teoría de números. Reidemeister estudió teoría algebraica de números, trabajando en su doctorado asesorado por Hecke. Defendió su tesis doctoral en 1921 (Über die Relativklassenzahl gewisser relativ-quadratischer Zahlkörper) e inmediatamente cambió de área de investigación, interesándose por la geometría tras conocer a Wilhelm Blaschke (1885-1962) en Hamburgo. El matemático propuso a Reidemeister algunos problemas de geometría diferencial que iba a tratar en el segundo volumen (de tres) de su tratado Vorlesungen über Differentialgeometrie, tomo que estaba centrado en la geometría afín.

En 1925, tras la jubilación del geómetra algebraico Wilhelm Meyer (1856-1934), Reidemeister pasó a ocupar la cátedra que había quedado vacante en Königsberg. Allí trabajó con varios jóvenes matemáticos, como Ruth Moufang (1905-1977), Richard Brauer (1901-1977), Werner Burau (1906-1994) o Rafael Artzy (1912-2006), quien escribió un largo obituario en honor a Reidemeister en 1977 (y que incluía la amplia bibliografía del matemático que constaba de 17 libros y 71 artículos científicos).

Además de sus investigaciones en matemáticas, Reidemeister realizaba numerosas reseñas de textos de matemáticas y filosofía, otra de sus grandes pasiones. También escribía poesía.

En 1926 escribió el libro Knoten und Gruppen en el que establecía un estudio topológico de nudos basado en la teoría de grupos. Otros de sus libros fueron Vorlesungen über Grundlagen der Geometrie (1930), Einführung in die kombinatorische Topologie (1932) y Knotentheorie (1932). Este último fue traducido al inglés en 1983: aunque breve en longitud hablaba de los elementos básicos de la teoría de nudos.

En teoría de nudos se denominan movimientos de Reidemeister a tres tipos de transformaciones en el diagrama plano de un nudo para obtener otro equivalente. Imagen: Wikimedia Commons.

 

En 1933, se vio obligado a dejar su cátedra en Königsberg a causa de su firme oposición a los nazis, quienes lo clasificaron como «políticamente incorrecto». Se enteró de que lo habían despedido cuando lo leyó en el periódico local.

Reidemeister fue a Roma, donde continuó investigando. Probablemente gracias a los esfuerzos de Blaschke (que recogió firmas para que su colega fuera readmitido en su cátedra), en otoño de 1934 Reidemeister pasó a ocupar una cátedra en Marburgo, considerada una universidad menos prestigiosa. Los años siguientes fueron difíciles para él y su esposa; vivían bajo el dominio nazi y sufrían los horrores de la Segunda Guerra Mundial, evitando además que sus opiniones políticas se hicieran públicas por temor a las represalias.

En esta época, sus intereses se centraron casi exclusivamente en la filosofía, los fundamentos y la historia de las matemáticas. Entre otros tratados, publicó Die Arithmetik der Griechen (1940), Mathematik und Logik bei Plato (1942) y Das System des Aristoteles (1943).

Reidemeister pasó un par de años, entre 1948 y 1950, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton (Estados Unidos). Allí disfrutó de fructíferas discusiones científicas con Oswald Veblen (1880-1960), Carl Siegel (1896-1981) y Hermann Weyl (1885-1955). Gracias a esta estancia, su interés por la topología algebraica renació.

En 1955, el matemático dejó Marburgo, al encontrar un puesto de trabajo en la Universidad de Gotinga. Su salud y la de su esposa comenzaron a deteriorarse, eligiendo la soledad como opción de vida hasta su muerte.

Referencias

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

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Uste baino lehenago iritsi zen gizakia Ameriketara

Zientzia Kaiera - Az, 2021-10-13 09:00

Amerikako White Sands parke nazionalean duela 23.000-21.000 urte artean datatutako giza oinatzak aurkitu dituzte. Datazio horren arabera, azken glaziazioa bere punturik gorenean zegoenean populatuta zegoen Ipar Amerika.

Zientziaren eta ezagutzaren mundu zabalean badira etengabean errepikatzen diren eztabaidak. Horietako batzuk adituen artean ematen dira, eta, normalean, haien mundutik ez dira ateratzen. Horren adibide asko daude, baina, gertuko bat aukeratzearren, Alaitzaren kasua aipatuko dugu. Arabako herri txiki horretan bada horma margo zoragarriak dituen eliza bat, eta horiek ikertu dituztenek tira-bira sutsuak izan ohi dituzte haien datazioaren inguruan. Batzuentzat, XIV. mendekoak dira, baina beste batzuek babesten dute hasierako margoak XII. mendean egin zirela.

Beste eztabaida batzuk, berriz, gizarte osora iristen dira, bai pizten duten interesagatik, bai adituen artean sortzen dituzten desadostasunen tamainagatik. Marteren metanoaren jatorria edo dinosauroak akabatu zituen meteoritoaren garrantzia, kasurako. Beste eztabaida klasiko bat, Ameriketako populaketari buruzkoa da. Bada, gai polemiko honetan eztabaida piztuko duen beste proposamen bat aurkeztu dute.

White Sands1. irudia: 60 bat oinatzen arrastoak aurkitu dituzte, antzinako laku baten ertzean. Datazioak dio duela 23.000-21.000 urtekoak direla. (Argazkia: AEBtako Parke Nazionalen Zerbitzua / USGS / Bournemoutheko Unibertsitatea)

Gaian sakondu aurretik, gaur egungo eztabaida zertan den laburtzea da egokiena. Urte askotan, Ameriketako populazioaren teoria nagusi bat mantendu da. Azken glaziazioaren ondorioz, Eurasia eta Ipar Amerika lotzen zituen Beringia izeneko lur pasabide bat sortu zen, eta lehen “amerikarrak” hortik igaro ziren kontinente berrira, Eurasiatik. Gutxi gorabehera, duela 13.000 urte gertatu zen, hori. Clovis izeneko kultura izango zen lehen gizaki horien aztarnen egilea.

Denborarekin, baina, proposamen horretan arrakalak agertzen hasi ziren. Lehen kolpe handia kontinentearen beste puntatik etorri zen. 1997an, Txileko hegoaldean kokatutako Monte Verde izeneko aztarnategia aurkitu zuten, eta bertako aztarnak duela 14.000 urtekoak zirela proposatu zen. Kontinentearen beste aldean egonda, arraroa litzateke Beringiatik etorritako horiek hain azkar hedatzea. Hortaz, lehen amerikarrak hain iparraldean kokatuta dagoen Beringiatik sartuz gero, argi zegoen kontinentearen okupazioak askoz zaharragoa izan behar zuela. Aurkikuntzak beste aukera posible bat hauspotu zuen: baliteke gizaki horiek itsasoz iritsi izana?

Tantaka, bestelako datazioak etorri dira, eta gehienek hankaz gora jarri dute Clovis kulturako gizakiak lehen biztanletzat jotzen dituen teoria. Monte Verdeko aztarnategi berean, duela 33.000 urteko datazioak aurkeztu dituzte, baina adituen artean datazio horren gaineko adostasuna urriagoa izan da.

Ipar Amerikan, Paisleyko aztarnategian aurkitutako giza koprolitoak duela 14.000-15.000 urte datatu dira, eta Brasilgo Pedra Furadan gutxienez duela 20.000 urtekoak diren arrastoak aurkitu dituzte. Duela 15.500 urteko aztarnak aldarrikatu dira Buttermilk Creek aztarnategian, Texasen (AEB). Denbora tarte horietatik guztiz aldenduta, duela hainbat urte ere Cerutti Mastodoneko aztarnategian, duela 130.000 urteko harri landuak ere proposatu izan dira.

Bada, antza, Clovis hipotesiaren hilkutxan beste iltze bat jarri berri dute. Science aldizkarian aurkeztutako lan batean, White Sands parke nazionalean dagoen antzinako aintzira batean aurkitutako oinatz arrasto fosilduen berri eman dute. Duela 23.000-21.000 urte artean datatu dituzte oinatzak. Hori egiteko, karbono 14aren analisia egin diete geruza horretan txertatutako hainbat haziri, eta emaitzek data tarte hori eman dute. Arrasto hauen datazioa egokia bada, horrek esan nahi du Azken Maximo Glaziarra baino lehen, hau da, azken glaziazioen izotz geruzek zabalerarik handiena izan zuten aldia aurretik, gizakiak bazirela Ameriketan.

White Sands2. irudia: Hainbat gazte, lakuaren ertzean eta mamutei begira, irudikapen artistiko batean. (Ilustrazioa: Karen Carr / AEBetako Parke Nazionalen Zerbitzua)

60 bat giza oinatz dira. Behin lokatza izan zen eremu batean geratuak direnez, gainerako arrastoak baino hobetu datatu daitezke, zehaztasun gehiagorekin. Matthew Bennett geofisikariaren hitzetan, “harri tresnak eta hezurrak ez bezala, oinatzak ezin dira mugitu gora edo behera estratigrafian. Finkoak dira, eta oso zehatzak”. Giza arrasto horiekin batera, garaiko megafaunaren arrasoak badira ere, hala nola mamutak edo megaterioak.

Gainera, arrasto horien azterketa morfologikotik ondorioztatu dute haurrek edo nerabeek utzi zituztela oinatz gehienak, agian lakuaren ertzera ur bila joaten zirenean, edo –espekulatu dute–, bertan urarekin jolastera.

Gizakiaren presentzia Ameriketan hain atzerago proposatuta, normala da adituen artean zuhurtzia eragin izana. Horregatik, hazi horiei beste teknika batekin bigarren datazio bat egin nahi dizkiete orain, optikoki estimulatutako lumineszentzia teknikaren bitartez.

Nature aldizkarian ere jaso dituzte gaiaren inguruan beste hainbat adituk dituzten ikuspuntuak; horietan, aurkikuntzaren garrantzia nabarmendu dute. Adibidez Vienako (Austria) unibertsitateko Tom Higham arkeologoak dio aurkeztutako ebidentzia oso sinesgarria dela, eta “kitzikagarritzat” jo du. Mexiko Berriko Historia Naturaleko paleontologo Spencer Lucasek harago jo du, eta “agertokia aldatu” duela erantsi du.

Momentuz, hain baliagarria izan ohi den genetikak ez du gai honetan gehiegi lagundu. 2007an Mexikoko Yucatango Hoyo Negro izeneko urpeko haitzulo batean duela 12.000-13.000 urteko hezurdura bat aurkitu zuten., eta duela 12.600 urte beste ume baten hezurdura aurkitu zen Anzick aztarnategian (Montana, AEB). Hori bai, DNA analisietan oinarrituta, biek ala biek Asiako arbasoak zituztela ondorioztatu zuten.

Erreferentzia bibliografikoa:

Bennett, M. R. et al. (2021). Evidence of humans in North America during the Last Glacial Maximum. Science, 373 (6562), 1528-1531. DOI: 10.1126/science.abg7586

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Ciencia militar II: el castrum romano

Cuaderno de Cultura Científica - Ar, 2021-10-12 11:59

Polibio, un griego capturado por los romanos que reconoció el genio militar de sus captores, escribió una historia en varios volúmenes sobre el ascenso al poder de Roma que proporciona la mejor descripción del campamento militar romano, el castrum. Cuando una legión estaba movilizada, sus oficiales y agrimensores reconocían continuamente el territorio para descubrir posibles ubicaciones para el campamento. Idealmente, el terreno tenía que estar nivelado y seco en un espacio abierto con suministro de agua dulce y buen drenaje; preferiblemente el campamento no estará rodeado de colinas o bosques.

El castrum según Polibio. Fuente: Wikimedia Commons

Llegado el momento de acampar y elegida la ubicación, los agrimensores, dirigidos por un maestro constructor, crean rápidamente el plano sobre el terreno, que será un cuadrado con fortificaciones, puertas y calles todo en ángulos rectos. Banderas de diferentes colores marcan dónde se ubicarán las tiendas de los oficiales, las tiendas de los soldados de infantería, los depósitos para suministros o botín, las letrinas, las fosas para basura y los corrales para los animales de carga y los caballos de combate. Los agrimensores se aseguran de que las tiendas esten separadas al menos 50 metros (intervallum) del muro o empalizada (vallum). Dos calles principales (praetoria y principalis) unían las puertas opuestas, colocadas cada una en el centro de cada lado del recinto, una tercera calle (quintana) paralela a la principalis, era la principal dela zona de acampada de los legionarios.

Los campamentos temporales estaban hechos de tierra y madera; los soldados rápidamente levantaban tiendas de piel que albergaban a ocho hombres. Los romanos, a diferencia de sus enemigos cuando construían campamentos fortificados, se tomaban el tiempo y el esfuerzo de nivelar el terreno para garantizar el orden y la regularidad. Los campamentos de invierno (castrum hibernia) permanentes utilizaban piedra; en estos los legionarios habitaban chozas con techos de paja. Los campamentos permanentes incluían graneros, un hospital, un área de entrenamiento y cuarteles y un mercado (agora).

Según Polibio, los legionarios romanos estaban tan bien entrenados que la distribución del campamento y sus propios deberes eran obvios. Polibio comparó el campamento con una ciudad pequeña, y cada hombre conocía la ubicación de su tienda en un nuevo campamento antes de que empezase a construirse.

Josefo, quien, como Polibio, fue un prisionero de Roma fascinado por sus captores. Como historiador que conocía personalmente el campamento romano, contó que en las campañas militares, cuando al amanecer había que levantar el campamento y marchar, cada soldado tenía deberes específicos. Los heraldos marcaban con el sonido de los cuernos las tareas a realizar en un orden preciso: primero, desmontar y recoger todas las tiendas; segundo, cargar las mulas; y, finalmente, prender fuego a lo que quedase para evitar que el enemigo lo pudiese usar.

Josefo describió el carácter urbano del campamento permanente. Los campamentos permanentes que vio, comandados por Vespasiano y su hijo Tito alrededor del 60 e.c., tenían torres en los muros a intervalos regulares y catapultas colocadas estratégicamente para la defensa.

Josefo quedó impresionado por la disciplina romana que requería que el campamento se construyera antes de que comenzara cualquier batalla, lo que explicaría por qué los romanos experimentaron pocos desastres militares importantes causados por emboscadas. El más famoso, la destrucción de las legiones de Publius Quinctilius Varus en el 9 e.c. en el bosque de Teutoburgo, se debió a la falta de disciplina y a la incapacidad de los comandantes para organizar las tropas y construir el campamento de urgencia.

Detalle de una maqueta de un castrum de guerra. Fuente: Asociación Amigos de la Historia

En Commentarii de bello Gallico (Comentarios sobre la guerra de las Galias), Julio César hace hincapié en que un comandante romano que ejerza un control estricto sobre sus tropas podrá protegerlas de un desastre inesperado, incluso cuando está rodeado y abrumado por el número de enemigos. El tratado militar de César revela que su estrategia para luchar contra los galos y otras tribus germánicas de Europa central y occidental se basó en gran medida en el castrum como un medio de defensa desde el que podían comenzar las acciones de ataque y al que los soldados podían acudir en busca de ayuda, descanso y refuerzos.

El científico militar romano del siglo IV e.c. Flavius Vegetius Renatus, autor de Epitoma Rei Militari (De asuntos militares), comparó el campamento de marcha romano con una ciudad, siguiendo a Polibio. Las reglas de Vegetius para construir un campamento eran las siguientes: Si no había una amenaza inmediata, bastaba una zanja de un metro de profundidad y 1,20 metros de ancho; una pared de tierra de un metro reforzada con estacas puntiagudas tras de la zanja era suficiente. Si se estaba en territorio hostil, donde un ataque era más que posible, la zanja tenía que ampliarse a tres metros de ancho y más de dos de profundidad. Si esperaban un ataque, los legionarios, aun así, se dedicarían a la tarea de construir el castrum, con una zanja de 3,5 m de ancho y 2,5 metros de profundidad, respaldada por un muro de 3,5 m de alto con estacas afiladas en la parte superior.

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

El artículo Ciencia militar II: el castrum romano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Tokian tokiko jarduera: hornidura katerako blockchaina

Zientzia Kaiera - Ar, 2021-10-12 09:00

Geroz eta interkonektatuagoa dagoen mundua, eta datuak eta datuotatik ateratzen den informazioa balio ekonomiko izugarria duten baliabideak dira. Bestalde, interkonexio horrekin berarekin, hacker gaizkileen* taldeek urrutitik kaosa sortzeko edo erreskateak eskatzeko erasoak egin ditzakete.

Gaizkile horiek egin dezaketen jardueretako bat gauzen trazabilitatea aldatzea da. Adibidez, produktu bat leku eta egun jakin batean eta eragile jakin batek fabrikatu zuela adierazten duten erregistro guztiak aldatu ditzakete. Horren guztiaren erabilgarritasuna oso nabaria da modu kriminalean pentsatzen badugu; produktu hori pasaporte faltsu bat, lehergaien kargamentu bat edo sendagai sorta akastun bat izan liteke. Era berean, gaizkileek salgaien helmuga aldatu ahalko lukete, bakar-bakarrik erregistroetan salgai horien datuak moldatuz.

blockchainaIrudia: Blockchain teknologia mota guztietako datu kateatuen –produktu baten trazabilitate seguruari dagozkionak, adibidez– edukiontzi moduan erabil daiteke (Iturria: Tecnalia)

Azken horren kasu bereziki kezkagarri bat –gutako edozeini gerta dakiokeelako bereziki mingarria zaigun gai batean– honako hau litzateke: inork gure kontu korronteetako diruaren zainketa katea edota gure finantza aktiboen jabetza aldatzea, gure identitatea ordezkatzetik hasita. Arrisku horri buruzko azpigenero bat eta guzti dago zineman.

Zibersegurtasunak gure identitatea babesten du sarean, eta gurea denaren eskuragarritasuna geuk bakarrik izatea bermatzen du. Horri dagokionez, oso baliagarria litzateke transakzioen katea aldatzeko saiakera guztiak berehala eta automatikoki agerian utziko lituzkeen eta katea aldaezin bihurtuko lukeen prozedura bat izatea. Prozedura hori eta horri lotutako teknologia badago jada: blockchain deitzen da. Zalantzarik gabe, termino hori kriptodiruarekin eta, zehazki, bitcoinarekin lotzen dugu.

Iñaki Úcarrek blockchaina zer den azaldu du:

Blockchaina 2009an sortu zen, deszentralizatutako diru birtualeko sistemen ohiko arazoetarako irtenbide gisa: gastu bikoitzaren arazoa, hain zuzen ere. Dibisa tradizionalek zuzen funtziona dezaten arduratzen den erakunde bat dagoelako funtzionatzen dute, hain zuzen, eta ekonomia eta finantza sistemak erakunde horretan konfiantza dutelako (adibidez, Europako Banku Zentrala). Internet eta sistema sakabanatuak ezarri zirenetik konfiantzazko bitartekari baten mende egongo ez diren dibisa digitalak garatzeko interesa sortu zen, baina, irtenbide guztiek arazo bera dute, gastu bikoitza: hau da, moneta bera (dibisaren “oinarrizko unitate” gisa ulertuta) behin baino gehiagotan faltsifika eta gasta daitekeela. 2009an, bitcoina sortu zuenak (Satoshi Nakamoto ezizenarekin) ikuspegi hirukoitz batean oinarritutako irtenbide bat proposatu zuen: transakzio guztiak publikoki partekatzen dira, transakzio baliozkoak lan probako (proof of work) sistema baten bidez zehazten dira eta ekonomikoki sustatzen da sistemari egiten zaion ekarpena (meatzarien bidez).

Hiru zutabe horiek blockchain teknologian bateratzen dira, hau da, oso jakinak diren eta garatuak dauden bi teknika batzen dira: Merkle zuhaitzak eta kriptografia (sinadura digitalarekin, pasahitz publikokoa eta hash funtzioak dituena). Merkle zuhaitza 1979an Ralph Merklek sortu eta patentatu zuen egitura bat da. Bere xedea informazioa kateatzea da, non nodo zehatz batek bertan kargatutako informazio guztia modu seguru eta eraginkorrean egiaztatzea bermatzen baitu. Aplikazio asko ditu, besteak beste, P2P sareetan artxiboak trukatzea, edo bertsioen kontrolerako softwareetan, adibidez, Git sisteman. Blockchaina bloke kate bat da oinarrian (Merkle modukoa, baina, printzipioz, adarkadurarik gabea), eta sinadura digitala gehitu zaio transakzioetako parte hartzaileak zein diren jakiteko.

Blockchain teknologia mota guztietako datu kateatuen –produktu baten trazabilitate seguruari dagozkionak, adibidez– edukiontzi moduan erabil daiteke. Tecnalia zentroan Traceblock blockchaina garatzen ari dira; horri esker, produktu sorta jakin baten egoerari buruz ikuspegi bakarra eskuratzeaz gain, hornidura kate osoarena ere eskuratu liteke. Jatorriaren bermea ezin da aldatu: kateko partaide bakoitzak idazten/sinatzen du, eta bere informazioaren, zeina bat datorren blockchaineko ekintzen katearekin, egiazkotasunaren erantzule da.

Oharra:

* Hacker guztiak ez dira gaizkileak.

Egileaz:

Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Naukas Bilbao 2021: Mildred Dresselhaus, la reina del carbono y más allá

Cuaderno de Cultura Científica - Al, 2021-10-11 11:59

María Larumbe / GUK

Foto: Iñigo Sierra / Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Primera catedrática del prestigioso Massachussetts Institute of Technology -MIT- y pionera en el estudio de los nanomateriales, Mildred Dresselhaus (1930-2017), Millie, mejor conocida como “la reina del carbono” fue una física y tecnóloga estadounidense reconocida a nivel mundial por sus aportaciones en este campo pero que, sin embargo, al igual que un largo número de sus colegas femeninas sigue siendo desconocida para el gran público.

Durante su ponencia “Carbon Queen” en la décima edición de Naukas Bilbao, la ingeniera química y científica titular del CSIC en el Instituto de Ciencia y Tecnología del Carbono (INCAR), Teresa Valdés-Solís, apuró al máximo sus diez minutos de intervención para ensalzar la figura de Dresselhaus, un personaje esencial en el estudio de los materiales de la familia del carbono por sus investigaciones sobre las propiedades fundamentales de este elemento y por su papel como activa defensora de la integración de las mujeres en la ciencia.

En una época en la que las mujeres suponían el 2% del total de estudiantes de física, sus investigaciones le valieron un gran número de premios, entre ellos, la Medalla de Honor del IEEE, siendo la primera mujer en la historia en recibirla; el premio Kavli, la primera persona en recibirlo en solitario; y sus estudios sentaron las bases para dos investigaciones premiadas con el premio Nobel.

Valdés-Solís retrocedió hasta los humildes orígenes de Dresselhaus, de soltera Spiewak, en el Bronx de Nueva York. “Fue su facilidad para tocar el violín lo que le hizo ver desde muy joven que podía aspirar a unos mejores estudios que los que estaba recibiendo”. Gracias a esta habilidad, consiguió una beca para la Greenwich House School, donde tuvo la oportunidad de recibir clases de dos premios Nobel: Rosalyn Yalow y Enrico Fermi.

Buena muestra de sus brillantes capacidades – en disciplinas científicas especialmente- es el texto que acompañó a su imagen en el anuario del instituto. “Any equation she can solve; every problem she can resolve. Mildred equals brain plus fun. In math and science, she’s second to none” (Puede resolver cualquier ecuación y cualquier problema. Mildred es igual a cerebro más diversión. En matemáticas y ciencias, es insuperable).

Dentro de su ámbito de investigación, tal y como explicó Valdés-Solís, “Millie destacó por estar metida ‘en todas las salsas’: estudió las propiedades electrónicas de los materiales de carbono, trabajó con grafitos sintéticos, nanotubos, fullerenos, con las propiedades del grafeno, que son de gran relevancia en la actualidad, pero que en su época era un material ignorado”. De hecho, precisamente, Dresselhaus escogió el campo de los materiales de carbono porque era madre de cuatro hijos y pensó que al ser de los materiales menos atractivos podría conciliar mejor la vida laboral y personal.

Una referente icónica más allá de Curie

Lo que sucedió después es que, tras esta decisión, asistió en primera fila a la gran revolución en el campo de los materiales de carbono que se produjo a mediados del siglo XX. “Y, ¡sorpresa!, estuvo metida en todos los avances significativos de la época en materiales de carbono como el descubrimiento de las tres nuevas familias: los nanotubos, los fullerenos y el grafeno”, explicó Valdés-Solís.

No es la primera vez que Valdés-Solís aprovecha Naukas Bilbao para combinar dos de sus grandes intereses: las investigaciones sobre el carbono y el reconocimiento a grandes científicas del pasado. Ya en 2015, contó al público presente en Bizkaia Aretoa la fascinante historia de Rosalind Franklin, la científica detrás del descubrimiento de la estructura del ADN quien, casualidades de la vida, estudió años antes en el mismo college de Cambridge donde Mildred Dresselhaus pasó un año de su vida.

Además de ser una gran científica -con alrededor de 1.700 artículos de investigación y ocho libros publicados- Dresselhaus fue todo un referente, una inspiración para las mujeres científicas de su tiempo y de generaciones posteriores. “Estuvo muy involucrada desde el MIT- donde fue profesora de física durante más de 50 años- en que las científicas pudieran tener referentes femeninos y que no se abrumaran ante las dificultades de la carrera de Física. Creía que el hecho de que hubiera personas ya suponía un buen paso para que las alumnas vieran que era posible llegar”. En este sentido, siempre se ha puesto de relieve lo involucrada que estuvo como mentora en las facetas profesiones y personales de sus alumnos, de todos los géneros. “Esta faceta de mentorazgo siempre se ha puesto de relieve”.

Además de ser su gran influencia a nivel científico, recibió las máximas condecoraciones civiles de Estados Unidos: la Medalla Nacional de Ciencias y la Medalla de la Libertad y estuvo asesorando al Gobierno de EE. UU. en distintas cuestiones científicas. “Fue una mujer implicada en ciencia, pero viviendo de cara al mundo. A este respecto, su imagen está muy alejada de otras mujeres científicas de su generación que se tuvieron que volcar plenamente en sus carreras porque no podían permitirse la más mínima debilidad frente a sus compañeros varones”.

En 2017, poco antes de su fallecimiento con 86 años, su cercanía e imagen icónica- llevaba siempre el mismo peinado, con las trenzas en lo alto de la cabeza-, le llevaron a participar en este inspirador anuncio con el que la compañía General Electric promovía las vocaciones de las niñas en ciencia con ella como principal protagonista: con muñecas imitando su imagen y niñas recién nacidas llevando su nombre como si de una estrella de cine se tratara. Todo ello para impulsar una campaña conocida como GE Girls que buscaba conseguir 20.000 mujeres en áreas STEM para el año 2020.

Teresa Valdés-Solís hizo suyas estas inspiradoras palabras pronunciadas por “la reina de carbono” para terminar la ponencia por todo lo alto. “Follow your interests, get the best available education and training, set your sights high, be persistent, be flexible, keep your options open, accept help when offered, and be prepared to help others.”; es decir, “Sigue tus intereses, obtén la mejor educación posible, fíjate metas elevadas, sé tenaz, sé flexible, no te cierres puertas, acepta la ayuda cuando te la ofrezcan y estate preparada para ayudar a los demás».

N.del.E.: La charla puede verse aquí.

El artículo Naukas Bilbao 2021: Mildred Dresselhaus, la reina del carbono y más allá se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Konbutxa, modako freskagarria edo bizitzaren elixirra?

Zientzia Kaiera - Al, 2021-10-11 09:00

Tamalez, litekeena da jada galderaren erantzuna asmatu izana. Agian -harrigarria balitz ere-, artikulu honetan moda-modakoa den freskagarria betiereko bizitzaren elixirra dela irakurri nahiko zenuke. Beharbada, gaixotasun guztien sendagai miragarriari buruzko informazioa irakurtzeko iritsi zara hona. Agian, kirol gogorrenak nekerik gabe egiteko edariaren bila ari zara. Akaso, influencer ospetsuenaren azken bideoan entzun duzun hori zer den jakin nahi duzu, besterik gabe. Zer da, baina, konbutxa? Modako freskagarria edo bizitzaren elixirra?

konbutxaIrudia: Konbutxa freskagarria. (Argazkia: LyraSid – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Konbutxa edari ia ezezaguna izatetik supermerkatu eta osasun-denda gehienetan egotera pasa da. Konbutxaren ezaugarri miragarriak azpimarratzen dituztenek ia-ia bizitzaren elixirra dela esaten dute. Has gaitezen hasieratik. Konbutxaren ezaugarriak xehatzeko, lehenik eta behin konbutxa bera zer den azaltzea ezinbestekoa da. Konbutxa, te mota bat da, hartzidura prozesua jasan duen tea, hain zuzen ere. Bere jatorria Asian dago eta, bereziki, Txinan eta Japonian kontsumitzen zen.

Konbutxa edari probiotioko gisa saltzen da, alegia, mikroorganismo biziak dituen edari edo elikagai gisa. Elikagai probiotikoetan dauden mikroorganismoek, kopuru egokietan erabilita, organismo ostalariaren digestio-aparatuan eta, oro har, organismo osoan, onurak eragiteko gai izan daitezke. Elikagai probiotikoak ez dira nahastu behar elikagai prebiotikoekin. Elikagai prebiotikoek organismoan dauden mikroorganismoen -nagusiki hesteetako bakterioen- hazkundea areagotzen duten substantziak dira. Zenbait kasutan, elikagai prebiotikoek eragiten duten bakterio onuragarrien hazkundea onuragarria izan daiteke ostalariaren osasunarentzat.

Konbutxara itzuliz, esan dugu edari probiotikoa dela bizirik dauden mikroorganismoak dituelako eta edari probiotikoak osasungarriak izan daitezkeela. Horrek ez du esan nahi, zuzen-zuzenean, konbutxa osasungarria denik, jakina. Azken batean, konbutxak dituen mikroorganismoak ostalariarentzat onuragarriak direnik, momentuz, ez da frogatu. Konbutxa prestatzeko, te mota bati azukrea gehitzen zaio eta, jarraian SCOBY –Symbiotic Culture Of Bacteria and Yeast- delako bakterio eta legamien kolonia erabiltzen da hartzidura prozesua aurrera eramateko. Likidoa estali egiten da -baina, airearekin kontaktua mantenduz- eta egun gutxi batzuk geroago, konbutxa prest dago.

Hartzidura prozesuan zehar, hainbat erreakzio kimiko gertatzen dira bakterio azetiko eta laktikoei esker, besteak beste. Legamia eta bakterio horien hazkuntzari esker, arriskutsuak izan daitezkeen mikroorganismoen hazkuntza saihesten da eta hamar bat eguneko epean tea eta azukrea hainbat aminoazido, bitamina eta entzima dituen edari karbonatatua lortzen da. Zenbait ikerketek erakutsi dutenez, konbutxa antioxidatzailea eta antikartzinogenoa izan liteke, baina, momentuz plaketan hazitako kultiboetan bakarrik frogatu ahal izan da hori. Petri plaka batean gertatzen dena gizakietara estrapolatzea arriskutsua eta ausarkeria da.

Konbutxa ezaugarri miragarri hauekin lotu izan da: odol-tentsio altua saihesten du, energia ematen du, immunitate-sistemarentzat onuragarria da, bihotzekoen arriskua murrizten du eta kolesterola murrizten du. Momentuz, zerrendatutako ezaugarri onuragarri horietako bat bera ere ez da frogatu ahal izan. Aldiz, zenbait ikerketek erakutsi dutenez, gehiegizko konbutxa kontsumoa arriskutsua izan daiteke. Bereziki arriskutsua da etxean egindako konbutxa hartzea; izan ere, higiene baldintza egokietan ez bada egiten, etxean egindako edariak mikroorganismo kaltegarriak izan ditzake. Hartzitutako edari izanik, gainera, konbutxak alkohol etilikoa izan ohi du kantitate txikian bada ere eta etxean egiten bada, zaila da jakitea zein den lortu den edari horren konposaketa zehatza. Ez dugu ahaztu behar etxean egindako konbutxak ez duela inolako kalitate-kontrolik izango. Merkaturatzen den konbutxaren kasuan, edari nahiko berria izanik, beharrezkoa litzateke bere ekoizpenaren kalitatea eta bere ezaugarri onuragarri zein kaltegarriak zehazki ezagutzea. Oro har, hartzidura prozesua modu kontrolatuan egiten bada, konbutxa freskagarri bat besterik ez da.

Konbutxa modako edaria denez, ohikoa da ezaugarri osasungarri miragarriak esleitu nahi izatea, baina, momentuz, tarte zabala dago zientziak frogatu ahal izan duenarekin. Dakigunez, hartzitutako edari batzuk eragin onuragarri zehatz batzuk dituzte osasunarentzat, baina, horrek ez du esan nahi hartzitutako edari guztiak onuragarriak direnik. Era berean, konbutxari buruzko hainbat ikerketa berrikusi zituen 2019. urteko lan baten arabera, aztertutako 310 analisietatik bakarrean frogatu ahal izan zen konbutxak eragin positiboa zuela giza-osasunean. Gainera, ikerketa bakan horren mugak nahiko handiak izan ziren eta ondorioak ez dira guztiz argiak, kontrol talderik ez baitzen erabili ikerketan.

Laburtuz, konbutxa edari freskagarri bat gehiago da, momentuz, eta ez da frogatu osasunean eragin positiborik duenik. Horrexegatik, neurriz hartzea gomendatzen da, beste edozein edari bezala. Hartzekotan, arriskutsua izan daiteke etxean egindakoa kontsumitzea, mikroorganismo kaltegarriak izan baititzake eta bere alkohol-maila ezezaguna izango delako. Zientziak kontrakoa dioen arte behintzat, ez genuke konbutxa edan beharko bere ezaugarri osasungarri miragarriengatik, gustuko edaria delako baizik. Oraingoz, bizitzaren elixirra ez dugu konbutxan topatuko…

Informazio gehiago: Egileaz:

Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.

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El caso del Hombre de Neandertal

Cuaderno de Cultura Científica - Ig, 2021-10-10 11:59
Esta es el área donde el espécimen tipo (Neanderthal 1) fue excavado por trabajadores de una cantera en 1856. Está ubicado al este de Erkrath, Alemania, y es mantenida por el cercano Museo Neanderthal. Las varillas son parte de un «jardín arqueológico» y marcan el sitio de excavación de 1997/2000, donde se encontraron restos de la Kleine Feldhofer Grotte (lugar original del descubrimiento, 1856) y piezas fósiles adicionales. La Kleine Feldhofer Grotte era una cueva situada metros más arriba en un acantilado de piedra caliza, que fueron destruidos, acantilado y cueva, por las canteras en el siglo XIX.

En agosto de 1856 se descubrieron restos humanos en una cueva, conocida como Kleine Feldhofer, situada en una cantera de caliza en Erkrath, Alemania, a unos 12 kilómetros de Düsseldorf. La cueva se encontraba en la pared sur de un pequeño barranco del valle Neander que recorría el río Düssel. El barranco se extendía de este a oeste durante casi un kilómetro, con unos 60 metros de profundidad. La cueva Kleine Feldhofer estaba a unos 20 metros de altura en la pared sur del barranco. Los restos se descubrieron enterrados en el barro del fondo.

Esta gruta, una de las más pequeñas de la pared del barranco, tenía una entrada de 1 metro de altura, y, en el interior, la cavidad llegaba a los 3 metros. La anchura, de pared a pared, era de 3 metros, con una profundidad de unos 5 metros.

En aquellos años, la década de 1850, la demanda de piedra para la construcción iba en aumento y una empresa se estableció en el valle Neander para la extracción de caliza. Lo hizo en la pared sur y en parte de la pared norte, y todas las cuevas y cavidades que encontraron durante su actividad fueron removidas.

Unos trabajadores de la cantera, llamados Alessandro y Luigi, limpiaron la cueva, arrojaron los escombros al fondo del valle y, allí, encontraron y recogieron solo los huesos de mayor tamaño. Estos restos llegaron a Johannes Carl Fulhrott, de Eberfeld, maestro local y especialista en historia natural, que publicó en la prensa local un relato de cómo ocurrió el descubrimiento, aunque no conocemos en detalle las circunstancias del hallazgo por los obreros. Esta noticia llegó al Profesor Hermann Schaaffhausen, del Departamento de Anatomía de la Universidad de Bonn, que describió los fósiles poco después, en 1857, y publicó los resultados. Los huesos eran 15: la parte superior del cráneo o calota, los cúbitos, los fémures, los radios, y fragmentos de la pelvis, una escápula, una clavícula y cinco costillas. Desde entonces, a este ejemplar se le llama Neandertal 1.

Fueron tres las conclusiones con que Schaaffhausen cierra su escrito sobre los fósiles del valle Neander, y merece la pena transcribirlos para entender las ideas de los científicos de aquella época, pocos años antes de la publicación de El origen de las especies, de Charles Darwin, en 1859. Estas fueron las conclusiones:

1.- La forma extraordinaria del cráneo se debe a su conformación natural que hasta ahora no se conocía, incluso en las razas más bárbaras.

2.- La extraordinaria forma de estos restos corresponde a un periodo anterior al tiempo de los Celtas y Germanos, y es con toda probabilidad derivado de algunas razas salvajes de la Europa del noroeste, tal como dicen los escritores Latinos, y que se consideran autóctonas por los inmigrantes Germanos.

Y 3.- Está más allá de toda duda que estas reliquias humanas se pueden seguir hasta un periodo en el que los últimos animales del diluvio todavía existían.”

Por aquellos años y en el debate que se suscitó, se llegó a proponer que el cráneo pertenecía a un idiota o, quizá, a un cosaco que llegó en las guerras napoleónicas, hacia 1813, y que, herido, se había refugiado en la cueva y allí murió. Esta historia del cosaco la presentó Franz Mayer, también profesor de Anatomía y en el mismo Departamento de la Universidad de Bonn que Schaaffhausen y que, se cuenta, no se llevaban bien. Mayer declaró que los extraordinarios arcos superciliares del cosaco, que más adelante se vería que eran típicos del Homo neanderthalensis, se debían a que el pobre cosaco había muerto con el ceño fruncido debido a los tremendos dolores que sufría por sus heridas.

Otros restos encontrados años antes en Engis, Bélgica, en 1830, de un niño, y en la cantera de Forbes, Gibraltar, en 1848, de una mujer, se descubrió que eran parecidos y se decidió que eran de la misma especie, después de una controversia apasionada que, en realidad, duró siglo y medio, para decidir si pertenecían al llamado “eslabón perdido”, el último ancestro del Homo sapiens.

Fue William King, anatomista irlandés del Queen’s College de Galway, quien en 1864 revisó la morfología de los huesos de la cantera del valle de Neander y propuso que se trataba de una especie humana hasta entonces desconocida a la que llamó Homo neanderthalensis, es decir, el “hombre del valle de Neander”, en recuerdo del lugar en que se encontraron sus huesos. Le da el nombre en una nota a pie de página al final de su artículo y cuenta que ya lo hizo público en una reunión de la British Association en Newcastle-upon-Tyne, aunque, añade, en el momento de escribir el artículo dudaba de que perteneciera al género Homo.

En alemán, en aquellos años, “valle” se decía “thal” y, por tanto, el lugar del hallazgo era el “valle de Neander” o “Neanderthal”. Años más tarde, a principios del siglo XX, se cambió la ortografía en alemán de “valle” y pasó a “tal” y así, el valle quedó como “Neandertal”. Durante muchos años ha habido un debate sobre cómo llamar a esta especie y, ahora, se mantiene el nombre científico como Homo neanderthalensis y el nombre vulgar, en inglés, como Neandertal aunque hay quien usa Neanderthal. En español y según el Diccionario Panhispánico de Dudas, el nombre vulgar es neandertal, sin hache y en minúscula. Además, y es otro dato curioso, el valle Neander se llamaba así desde 1850, en honor del maestro Joachim Neander, párroco, poeta y compositor de himnos, que vivió de 1650 a 1680 y que, a menudo, visitaba y disfrutaba de la naturaleza del valle y del barranco.

Sección de la Kleine Feldhofer Grotte dibujada en Charles Lyell (1863) Geological Evidences of the Antiquity of Man

Siglo y medio después de Fuhlrott, Schaaffhausen y King, fueron Ralf Schmitz y su grupo, de la Universidad de Tubinga, los que, como dicen en el título de su artículo, “revisitaron” el valle de Neander en busca de restos del hombre de Neanderthal, del mismo neandertal que encontraron los trabajadores de la cantera. Una de las causas del debate que desató el hallazgo de los fósiles del valle Neander era que solo se conocían los huesos grandes, el resto lo habían desechado los obreros de la cantera. Es más, para 1900 ni siquiera se sabía con exactitud donde había estado la gruta original, la Kleine Feldhofer.

En conclusión, no hay gruta y no hay hallazgos asociados a los huesos ni contexto geológico y faunístico que permitieran fechar adecuadamente al famoso Neandertal 1. Ralf Schmitz y su colega arqueólogo Jürgen Thissen, de la Oficina Alemana para la Conservación de Monumentos Arqueológicos, volvieron al valle Neander a buscar los restos desaparecidos. Con imágenes de la época de la explotación de la cantera y excavaciones en 1997 y 2000, identificaron, en primer lugar, una roca reconocible en las cercanías de donde había estado la cueva y, después, revisando los montones próximos de escombros, recuperaron 73 nuevos fragmentos de huesos de Homo, restos de fauna y herramientas de piedra que, además, indicaban que en la cueva habían estado, en épocas distintas, Homo neanderthalensis y Homo sapiens.

Entre los huesos hay tres fragmentos del cráneo del Neandertal 1 del que solo se conocía la calota y, también, apareció un fragmento de fémur que encajaba perfectamente con uno de los fémures recuperados en 1856. El resto de huesos de neandertal pertenecen a otro individuo de esta especie. El método del carbono 14 fecha los fósiles hace unos 40000 años.

Así se aclaró el hallazgo del primer neandertal que la paleontología descubrió.

Refrencias:

Aguirre, E. 1966. Documentación fósil de la evolución humana. En “La evolución”, p. 522-598. Ed. por M. Crusafont et al. Ed. Católica. Madrid.

King, W. 1864. The reputed fossil man of the Neanderthal. Quarterly Journal of Science 1: 88-97.

Madison, P. 2016. The most brutal of human skulls: measuring and knowing the first Neanderthal. British Journal of History of Science 49: 411-432.

Schaaffhausen, D., con traducción al inglés y comentarios de George Busk. 1861. On the crania of the most ancient races of man. Natural History Review 155-176.

Schmitz, R.W. et al. 2002. The Neandertal type site revisited: Interdisciplinary investigations of skeletal remains from the Neander Valley, Germany. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 99: 13342-13347.

Stringer, C. & C. Gamble. 1996. En busca de los neandertales. Crítica. Barcelona. 285 pp.

Wendt, H. 1970. Tras las huellas de Adán. La novela del origen del hombre. 8ª ed. Ed. Noguer. Barcelona. 627 pp.

Weniger, G.-C. 2015. Defining a Neanderthal site “Cluster”: reasons for international collaboration. En “Human origin sites and the World Heritage Convention in Eurasia”, p. 220-230. Ed. por N. Sanz. UNESCO. Paris.

Wikipedia. 2018. Homo neanderthalensis. 30 enero.

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 del Hombre de Neandertal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Asteon zientzia begi-bistan #363

Zientzia Kaiera - Ig, 2021-10-10 09:00

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.

Fisika

Syukuro Manabek, Klaus Hasselmannek eta Giorgio Parisik jasoko dute Fisikako Nobel saria, beraien ikerketetan sistema fisiko konplexuen inguruan eginiko ekarpenengatik. Syukuro Manabe ikertzaile japoniarrak atmosferan karbono dioxidoa areagotzeak lurrazalean tenperatura igotzea zekarrela erakutsi zuen 1950eko hamarkadan. Hamar urte beranduago, Klaus Hasselmann alemaniarrak eguraldia eta klima erlazionatzen jakin zuen eta azken fisikariak Spin-glass materialaren ikerketan aurrekari bat ezarri zuen, sari hau irabazteko hainako aurkikuntza eginez. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian: Fisikako Nobela, klima-larrialdia eta sistema fisiko konplexuak ulertzeagatik

Osasuna

Medikuntzako Nobel saria aldiz, David Julius estatubatuarrak eta Ardem Patapotiani libanoarrak jasoko dute. Lehenak, larruazaleko nerbio-bukaeretan dauden tenperatura-sentsoreak identifikatu zituen piper minei mingarritasuna ematen dien substantziaz baliatuz, eta sentsore hauen mekanismoa deskribatu zuen. Patapoutianek gauza bera egin zuen, baina presioarekiko: larruazaleko eta barne-organoetako ukipenaren sentsoreak identifikatu eta haien funtzionamendua argitu zuen. Ana Galarragak azaltzen du Elhuyar aldizkarian: Medikuntzako Nobela, David Julius eta Ardem Patapoutiani, temperaturaren eta ukimenaren errezeptoreengatik.

Osasunaren Mundu Erakundeak haurrentzako malaria txerto bat baimendu du, RTS,S izenez deitua. 2019 urtetik Ghanako, Keniako eta Malawiko 800.000 haurrek jaso dute txerto hau txertaketa-pilotu batean eta frogatu ahal izan dute txerto egingarria, segurua eta eraginkorra dela, % 30 gutxitzen baitu malaria larria izateko arriskua. Urtean, 5 urtetik beherako 260.000 haur hiltzen dira malariaz Saharaz azpiko Afrikan. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Antibiotiko berriak garatzeko bideak zabaldu ditu Londresko Imperial College-ek, Sanger Institutuak eta EHUko Biofisika Institutuak elkarlanean eginiko ikerketa batek. Antibiotikoekiko erresistentzia gero eta handiagoa da mundu mailan eta, beraz, antibiotiko berriak aurkitu behar direla infekzioei aurre egiteko. Helburu horrekin, nazioarteko ikerketa-talde honek bakterio espezie desberdinek eta bakterio-espezie bereko andui desberdinek, beren “lehiakideei” kalte egin edo hiltzeko erabiltzen dituzten metodoak aztertu dituzte. Horietako bat VI. Motako Sekrezio Sistema da (T6SS), oinarrian, beste bakterioei “gezi toxikoak” jaurtitzeko sistema bat. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Antropologia

Añanako diapiroaren inguruan hitz egin du aste honetan Marta Bueno Sanzek Zientzia Kaieran, “Azken emakume gatz egileak” artikuluan. Bertan, gazte gaztetatik emakume hauek egin behar zituzten lanak azaltzen ditu. Gainera, bailara bertan egiten ari diren arkeologia lanez dihardu. Aipatzen duenez, aztarnategi zabal bat agerian utzi dute, eta azken sei milurtekoetako datu garrantzitsuak eskuratzen ari dira. Horiei esker, gatza ekoizten noiz hasi zen jakin daiteke eta ikerketa horiek erakutsi dutenez, Añanako bailaran duela 7 000 urte hasi zen gatza ekoizten.

Geologia

Cumbre Viejako sumendiaren erupzioak komunikabide guztiak estali ditu azken asteetan eta hankaz gora jarri du inguruko herritarren bizimodua. Hala ere,  adituen esanetan, erupzio txikia izan da, guztiz normala jardun bolkanikoari dagokionez. Teknikoki, luma gorakor izeneko eremuetan abiatzen da La Palmako bolkanismoa eta bertatik iristen da magma, eremu beroak eraginda. Noizean behin ordea, sumendien bidez material horiek askatu egiten dira, erupzioak eraginez. Azalpenak Alea aldizkarian: La Palma: esnatu da lokartutako erraldoia.

Aste honetan, Arrate Lasa UPV/EHU-ko Gluten 3S taldeko ikertzaileari eginiko elkarrizketa izan dugu Zientzia Kaieran, gaixotasun zeliakoaren inguruan. Gaixotasun hau glutenarekiko intolerantzia iraunkor bat da eta pairatzen dutenek sabelaldean betetasun-sentsazioa edo hantura sumatzen dute. Kasu larrienetan, hala ere, arazo gehiago sor ditzake, hala nola, goragalea, beherako kronikoa, idorreria edota urdaileko mina. Horretan egiten du lan beraz Gluten 3S ikerketa taldeak, besteak beste, glutenik gabeko elikagaiek glutenik ez dutela bermatzen duten analitikak aurrera eramanez.

Teknologia

Aste honetako Facebook etxeko plataformen erorketa azaltzen du Sustatuk. Konpainia honen zerbitzu eta aplikazioen erabateko erorketa gertatu zen, Facebook, Whatsapp eta Instagram sare sozialena, besteak beste. Hondamendi informatiko honen akatsa BGP (Border Gateway Protocol) izeneko zerbitzu batean egon zela diote. Zerbitzu honek Facebooken aplikaziorako sarbidean muga-lana egiten du eta, dirudienez, eguneraketa batean hanka sartu eta aplikazioetarako sarbidea guztiz blokeatu zuen. Datu guztiak Sustatun: Facebook-en erorketa handiaren azalpena.

Zientzia Kaieran irakur daitekeenez, El Hormiguero telebistako saioan planteatu zen buru-hausgarri bat ebazteko Adimen Artifiziala erabili dute Deustuko Unibertsitateko ikasle talde batek. Buru-hausgarri horrek 15 makilen jokoa izena du eta bertan, bi parte-hartzailek makila multzo batetik azkena makila ez hartzeko ahalegina egin behar dute. Ikasle hauek jokoa deskribatu eta soluzio konputazional baten metodologia planteatu dute ikasketa automatikoko metodoak erabiliz. Honela, software agente batek ebazten ikasten du bere buruaren aurka lehiatuz.

Egileaz:

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

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Naukas Bilbao 2021: Teresa Valdés-Solís – Carbon Queen

Cuaderno de Cultura Científica - La, 2021-10-09 11:59

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.

«Carbon Queen», aunque empiece hablando de música, no es una canción de ABBA. En esta charla Teresa Valdés-Solís nos presenta a una de las grandes estrellas de la física de materiales moderna (independientemente del género), además de pionera en ámbitos académicos y de la administración:  Mildred Spiewak Dresselhaus, la reina de la ciencia del carbono.



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

El artículo Naukas Bilbao 2021: Teresa Valdés-Solís – Carbon Queen se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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  1. Naukas Bilbao 2017 – Teresa Valdés-Solís: Limpia, fija y da esplendor
  2. Naukas Bilbao 2021: Francisco R. Villatoro – El vacío es una sustancia
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Ezjakintasunaren kartografia #368

Zientzia Kaiera - La, 2021-10-09 09:00

Gure bizitzaren parte dira sare sozialak. Eta aktibismo soziala digital bihurtu da. Martha R. Villabonaren Digital activism for social transformation

Ingurunearekin materia trukatzen duen edozerk non egon den ezagutzeko aukera ematen du konposizio isotopikoa ezagutzeak. Ardoa zein tximeleta. Megan Reichen Strontium isotopes can map monarch butterfly migrations and help conservation efforts

Espektro galaktikoak analizatzeko adimen artifiziala garatzen ere badabil DIPCko jendea. Measuring galactic emission lines with artificial neural networks

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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El deterioro de «Los ángeles músicos» de Valencia

Cuaderno de Cultura Científica - Or, 2021-10-08 11:59

El Grupo de investigación IBeA de la UPV/EHU está ayudando a determinar el grado de deterioro de una de las maravillas del Primer Renacimiento, Los Ángeles Músicos de la bóveda de la Catedral de Valencia, que fue creada en el siglo XV (1472) por los autores Francesco Pagano de Nápoles y Paolo de San Leocadio de Lombardía. Previas a la Capilla Sixtina, son uno de los frescos de estilo renacentista más importantes del mundo.

Tras realizar ya las primeras catas y recogida de muestras de las sales que han aparecido en estas obras maestras para su posterior análisis, Nagore Prieto Taboada, investigadora del Grupo IBeA de la UPV/EHU, avanza que las infiltraciones de agua y el enriquecimiento del relleno (mortero y ladrillos) de la bóveda con materia orgánica son los responsables del deterioro por sales de nitrato están dañando los frescos.

Prieto considera que es un problema “complejo de solucionar,” ya que la catedral es un conjunto arquitectónico complejo, lo que dificulta identificar la entrada de agua. Esto sería fundamental, ya que el agua es el “vehículo que mueve las sales”. “Sin agua, no hay movimiento. Pero no hay que olvidar que las sales quedarían latentes en el relleno, y que, si vuelve a entrar un poco de agua, estas volverían a reactivarse. Además, tantos años de movilización de sales y reacciones con el material han generado que el material de relleno este bastante disgregado. Los restauradores definirán la actuación concreta, pero una desalinización y consolidación del soporte podría ser una buena opción”, explica Prieto.

Las salinizaciones han supuesto un grado de deterioro preocupante en los frescos de la catedral, teniendo en cuenta que en 2004 hubo una obra de restauración. Por eso, considera la investigadora, que es “necesario no solo reparar sino averiguar el porqué de los daños, saber de dónde proceden, para responder con una adecuada intervención definitiva que resuelva el problema”. En este sentido, en los últimos años se está dando un cambio de paradigma en la restauración. Gracias a la combinación de ciencia y restauración se están dejando de lado actuaciones basadas en la ‘prueba y error’ para dar paso a trabajos basados en datos científicos. “Así, se pueden proponer actuaciones específicas para un problema concreto, lo que se traduce en trabajos más efectivos, menos agresivos y más duraderos en el tiempo”, asegura la investigadora.

“Las herramientas utilizadas son espectroscópicas, es decir, hacemos incidir radiación en los materiales, que interaccionan de diferentes maneras, lo que nos da información de la composición de las sales en pocos minutos y con mucha seguridad. Además, estos equipos son portátiles, los podemos desplazar hasta la obra a estudiar, lo que permite adelantar resultados in situ. Por otro lado, hemos tomado muestras y en el laboratorio hemos usado fluorescencia de rayos X, otra técnica espectroscópica que da información elemental. Y, por último, cromatografía iónica, que nos dice que tipo de sal y cuanta hay, lo que da información del nivel de daño que tienen los materiales”, revela.

Estos trabajos de investigación previa se prolongarán durante 6 meses, tanto en el interior del presbiterio, desde la plataforma flotante que se ha instalado, como desde el exterior, en donde también se han colocado andamios y una sobrecubierta metálica para analizar las filtraciones.

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

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Kategoriak: Zientzia

Arrate Lasa: “Zeliakoen bizi-kalitatea hobetzea da gure helburu nagusia” #Zientzialari161

Zientzia Kaiera - Or, 2021-10-08 09:00


Gaixotasun zeliakoa glutenarekiko intolerantzia iraunkor bat da. Glutena hainbat zerealen irinak dituzten proteina batzuk dira, batez ere gari-irinak, baina baita ere zekalearenak eta garagarrarenak. Gaixotasun honek, betetasun-sentsazioa edo hantura sabelaldean ez ezik, bestelako arazoak sor ditzake, hala nola, goragalea, beherako kronikoa, idorreria edota urdaileko mina, besteak beste.

Gluten 3S ikerketa taldeak, zeliakoen mesederako aurrerapausoak emateko lan egiten du. Adibidez, glutenik gabeko elikagaiek glutenik ez dutela bermatzen dute laborategian egindako hainbat analitikei esker, zeliakoen osasuna hobetzen saiatzen dira, eta intolerantzia pairatzen dutenak gizarteratzeko lan egiten dute. 

Zeliakoek jarraitu behar duten dieta akatsik gabekoa eta orekatua dela bermatzeko, nutrizio-aholkularitza izatea oso garrantzitsua da. Beraz, hezkuntza nutrizionala sustatu ahal izateko, ikerketa taldeak, infografiak, gidak eta bideoak bezalako multimedia materialak dituzte eskuragarri bere webgunean. Horrez gain, ikertzaileek dietak diseinatzeko eta ebaluatzeko software berria sortu dute, bai zeliakoentzat, baita sektoreko profesionalentzat glutenik gabeko dieta jarraitzen dela bermatzeko. 

Glutena detektatzeko teknikei buruzko aurrerapenak eta zeliakoen bizi-kalitatea hobetzeko nondik-norakoez gehiago jakiteko, Arrate Lasa UPV/EHUko Gluten 3S taldeko ikertzailearekin bildu gara. 

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

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La desaparición de los pingüinos

Cuaderno de Cultura Científica - Og, 2021-10-07 11:59

 

En el fiordo de Hornsund, al suroeste de la isla Spitsbergen, habita una de las mayores colonias de mérgulos atlánticos (Alle Alle es su nombre científico). Cada verano, 50.000 parejas de aves se reúnen en esta remota región del Ártico para traer al mundo más mergulitos, mientras los científicos de una cercana estación estudian sus patrones de migración, el crecimiento de sus poblaciones y cómo les está afectando la crisis climática.

Mérgulo atlántico​ (Alle alle). Fuente: Wikimedia Commons

 

Cuando uno ve imágenes de los Alle Alle, resulta inevitable pensar en los pingüinos, si bien a escala reducida. Estas aves son mucho más pequeñas, miden menos de 20 cm de longitud en comparación con el más de un metro de estatura del pingüino emperador. Pero el color blanco y negro de sus plumas y su peculiar forma, que les permite tanto volar como bucear hasta profundidades 50 metros, resultan muy similares a las de los míticos pájaros con frac.

Las dos especies no guardan ningún tipo de parentesco, sin embargo. Las aves que habitualmente identificamos como pingüinos habitan casi exclusivamente en el hemisferio sur, mientras que el Alle Alle nunca abandona el hemisferio norte. Los emperadores son un tipo de pájaro bobo, de la familia Spheniscidae, mientras que los mérgulos pertenecen a la familia de los álcidos.

Es este último parentesco el que explica el aspecto “pingüinesco” del Alle Alle. Los mérgulos son el primo lejo y bajito del antiguo alca gigante (Pinguinus impennis), la única especie del género pinguinus propiamente dicho que sobrevivió hasta la modernidad, los pingüinos originales y auténticos que dieron origen al término… y de los que ya no queda ni un solo ejemplar.


Ilustración de John Gerrard Keulemans. Fuente: Wikimedia Commons

Las alcas gigantes del Ártico se extinguieron, lamentablemente, a mediados del siglo XIX. Se cree que su nombre popular “penguin” procedía del galés, pen gwyn, o “cabeza blanca”, debido a las manchas blancas que adornaban la cabeza de estas aves. Una de sus principales características fue también la que las condenó: las alcas gigantes eran incapaces de volar, lo que las volvía especialmente vulnerable a sus predadores. Entre ellos se encontraba también el Homo sapiens. Los marineros del Atlántico se aprovisionaban a menudo de su carne y, especialmente, de sus huevos para completar sus viajes. Esta caza intensiva las convirtió en un ave sumamente rara hacia el siglo XIX y el gusto por lo “exótico” de los románticos clavó el último clavo de su ataúd ecológico. Algunos coleccionistas estaban dispuestos a pagar cantidades desorbitadas por la piel o un huevo del alca gigante. Otros solicitaban directamente ejemplares disecados.

 

Especimen de Pinguinus impennis disecado y réplica de un huevo. Kelvingrove, Glasgow. Fuente: Wikimedia Commons.

El 4 de junio de 1844, un pescador llamado Vilhjalmur Hakonársson, acompañado por otros tres hombres, divisaron en la isla de Eldey la última pareja de pingüinos árticos de Europa. Ese mismo día los mataron y regresaron al continente con los dos cadáveres y la noticia de su extinción. En Terranova, Canadá, las alcas gigantes fueron divisadas por última vez en 1852.

Hasta algunos siglos antes, sin embargo, el alca gigante había sido una especie relativamente común en el norte de Europa. Por eso, cuando los exploradores británicos llegaron al hemisferio Sur y avistaron unos pájaros con aletas, blancos y negros, e incapaces de volar, ataron cabos y comenzaron a llamarles “penguins”, igual que el alca gigante. El parecido en este caso no se basa en ninguna relación de parentesco taxonómico, sino en un ejemplo sorprendente de convergencia evolutiva. Tanto los extintos pingüinos del Ártico como los del hemisferio Sur desarrollaron características parecidas debido a las presiones del ambiente donde se desarrollaron (regiones polares, en ambos casos).

Lo curioso es que lo que hoy llamamos “pingüinos” son en realidad un recuerdo borroso. Todas estas aves de la familia Spheniscidae deben su nombre popular a la memoria imperfecta de los primeros exploradores europeos. Son las aves que se parecían a los pingüinos, porque los pingüinos originales no existen, lamentablemente ya no.

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

El artículo La desaparición de los pingüinos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Adimen artifizialaren erabilera buru-hausgarriak ebazteko: 15 makilen jokoa

Zientzia Kaiera - Og, 2021-10-07 09:00

Lan honetan Deustuko Unibertsitateko ikasleok Adimen Artifiziala ikasgaiko kontzeptuak aplikatu ditugu telebistako saio batean planteatzen den buru-hausgarri bat konputazionalki ebazteko: 15 makilen jokoa. Joko honetan bi parte-hartzailek azken makila ez hartzeko elkar lehiatzen dira. 15 makilen jokoa hobeto uler dadin, gaztelaniaz dagoen bideo baten esteka ipini dugu, El Hormiguero telesaioan azaldu baitzen joko hau. Bertan Rogelio jaunak telebista saioko aurkezlearen aurka jokatzen du:

15 makilen jokoa ebazteko adimen artifiziala deskribatu dugu, batez ere bilaketa arazoetan sakonduz, jokoa bera deskribatu dugu, eta soluzio konputazional baten metodologia planteatu dugu ikasketa automatikoko metodoak erabiliz. Honela, inolako kanpo informaziorik erabiltzen ez duen software agente batek jokoa ebazten ikasten du bere buruaren aurka lehiatuz, eta jokoaren egoera irabazleak eta galtzaileak diskriminatzen ikasten du.

Bereziki, reinforcement learning deritzon ikasketan oinarritu da joko honi soluzioa eman dion kodeketa. Mekanismo honi esker, software agenteak posible dituen mugimendu guztien artean optimoenak egiten ikasten du bilaketa espazioa miatuz. Hau da, software agenteak inolako kanpo informaziorik gabe bilaketa espazioan ibilbide desberdinak miatzen doa, eta jokoa amaitzen denean irabazi edo galdu duen kontuan izanda -errefortzua- hartutako ibilbidea kalifikatzen du, hala agentearen hurrengo erabakiak hobeago eginez.

Gure inplementazioaren baliagarritasuna enpirikoki ebaluatzeko, agentearen aurka lehiatu gara hainbat aldiz, eta, software agentearen hiperparametro konbinazio egokiak aukeratutako kasuetarako, ezin izan genuen jokaldi bat bera ere irabazi. Beraz, garbi ikus daiteke software agenteak jokoa ebazteko estrategia modu latentean (hau da, bere kabuz) ikasi duela.

Honen ondoren, garatutako agentearen, eta honek jarraitzen duen ikasketa prozesuaren gaineko analisi sakon bat egin dugu. Analisi sakon hau hiru hiperparametroren inguruan egikaritu da, hiruak baitira algoritmoaren jokaera zehazten duten ezaugarriak:

  1. Ikasketa abiadura (learning rate). Hiperparametro honek mugimenduen baliagarritasunaren aldaketa kontrolatzen du.
  1. Agentea trebatzeko erabilitako partida kopurua. Parametro honen bidez agenteak esperientzia edo aukera handiagoa edukiko du egoera hoberenak lortzeko.
  1. Ustiaketa eta miaketa hiperparametroa. Hiperparametro honekin agenteari adierazten zaio egoera ezberdinen aurrean zenbatetan den aske ibilbide berriak miatzeko, eta zenbatetan dagoen behartua ikasitako jakinduria ustiatzeko. Parametro hau bereziki garrantzitsua da adimen artifizialean oinarritutako agenteak trebatzeko.

Atal esperimentalak erakutsi digun modura, partida kopuruaren eta, bereziki, miaketa portzentaiaren aldaketak, emaitza onak eman dituzte, nahiz eta ikasketa abiaduraren aldaketak ondorio garbirik ez eman. Izan ere, hiru parametro hauetatik eraginkorrena miaketa portzentaia modu aldakorrean erabiltzea izan da, eta ez modu estatiko batean (hau da, balio bakarra ematea esperimentu guztiaren iraupenean), agenteak gutxika-gutxika ikasi baitu egoera hoberenak hautatzen, eta azkenean, egoera horiek ustiatzen ditu soilik. Azkenik, ondorioak zein etorkizuneko lanak planteatu ditugu, adibidez: jokoarentzako interfaze grafiko bat diseinatzea, ideia berrien miaketa egitea ikasketa abiadura hiperparametroan aldaketak egiteko, heuristikoen inplementazioa saiatzea, etab…

Iturria:

Idigoras, Anne; Galdós, Beñat; Echeverría, Imanol; Josune Ordóñez, Echeveste, Mayi; Lopez-Gazpio, Iñigo (2020). «Adimen artifizialaren erabilera buru-hausgarriak ebazteko: 15 makilen jokoa»; Ekaia, 37, 2020, 305-325. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20831) Artikuluaren fitxa:
  • Aldizkaria: Ekaia
  • Zenbakia: Ekaia 37
  • Artikuluaren izena: Adimen artifizialaren erabilera buru-hausgarriak ebazteko: 15 makilen jokoa.
  • Laburpena: Artikulu honetan Deustuko Unibertsitateko ikasle talde batek Adimen Artifiziala ikasgaiko kontzeptuak aplikatzen dituzte telebistako saio batean planteatzen den buru-hausgarri bat konputazionalki ebazteko: 15 makilen jokoa. 15 makilen jokoa buru-hausgarri motako joko bat da non bi parte-hartzaile azken makila ez hartzeko elkarren kontra lehiatzen diren. Arazo hau ebazteko, adimen artifiziala deskribatzen da, batez ere bilaketa arazoetan sakonduz, 15 makilen jokoa deskribatzen da eta soluzio konputazional baten metodologia planteatzen da ikasketa automatikoko metodoak erabiliz. Honela, inolako kanpo informaziorik erabiltzen ez duen software agente batek jokoa ebazten ikasten du bere buruaren aurka lehiatuz, eta jokoaren egoera irabazleak eta galtzaileak diskriminatzen ikasten du. Bukatzeko, garatutako software agentearen eta honek jarraitzen duen ikasketa prozesuaren gaineko analisi sakon bat egiten da. Azkenik, ondorioak zein etorkizuneko lanak planteatzen dira.
  • Egileak: Anne Idigoras, Beñat Galdós, Imanol Echeverría, Josune Ordóñez, Mayi Echeveste, Iñigo Lopez-Gazpio
  • Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
  • ISSN: 0214-9001
  • eISSN: 2444-3255
  • Orrialdeak: 305-325
  • DOI: 10.1387/ekaia.20831

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Egileez:

Anne Idigoras, Beñat Galdós, Imanol Echeverría, Josune Ordóñez, Mayi Echeveste, Iñigo Lopez-Gazpio Deustuko Unibertsitateko ikasleak dira

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

15 makilen jokoa

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¡Música, matemática!

Cuaderno de Cultura Científica - Az, 2021-10-06 11:59

 

El año 2013 dedicamos tres entradas del Cuaderno de Cultura Científica a una interesante propuesta musical del grupo estadounidense de música indie rock Artichoke. Esta consistía en dos álbumes, 26 scientists, volume one, Anning-Malthaus (BMI 2005) y 26 scientists, volume two, Newton-Zeno (BMI 2009), en los que en cada canción se realiza una pequeña reseña biográfica de un científico o científica. Algunos de los científicos a los que el grupo Artichoke dedicó una canción biográfica son la paleontóloga Mary Anning, la física y química Marie Curie, el naturalista Charles R. Darwin, el físico Albert Einstein, el astrónomo y matemático Galileo Galilei, el físico y matemático Isaac Newton, el médico y fisiólogo Ivan P. Pavlov o la bióloga Jeanne Villepreux, entre otros. Aquí podéis leer estas tres entradas y escuchar las canciones que componen los dos álbumes, 26 scientists:

A. 26 Científicos (Artichoke) (I): Anning/Ingenhousz

B. 26 Científicos (Artichoke) (II): Jefferson/Pavlov

C. 26 Científicos (Artichoke) (y III): Quine/Zeno

Portadas de los dos álbumes del grupo de indie rock estadounidense Artichoke, 26 scientists, volume one, Anning-Malthus (BMI 2005) y 26 scientists, volume two, Newton-Zeno (BMI 2009)

 

El objetivo de esta entrada es realizar un pequeño paseo por algunas canciones, de grupos de diferentes estilos musicales, dedicadas a objetos matemáticos, como los números primos, la sucesión de Fibonacci, el número Pi o el conjunto de Mandelbrot.

Como comento en mi último libro La gran familia de los números (Catarata, 2021), “los números primos son, sin lugar a dudas, la familia de números naturales más importante de la aritmética”. La importancia y trascendencia de estos números es tal que han llegado a calar incluso en la cultura. Nos los podemos encontrar en el arte, como en las series de obras Poema de los números primos y Un mar de números primos de la artista donostiarra Esther Ferrer (véanse las entradas El poema de los números primos, El poema de los números primos (2) o el libro La gran familia de los números) o la obra Ritmos primos del artista británico Anthony Hill (véase la entrada Los ritmos primos de Anthony Hill); en la literatura, como en la mítica novela Contacto (1985), del astrónomo y divulgador científico estadounidense Carl Sagan (véase la entrada Buscando lagunas de números no primos), la novela de humor Los humanos (2014), del británico Matt Haig o La soledad de los números primos (2008), del escritor italiano Paolo Giordano; en los comics, como en Prime Suspects, the Anatomy of Integers and Permutations (2019), de Andrew Granville, Jennifer Granville y Robert J. Lewis; e incluso en la música como vamos a mostrar con el siguiente ejemplo.

La canción que vamos a comentar a continuación, cuyo título es precisamente Prime numbers (números primos), pertenece al álbum Great Calamities (2006) del dúo musical The Two Man Gentlemen Band. El estilo de este moderno dúo musical es una mezcla de jazz, swing y vodevil con letras humorísticas, al estilo del grupo de los años 1930 y 1940, Slim & Slam.

Portada del álbum Great Calamities (2006) del dúo musical The Two Man Gentlemen Band

 

Antes de nada, hay que escuchar la canción. Podéis hacerlo aquí: Prime Numbers de The Two Man Gentlemen Band. Como vemos, en esta versión en directo empiezan con cierta guasa.

Vayamos con la letra de la canción. La primera estrofa dice así:

Last night, as my baby was sleepin’ inside her bed, // I took a tape measure to her, just to see what it read. // Said «37» ‘round her bosom, and «29» around her waist, // Said «37» ‘round her hips, and I began to celebrate.

Algo así como “Anoche, cuando mi chica estaba durmiendo en su cama, cogí una cinta métrica para medirla, solo para ver qué medidas tenía. Midió 37 de pecho y 29 de cintura, midió 37 de caderas, y empecé a celebrarlo”. [*]

Después sigue el coro:

My baby’s got prime numbers. Prime numbers, oo-ee! // That means she’s only divisible by one // And that one’s gonna be me.

Que podríamos traducir como “Mi chica tiene números primos. Números primos, ee-oo! Esto significa que ella solo es divisible por uno y que ese uno voy a ser yo”.

La siguiente estrofa de la canción dice:

I once knew a girl in Boston. She had nice round and curvy hips. // I took a look at her brassiere, it said she was a 36 // It was then my heart was broken, for I knew she wouldn»t be all mine. // I’d have to split her up with other fellas: 2, 3, 4, 6, 12, 18, or 9.

Cuyo significado es algo así como “Una vez conocí una chica en Boston. Ella tenía unas bonitas caderas, redondas y voluptuosas. Eché un vistazo a su sujetador y observé que tenía 36 de pecho. Entonces se me rompió el corazón, porque sabía que ella nunca sería del todo mía. Tendría que compartirla (dividirla) con otros tipos: 2, 3, 4, 6, 12, 18 o 9”.

Los autores de esta canción están jugando con el concepto de número primo. Un tal número es aquel que solo es divisible por uno, además de por sí mismo, como lo son el 29 y el 37 de la canción. Sin embargo, el 36 no es número primo ya que, además de por sí mismo y por uno, es divisible por 2, 3, 4, 6, 9, 12 y 18. Hay personas, como el protagonista de esta canción, a quienes les fascinan los números primos y “juegan” a buscarlos en su vida a diario. Aunque, el protagonista de este tema le da demasiada importancia a los mismos, ya que valora el éxito o fracaso de su relación con las mujeres en función de si “miden números primos”.

Portada del disco PDP-1 (2011), del grupo barcelonés Brain*fck

 

Vamos a incluir otra canción relacionada con los números primos. Hace unos años descubrí un curioso grupo que se autodefinía, en su página de Facebook, como “un grupo de punk rock escéptico con una doble misión: por una parte, dar a conocer las maravillas de la ciencia de forma accesible y entretenida, por otra refutar supersticiones y creencias pseudocientíficas”. Entre los temas de su único disco PDP-1 (2011) nos encontramos Evoluciona, Calculadora, Kurt Gödel, Colisionador, Radiaciones, Heisenberg, Homeopatía, Doble ciego, Mecánica cuántica, Efecto 2000, PDP-1 y la que nos interesa escuchar hoy, Números primos.

Podéis escuchar la canción Números primos en YouTube o en bandcamp.

La letra de esta canción punk es la siguiente:

Eres un uno, un dos, un tres, un cinco y un siete. // Eres un once, un trece y un diecisiete. // Eres un diecinueve y un veintitrés. // Eres un primo pero no lo ves. // Desde hace tiempo, el factorizarte // nadie sabe bien si es P o NP. // Eso de dividirte no sabes lo que es. // Eres un primo pero no lo ves.

De nuevo nos encontramos con una canción sobre los números primos. La primera estrofa de cuatro versos nos habla en general de los números primos, poniendo algunos ejemplos, los nueve primeros números primos: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19 y 23. En la segunda estrofa nos habla del problema de factorizar cualquier número natural como producto de números primos. El teorema fundamental de la aritmética nos dice que todo número natural puede expresarse, de forma única, como producto de números primos. Así, 6 = 2 x 3, 36 = 2 x 2 x 3 x 3 o 223.092.870 = 2 x 3 x 5 x 7 x 11 x 13 x 17 x 19 x 23. Pero aquí nos encontramos con dos problemas relacionados de una gran complejidad, el problema de saber si un número natural es primo o complejo, y en este segundo caso, el problema de factorizar dicho número como producto de números primos.

El siguiente objeto matemático en el que nos vamos a fijar es la sucesión de Fibonacci, que empieza así 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, etc. y que cada término es igual a la suma de los dos anteriores. En el cuaderno hemos hablado en varias ocasiones de esta sucesión, como en las entradas Póngame media docena de fibonaccis, El origen poético de los números de fibonacci o Nos encanta fibonacci, de mi compañera Marta Macho, pero también en mi conferencia El teorema de la rosa.

La propuesta musical relacionada con este objeto matemático es la siguiente, Fibonacci sequence (2001), de Dr. Steel, que podéis escuchar en YouTube.

Fotografía del Dr. Steel y su banda de robots

 

Un par de apuntes sobre el Dr. Steel. Es un curioso músico norteamericano que siempre aparece caracterizado de científico loco (bata blanca, guantes de goma negros y gafas negras), con un conjunto de músicos-robots (cuando ha tocado en directo con un grupo real se ha justificado diciendo que los robots se habían estropeado). Su música ha sido definida como “opera hip-hop industrial” o también “steampunk”. Se muestra como un visionario, que va a dominar el mundo para crear su mundo utópico. Ha creado a su alrededor un grupo de seguidores que se denomina “Army of the Toy Soldiers” que ayudarán al Dr. Steel a dominar el mundo.

Como se ve en el video de youtube anterior, la canción es un poco loca, con una letra en el mismo sentido. La parte más relacionada con la sucesión de Fibonacci es la parte del coro, que dice así:

(0) // Make me (one) // Copy and paste. Repeat // Make me (one) // Copy and paste. Repeat // Make me (two) // Copy and paste. // Make me, make me Fibonacci // Make me (three) // Copy and paste. Repeat // Make me (five) // Copy and paste. Repeat // Make me (eight) // Copy and paste. // Make me, make me Fibonacci”.

El número pi es uno de los elementos matemáticos más conocidos por el público general. De hecho, el célebre día de Pi (13 de marzo, de la expresión de la fecha en inglés 3/14) ha terminado convirtiéndose en el Día Internacional de las Matemáticas desde el año 2020. Hay varias entradas en el Cuaderno de Cultura Científica sobre esta importante constante matemática, como Pi atleta, ¿Es normal el número pi? o Legislar sobre una verdad matemática.

El número Pi es la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro. Es un número irracional, luego tiene infinitos decimales no periódicos y empieza así 3,141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944…

En 2006, cuando preparaba mi colaboración semanal en el programa Graffiti de Radio Euskadi, descubrí una interesante canción sobre el número Pi. Buscaba música para poner en el programa y encontré la canción Pi, de la cantante británica Kate Bush, perteneciente al álbum Aerial (2005). Me enganchó la canción y me compré este interesante disco. La canción la podéis escuchar, por ejemplo, en YouTube.

Portada del disco Aerial (2005) de Kate Bush

 

Analicemos brevemente la sencilla letra de la misma, en la que además se recitan los primeros decimales de Pi. La canción empieza con la siguiente estrofa:

Sweet and gentle sensitive man // With an obsessive nature and deep fascination // For numbers // And a complete infatuation with the calculation // Of PI

Que podemos traducir más o menos como sigue: “Dulce y amable hombre sensible, con una naturaleza obsesiva y una profunda fascinación por los números y una completa obsesión por el cálculo de Pi”. Y continúa con el coro:

Oh he love, he love, he love // He does love his numbers // And they run, they run, they run him //In a great big circle // In a circle of infinity

Algo así como: “Oh él adora, adora, adora, él adora sus números, y ellos circulan, circulan, circulan, en un gran círculo, en un círculo de infinitud”. Y entonces empieza a cantar los decimales del número Pi:

3.1415926535 897932 // 3846 264 338 3279

Y vuelve el coro, para después continuar con los decimales de Pi:

50288419 716939937510 // 582319749 44 59230781 // 6406286208 821 4808651 32

De nuevo continua el coro y Kate Bush sigue cantando los decimales de la constante matemática:

82306647 0938446095 505 8223…

Como anécdota comentaré que mientras estaba preparando esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica me ha dado por revisar los decimales cantados por Kate Bush en esta bonita canción y he descubierto que hay un error (canta 31 cuando debería cantar 0) y hay decimales intermedios que no canta (99 8628034825 3421170679), como se muestra a continuación.

Decimales reales del número Pi:

3,1415926535 8979323846 2643383279 5028841971 6939937510

5820974944 5923078164 0628620899 8628034825 3421170679

8214808651 3282306647 0938446095 5058223…

Decimales cantados por Kate Bush del número Pi:

3.1415926535 8979323846 2643383279 5028841971 6939937510

58231974944 5923078164 06286208

8214808651 3282306647 0938446095 5058223…

Desconozco si existe algún motivo por el que Kate Bush ha cambiado esos decimales, si es que lo hay, o simplemente es un error. En cualquier caso, sigue siendo una bella canción.

La banda estadounidense Artichoke en concierto

 

El grupo estadounidense Artichoke, que mencionaba al principio de esta entrada en relación con sus dos álbumes, 26 scientists, volume one, Anning-Malthaus y 26 scientists, volume two, Newton-Zeno, también dedica una canción a la relación entre la longitud de la circunferencia y su diámetro. En su disco de 2012, titulado Etchy Sketchy Skies, incluía la canción Coffee and Pi: Daydream of a Mathematician.

Como siempre hay que escuchar la canción, lo cual lo podéis hacer aquí.

La letra de esta canción dice lo siguiente:

I guess but I don’t know and this is helpful at parties and so on // A lot of things are beautiful especially when you’re very very very close // A lot of things are beautiful especially when you’re backin’ way up // A coffee-drinkin machine (they call me) I am a fiend for that bean! // A coffee-drinkin’ machine // I see circles // With my circles // It’s funny that the pi never stops (why doesn’t) // Funny like the shape of a blur // It’s funny that the pi never stops (why doesn’t) // Pi stop pi stop? Pi stop pi stop? // I guess but I don’t know and this is helpful at parties and so on // A lot of things are circular especially when you’re vey very very close // A lot of things are circular especially when you’re backin’ way up // A coffee-drinkin’ machine (they call me) hey what’s the shape of that // bean? // A coffee-drinkin’ machine // I see cones and rodes // With my cones and rods // It’s funny that the pi never stops (why doesn’t) // Funny like the shape of a blur // It’s funny that the pi never stops (why doesn’t) // Pi stop pi stop? Pi stop pi stop? // If the pi isn’t stoppin’ for us maybe we should stop for some pie

Esta vez no traduciré toda la letra de la canción, simplemente algunos versos. Por ejemplo, cuando dice It’s funny that the pi never stops (why doesn’t) / Funny like the shape of a blur, que podríamos traducir como “Es divertido que el número Pi nunca se detenga (¿por qué no lo hace?) / Divertido como la forma de una mancha”. O el verso final If the pi isn’t stoppin’ for us maybe we should stop for some pie, que podríamos traducir “Si el número Pi no se detiene para nosotros, quizás nosotros deberíamos parar por un poco de tarta”, jugando con la igualdad fonética de “Pi” y “Pie” (tarta).

Imagen del fractal conocido como conjunto de Mandelbrot. Imagen creada por Wolfgang Beyer con el programa Ultra Fractal 3, obtenida a través de Wikimedia Commons

 

El último objeto matemático que vamos a incluir en esta entrada es el conjunto de Mandelbrot, es decir, un fractal, de hecho, el más conocido por el público general. Para una pequeña explicación del conjunto de Mandelbrot podéis leer la entrada Guía matemática para el cómic ‘Promethea’  y para una pequeña introducción a los fractales, la entrada Fractus, arte y matemáticas.

La canción que vamos a escuchar ahora es Mandelbrot set (2008), del músico y letrista norteamericano Jonathan Coulton, conocido por sus canciones sobre la “cultura geek” (de los entusiastas de los ordenadores). Su música se suele clasificar como folk rock. Esta es la canción (el video incluye hermosos zooms sobre el conjunto de Mandelbrot): Mandelbrot set.

La letra realmente es para analizarla con detenimiento ya que explica muchas cosas sobre los fractales y el conjunto de Mandelbrot, aunque en esta entrada solo comentaremos algunas estrofas. La primera dice así:

Pathological monsters!” // Cried the terrified mathematician // Every one of them is a splinter in my eye.

Que podríamos traducir como “¡Monstruos patológicos! gritó el aterrorizado matemático, cada uno de ellos es una astilla en mi ojo”. Este párrafo hace referencia al origen de los fractales, a finales del siglo XIX y principios del XX, cuando grandes matemáticos como Riemann, Cantor, Peano, Hilbert, Sierpinski o Hausdorff, entre otros, introdujeron algunas construcciones matemáticas “patológicas”, los primeros objetos fractales, con propiedades geométricas o analíticas contrarias a la intuición matemática, por ese motivo la matemática de ese tiempo los consideró “monstruos patológicos” que no podían existir. Pero la letra de la canción sigue así:

I hate the Peano Space and the Koch Curve // I fear the Cantor Ternary Set // The Sierpinski Gasket makes me wanna cry

Que podríamos traducir “Odio el espacio de Peano y la curva de Koch, me produce terror el conjunto ternacio de Cantor y el triángulo de Sierpinski me hace llorar”. Coulton menciona diferentes fractales muy conocidos y el terror que le provocan, ya que son “monstruos matemáticos”.

El fractal conocido como la curva de Koch. Imagen de Christophe Dang Ngoc Chan, a través de Wkimedia Commons

 

La letra de la canción de Jonathan Coulton continúa así:

And a million miles away // A butterfly flapped its wings // On a cold November day // A man named Benoit Mandelbrot was born

Que nos remite a la teoría del caos y al efecto mariposa cuando en los dos primeros versos dice “Y a un millón de millas de distancia una mariposa batió sus alas”, para después mencionar al matemático considerado el “padre” de los fractales, el polaco nacionalizado francés y estadounidense Benoit Mandelbrot (1924-2010), quien realmente dio un impulso enorme a los fractales: “En un día frío de noviembre nació un hombre llamado Benoit Mandelbrot”. Las tres siguientes estrofas están relacionadas con el trabajo de este matemático.

His disdain for pure mathematics // And his unique geometrical insights // Left him well equipped to face those demons down

Algo así como que era la persona adecuada para estudiar estos singulares objetos matemáticos: “Su desdén por las matemáticas puras y sus percepciones geométricas únicas, le tenían bien equipado para enfrentarse a esos demonios”. Y continúa en los siguientes versos “Él vio que esa complejidad infinita podía ser descrita por sencillas reglas, usó su gran cerebro para darle la vuelta al juego”, más aún “Y miró debajo de la tormenta y tuvo una visión en su cabeza, una forma bulbosa puntiaguda” refiriéndose al que hoy llamamos conjunto de Mandelbrot, para terminar “Cogió su lápiz y desveló su secreto”.

He saw that infinite complexity // Could be described by simple rules // Used his giant brain to turn the game around // And he looked below the storm // And saw a vision in his head // A bulbous pointy form // Picked his pencil up and he wrote his secret down

Y continúa describiendo matemáticamente el conjunto de Mandelbrot, describiendo cuando un punto del plano complejo pertenece al conjunto de Mandelbrot, más o menos como se describe en la entrada Guía matemática para el cómic ‘Promethea’, donde comentamos:

Dado un número complejo c (por lo tanto, también nos indica un punto del plano coordenado), se toma la sucesión recursiva siguiente:

Si la sucesión se va hacia infinito, entonces el elemento del plano complejo c no pertenece al conjunto de Mandelbrot, mientras que, si se mantiene acotada, entonces c es un punto del conjunto de Mandelbrot.

La única diferencia es que Coulton parte de un número complejo cualquiera z, en lugar de 0. De hecho, la letra dice así:

Just take a point called Z in the complex plane // Let Z1 be Z squared plus C // And Z2 is Z1 squared plus C // And Z3 is Z2 squared plus C // And so on // If the series of Z’s should always stay // Close to Z and never trend away // That point is in the Mandelbrot Set

Y continúa la canción, aunque eso ya os lo dejo para vosotras, las personas que estáis leyendo esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica.

El fractal conocido como el triángulo de Sierpinski. Imagen de Wikimedia Commons

 

Vamos a terminar esta entrada con un disco instrumental, Sacred Geometry (2017), de la compositora y violinista Jezabel Martínez. Este disco de música para relajarse, que en palabras de su autora “ha sido compuesto teniendo en cuenta la matemática que reside en la Geometría y la Música”, incluye temas como Sphere; Spiral; Fractal I, II, II; Aureum; Number Pi; o Fibonacci Sequence, entre otros.

Os dejo con la canción Number Pi, aunque podéis escuchar este disco en la página web de Jezabel Martínez o en los lugares habituales de música (Spotify, Youtube, etc).

Portada del disco Sacred Geometry (2017), de la artista Jezabel Martínez

 

Y en una siguiente entrada, que podríamos titular El teorema musical, hablaremos de canciones sobre resultados matemáticos.

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

Nota del editor:

[*] Estas medidas se dan en pulgadas. Si hubiese usado una cinta métrica en centímetros habría obtenido en vez de 37, 29 y 37 los valores aproximados 94, 74, 94, o 91 en el caso del 36. Los números medidos son culturales, por tanto.

El artículo ¡Música, matemática! se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:
  1. Legislar sobre una verdad matemática
  2. Personas famosas que estudiaron matemáticas: música y deporte
  3. Guía matemática para el cómic ‘Promethea’
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Patogenoei aurre egiteko estrategia berriak bakterioen esku

Zientzia Kaiera - Az, 2021-10-06 09:00

Bakterioek aurkariak garaitzeko erabiltzen dituzten baliabideen ikerketa batek antibiotiko berriak garatzeko bideak zabaldu ditu.  Ikerketa Londresko Imperial College, Sanger Institutua eta EHUko Biofisika Institutuko ikertzaileek gauzatu dute eta emaitzak Nature Mikrobiology aldizkarian argitaratu dira.

Antibiotikoekiko erresistentzia gero eta handiagoa da mundu mailan, eta horrek esan nahi du antibiotiko berriak aurkitu behar direla infekzioei aurre egiteko. Esaterako, P. aeruginosa bakterioa da pneumoniaren kausa nagusietako bat paziente immunodeprimituengan eta biriketako gaixotasunak dituzten pertsonengan. Antibiotikoen aurka duen erresistentzia handiaren eraginez, gero eta zailagoa da hark eragindako infekzioak desagerraraztea. Ondorioz, Osasunaren Munduko Erakundeak patogeno honi aurre egiteko antibiotiko berriak garatzea lehentasunezkotzat jo du.

Horren harira nazioarteko ikerketa-talde batek, bakterio espezie desberdinek eta bakterio-espezie bereko andui desberdinek, beren lehiakideei kalte egin edo hiltzeko erabiltzen dituzten “armak” aztertu dituzte. Baliabide horietako bat VI. Motako Sekrezio Sistema da (T6SS), arpoi mikroskopikoa, zenbait bakteriok beste bakterio batzuei gezi toxikoak jaurtitzeko erabiltzen dutena.

P. aeruginosaIrudia: P. aeruginosak antibiotikoen aurka duen erresistentzia handiaren eraginez, gero eta zailagoa da hark eragindako infekzioak desagerraraztea. (Argazkia: Janice Haney Carr – Domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

P. aeruginosa hilgarria bihur dezaketen faktoreetako bat VI. Motako Sekrezio Sistema da (T6SS ingelesezko siglen arabera). Sekrezio-sistema hau P. aeruginosaren barruan mihiztatzen da, eta beste zelula batzuekin kontaktuan jartzean, mekanismo molekular uzkurkor bat erabiltzen du zelula horietan toxinak txertatzeko. Azken hamarkadan P. aeruginosaren T6SS-ari buruzko ezagutzan aurrerapauso handiak eman diren arren, bakterioen norgehiagokan nahiz patogenesian duen garrantzia barne hartuta, oraindik ez dira ezagutzen T6SS-ak jariatzen dituen toxina gehienen identitateak eta funtzioak.

Biofisika Institutuko (CSIC-UPV/EHU), Imperial College Londoneko eta Sanger Institutuko (Erresuma Batua) zientzialariek osatutako nazioarteko ikerketa-talde batek T6SSak jariatzen dituen toxina horietako bat lehenengo aldiz identifikatu eta Tse8 izena eman dio. Tse8-ak heriotza zelularra eragiten du bere inguruko beste bakterio batzuetan. Nature Microbiology aldizkarian argitaratu berri duten ikerketa honek Tse8-aren ekintza-mekanismoa argitu du. Toxina honek proteinen biosintesia murrizteko gaitasuna du helburuko zeluletan. Zehazkiago esanda, Tse8ak asparagina eta/edo glutamina aminoazidoen biosintesirako mikroorganismo prokarioto ugaritan funtsezkoa den transamidosoma erasotzen du.

Aurkikuntza horrek eragin zuzena izan dezake antibiotikoen etorkizuneko garapenean. Biofisika Institutuan lanean diharduen David Albesa Ikerbasqueko ikertzailearen hitzetan, “antibiotiko berrien garapena nabarmen erraz daiteke gaixotasunen eragileen biologia hobeto ulertzen baldin bada. Hortaz, molekula-mailan Tse8k transamidosomari nola erasotzen dion ulertzeak lagundu lezake bakterio patogenoei aurre egiteko estrategia berritzaileak garatzen”.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Intoxikatutako zeluletan proteinen biosintesia aldarazten duen toxina patogenoa aurkitu dute

Erreferentzia bibliografikoa:

Nolan, L.M., Cain, A.K., Clamens, T. et al. (2021). Identification of Tse8 as a Type VI secretion system toxin from Pseudomonas aeruginosa that targets the bacterial transamidosome to inhibit protein synthesis in prey cells. Nature Microbiology, 6, 1199-1210. DOI: 10.1038/s41564-021-00950-8.

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Sueños antiguos

Cuaderno de Cultura Científica - Ar, 2021-10-05 11:59
El sueño de Jacob (1639). José de Ribera (1591-1652). Óleo sobre lienzo, 179 x 233 cm. Museo del Prado.  Génesis 28: 10-17 «Jacob salió de Berseba y fue a Jarán.  Llegando a cierto lugar, se dispuso a hacer noche allí, porque ya se había puesto el sol. Tomó una de las piedras del lugar, se la puso por cabezal, y acostóse en aquel lugar. Y tuvo un sueño; soñó con una escalera apoyada en tierra, y cuya cima tocaba los cielos, y he aquí que los ángeles de Dios subían y bajaban por ella.  Y vio que Yahvé estaba sobre ella, y que le dijo: «Yo soy Yahvé, el Dios de tu padre Abraham y el Dios de Isaac. La tierra en que estás acostado te la doy para ti y tu descendencia. Tu descendencia será como el polvo de la tierra y te extenderás al poniente y al oriente, al norte y al mediodía; y por ti se bendecirán todos los linajes de la tierra; y por tu descendencia. Mira que yo estoy contigo; te guardaré por doquiera que vayas y te devolveré a este solar. No, no te abandonaré hasta haber cumplido lo que te he dicho.» Despertó Jacob de su sueño y dijo: «¡Así pues, está Yahvé en este lugar y yo no lo sabía!» 17. Y asustado dijo: «¡Qué temible es este lugar! ¡Esto no es otra cosa sino la casa de Dios y la puerta del cielo!».» El actual estado de Israel puede decirse que se basa en este sueño.

Hasta las obras de Sigmund Freud [1], Carl Jung y sus sucesores, los científicos prestaron escasa atención a los sueños como un verdadero objeto de investigación. Los sueños eran algo para el místico, tal vez, pero no para el científico. Los antiguos, por supuesto, no analizaban los sueños como el resultado de la experiencia diaria y como una actividad necesaria y saludable durante el sueño; no veían los sueños, como se hace hoy día, como el resultado de los mecanismos de mantenimiento de un encéfalo sano.

Sin embargo, los pensadores antiguos dieron importancia a los sueños, incluso si su comprensión no era precisamente fácil. Las culturas de Mesopotamia, Egipto y mediterráneas creyeron en adivinos, visionarios, adivinos y astrólogos que afirmaban utilizar los fenómenos naturales para predecir el futuro. Uno de esos fenómenos era el sueño. Los humanos de la antigüedad no podían concebir los sueños sino como un mensaje divino que insinuaba lo que habría de ocurrir. Surgió una clase de pseudocientíficos [2] que se ganaban la vida prediciendo el futuro mediante la interpretación de los sueños.

La literatura antigua está llena de historias de este tipo. Sin ir más lejos, en la Torá, en el Libro del Génesis, José interpreta los sueños del faraón egipcio y así gana una posición preeminente en el reino. En el Libro de Daniel, el profeta Daniel interpreta los sueños del rey de Babilonia Nabucodonosor. Los poemas de Homero están llenos de relatos de sueños enviados por los dioses para informar a los humanos de las posibilidades futuras. Los griegos, como no podía ser de otra manera, deificaron el sueño [3].

Todos estos pueblos del Mediterráneo antiguo tenían en común la creencia de que los sueños reflejan fenómenos naturales o sobrenaturales y que se necesita la razón y la mente analítica para interpretarlos correctamente. Aristóteles era lo suficientemente escéptico como para preguntarse sobre la causa y significado de los sueños. En su tratado Sobre la profecía mediante los sueños, proporcionó una visión interesante sobre los mismos, preguntándose por qué un dios optaría por hablar a los humanos a través de los sueños; también notó el hecho de que, a veces, los sueños parecen reflejar la realidad. Una posibilidad que exploró fue que, dado que los sueños a menudo recuerdan algunos de los detalles de las horas previas de vigilia, también los sueños podrían predecir acciones del día siguiente en la medida en que el soñador podría (inconscientemente) realizar ciertas acciones con las que había soñado la noche anterior; por lo tanto, el sueño se hace autocumple. Aristóteles reconoció también que, entre la multitud de sueños, algunos podrían terminar ocurriendo por pura casualidad, lo que les privaría de cualquier un significado sobrenatural.

Aristóteles también constató que los animales sueñan, al igual que los esclavos y otros humanos inferiores [4] y, por lo tanto, deben ser más un producto natural que obra de un dios. Pero, por otra parte, la naturaleza es divina en sí misma; por tanto, para Aristóteles solo en este sentido los sueños también son divinos. Aunque Aristóteles no estaba de acuerdo con la interpretación de los sueños de materialistas como Demócrito, de que los sueños son causados por la emanación de átomos que presentan imágenes en el cerebro, sí estuvo de acuerdo con conclusión de que los sueños no podían ser profecías de nada.

Hubo varios estudiosos importantes de los sueños durante el Bajo Imperio Romano. El más famoso fue el médico Galeno, quien creía que los sueños lo ayudaban a orientarlo en el diagnóstico y la curación en general [5]. Galeno, que fue médico del emperador Marco Aurelio, transmitió este respeto por las enseñanza de los sueños al estoico Aurelio.

Los estudiosos más importantes de los sueños fueron Artemidoro de Daldis y Elio Arístides, ambos del siglo II e.c. Artemidoro escribió Oneirocritica, un libro sobre la interpretación de los sueños. Su aproximación puede considerarse científica, desde el momento en que anotaba regularmente cada aspecto de los sueños, compilando un registro preciso de esta peculiar actividad humana. Similar fue Elio Arístides, un sacerdote de Asclepio, el dios griego de la curación. Arístides mantenía también un registro completo de sus muchos sueños que abarca varias décadas. Eso sí, creía que Asclepio sanaba o daba consejos sobre cómo sanar a través de los sueños.

Notas:

[1] Sigmund Freud no fue un científico. Tuvo una enorme influencia cultural, pero sus “hallazgos” son pseudociencia.

[2] Que aún existe y se gana muy bien el pan con ello.

[3] Morfeo es el dios de los sueños, encargado de llevar sueños a reyes y emperadores. Según ciertas mitologías antiguas, es el principal de los oniros, los mil hijos engendrados por Hipnos (el Sueño) y Nix (la Noche).

[4] ¡Sorpresa! Para Aristóteles no todos los humanos son humanos de pleno derecho.

[5] Esto tiene cierto sentido. Hoy sabemos que mucha parte de nuestra toma de decisiones se realiza a nivel inconsciente. Consultar con la almohada no es más que una forma de darle tiempo a nuestro encéfalo para que llegue a una conclusión meditada.

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

El artículo Sueños antiguos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:
  1. Asclepio
  2. Los mitos como protociencia
  3. ¿Los organismos móviles más antiguos?
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Tokian tokiko jarduera: paperezko elektronika

Zientzia Kaiera - Ar, 2021-10-05 09:00

Munduaren digitalizazioak badirudi bueltarik ez duela gaur egun. Munduko txoko ia-ia guztietan dago Interneteko konexioa, eta ez dagoen lekuetan laster posible izango da, adibidez, Starlink proiektuarekin. Telefono mugikorrak, tabletak, ordenagailuak eta wearableak direlakoak, hau da, aldean daramatzagun gauzak –besteak beste, erloju edo betaurreko adimendunak–, nonahi daude jada. Gauzen interneta azken burukoa izango da.

Mundua hiperkonektatuta dago, bai, baina baliabideak mugatuta daude.

Gailu horien guztien oinarria material ez-berriztagarriak dira; egia da, batzuk birzikla daitezke, besteak beste metal gehienak, baina prozesu konplexua da, eta konplexua dena garestia izan ohi da. Etorkizunean, birziklatuta dagoena izango da bakarrik ekonomikoki bideragarria, eta hori gertatuko da birziklatzea merezi duenean baliabide naturalen erauzketa oso zaila delako.

paperezko elektronikaIrudia: Paperaren zelulosa zuntzak imajina daitezkeen ia helburu guztietara egokitu daitezke: elektrizitatea eroateko, urari eusteko… (Argazkia: 6689062 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Beraz, gaur egungo digitalizazioa mantentzen bada, etorkizunean lehengaien inguruan arazo larria gertatuko da. Antzeko egoera bizitzen ari gara txipen hornidurarekin eta, ondorioz, ezinezkoa da eskariari erantzuteko bezainbeste auto fabrikatzea. Hala, bigarren eskuko autoen merkatua izugarri hazten da, baita inflazioa ere.

Etorkizuna distopikoa izango ote da, non bakar-bakarrik pribilegiatu gutxi batzuek erabili ahal izango dituzten azken gailu espintroniko ikaragarri garestiak, eta gainerakoek, berriz, osagaiak berrerabiliko dituzten? Ez du zertan hala izan. Zaharragoak garenok antzeko argumentuak ezagutu ditugu paperaren inguruan; Internet aurreko garaiaz ari naiz. Iraganean uste zen aldizkariek eta liburuek basoak suntsituko zituztela. Baina ez zen horrela izan; baso industrialak kudeatzeko sistema adimendunekin, gaur egun zenbait herrialdetan orain dela hiru hamarkada baino baso azalera handiagoak dituzte.

Elektronikarako materialak, aldiz, ezin dira landatu zuhaitzak bezala, eta hori erabateko arrazoia izan liteke. Baina, zergatik ez? Elektronikaren oinarria papera eta kartoia izatea nahikoa litzateke. Eroale gisa metalezko hariak erabili beharrean, papera tinta eroaleekin inprimatu ahalko litzateke. Zientzia-fikzioa dirudi, baina, irtenbide hori gizateriak aurre egin beharreko arazoa bezain erreala da.

Cidetec erakundeak koordinatutako Innpaper proiektua papera oinarri elektroniko ezin hobea bihurtuko luketen ezaugarrietan oinarritzen da: hau da, merkea, malgua, berriztagarria eta birziklagarria da. Paperaren zelulosa zuntzak imajina daitezkeen ia helburu guztietara egokitu daitezke: elektrizitatea eroateko, urari eusteko eta eremu magnetikoak babesteko. Innpaper proiektuaren helburua da tinta eta paper funtzionalak garatzea, eta horiekin bateriak, antenak, zirkuituak eta monitoreak inprimatzea; hau da, papera substratu gisa erabiltzeaz gain, gailu elektronikoen osagarri aktibo gisa erabiltzea.

Gailu berri horiek guztiak hasieran ontzi eta enbalaje, segurtasun, elikadura eta osasun industrietan erabili ahalko lirateke, etiketa adimendun modura, edo drogak, nahi ez diren substantziak, kutsadurak edo gaixotasunak detektatzeko gailu modura.

Ideia hori bideragarria dela frogatzeko, Innpaperrek hiru gailu operatibo sortu nahi ditu, elikadura, segurtasun eta medikuntza sektoreetara bideratuak. Hiru kasuetan, plataforma elektronikoan sentsoreak erabiliko dira paperean, industriaren betekizunetara egokituta. Elikagaien sektorean etiketa adimendunak erabiliko dira elikagaiak ontziratzeko, besteak beste, hezetasun, tenperatura eta presio sentsoreekin; segurtasunaren sektorean, edarietan eta listuan kafeina eta drogak detektatzeko gailu bat sortuko da, eta medikuntzan, berriz, gripearen birusa eta estreptokoko bakterioak detektatzeko sistema bat eratuko da.

Egileaz:

Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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