Sareko iturriak

Gaixotasun neuropsikiatrikoak eta hauen eragina gero eta ohikoagoak dira gure gizartean. Azken bi urteotan datuek gora egin dute, baina adituek ez dakite nola edo zergatik sortzen diren gaixotasun hauek, hots, gaixotasun hauen oinarri neurobiologikoak ezezagunak dira. Hori dela eta, gaur egun gaixotasun hauei aurre egiteko tratamenduen eraginkortasuna mugatua da.

Estresa, adibidez,  gizarteak pairatzen duen kanpo faktore garrantzitsuenetako bat da, eta depresioarekin eta gaixotasun honen garapenarekin lotura zuzena daukala frogatu da.  Gaitz hau pairatzen duen gaixo batek gorputzeko atal zehatz bat (ardatz hipotalamiko hipofisario adrenala) martxan jartzen du.  Horren eraginez, gorputzak kortisola izeneko hormona askatzen du eta nerbio-sistema sinpatikoa abiarazten du. Depresioa sufritzen duten pertsonek ez dute ardatz honen kontrola izaten eta ondorioz, gaixo horien gorputzek kortisola gehiegi askatzen dute. Horrek, baina, garunaren ongi izatean eragin kaltegarria izango luke. 

Gaixotasun neuropisikiatrikoen eta hauen tratamenduen inguruko erronkak ezagutzeko, UPV/EHUko Neuropsikofarmakologia ikerketa-taldeko Igor Horrillo ikertzailearekin bildu gara.

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

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Seguro que en algunas películas y en noticias de índole geológica y climatológica habéis oído o leído que los científicos están estudiando núcleos de hielo, sedimento o roca y os ha entrado la curiosidad sobre qué son esas cosas. En primer lugar, aquí no se llaman núcleos. Este término resulta de una traducción literal de la palabra inglesa “core” que, efectivamente, significa núcleo. Pero, en castellano, a estas herramientas geológicas las denominamos testigos de sondeo.

Extracción de testigos de sondeo de hielo en la Antártida. Imagen: NASA.

Un sondeo es un método de perforación del terreno, es decir, consiste en hacer un agujero en el suelo, ya sea sobre tierra firme, en el hielo o en el fondo del mar, con un tubo de metal o plástico para poder reconocer lo que se encuentra en profundidad. Y se denomina testigo al cilindro de material (hielo, sedimento o roca) que se puede extraer cuando se hace el sondeo y que quedaría encapsulado dentro del tubo.

Los métodos de perforación pueden agruparse en tres tipos. Por un lado, encontramos los sondeos mecánicos por percusión, que consisten en atravesar el terreno o bien dejando caer el tubo de sondeo desde una altura considerable y aprovechar así la fuerza de la gravedad, o bien hincándolo a base de golpes repetitivos hasta conseguir enterrarlo. Por otro lado, tenemos los sondeos de rotación, que consisten en acoplar al tubo de sondeo una cabeza, llamada corona, que tiene un filo cortante de carburo de diamante o de wolframio y es capaz de girar a gran velocidad gracias a un motor externo, por lo que, haciendo un pequeño símil, atraviesa el terreno a dentelladas. Finalmente, el tercer tipo sería una mezcla de los dos anteriores, es decir, existen sondeadoras que, a la vez que van enterrando el tubo por presión, tienen incorporada una corona dentada que va girando rompiendo el terreno.

Los testigos de sondeo tienen un valor científico extraordinario. En su interior, contienen un registro de la evolución geológica de una zona durante los últimos cientos, miles e, incluso, millones de años. Zonas que están enterradas bajos nuestros pies y a las que no podríamos acceder de otra manera más que haciendo estas perforaciones, tales como los mantos y casquetes de hielo o el fondo oceánico.

Testificadora de sondeos por percusión y detalle del tubo de sondeo a bordo del Buque Oceanográfico Pourquois Pas? del instituto Francés de Investigación para la Exploración Marina (IFREMER). Foto: Blanca María Martínez

En la Antártida o Groenlandia encontramos enormes espesores de hielo que se han formado por la acumulación de agua congelada durante cientos de miles de años. Si nos fijamos más en detalle, estas masas están formadas por la superposición de finas capas de hielo, dispuestas una encima de las otras, donde cada una representa la precipitación producida en un año. Además, cada capa de hielo corresponde con una mini cápsula del tiempo en la que han quedado preservadas las características de la atmósfera en ese momento. Así, al estudiar los testigos de sondeo de hielo extraídos en la Antártida y Groenlandia se han podido reconstruir las variaciones temporales de gases como el dióxido de carbono (CO2) o el metano (CH4) y de la temperatura atmosférica durante los últimos 800.000 años con una precisión anual.

Obtención de testigos de sondeo por percusión en una laguna de Bardenas Reales de Navarra. Foto: Blanca María Martínez

Estos estudios climáticos de hielo se complementan con los registros marinos. En las zonas oceánicas más profundas se acumulan capas de sedimentos finos (limos y arcillas) que apenas sufren alteraciones por las corrientes marinas de fondo. Así que, de manera similar a las capas de hielo, estas capas de sedimento irían recogiendo la historia oceánica de los últimos cientos de miles de años de manera continua. Sin embargo, no tienen una precisión temporal tan grande como el hielo, el registro sedimentario aporta una periodicidad decadal, rara vez anual.

La obtención de testigos de sondeo de sedimento marino no es tan sencilla como la de los testigos de sondeo de hielo. En este caso, los equipos de testificación deben ir a bordo de buques oceanográficos, que son auténticos laboratorios científicos flotantes, y, para llegar a tocar el fondo marino, hay que librar los cientos y miles de metros de espesor que tiene la columna de agua. Una vez hecho esto, la sondeadora debe perforar el fondo marino y hay que conseguir que el testigo de sondeo vuelva al buque sin perderlo por el camino. Pero estas operaciones tan complicadas, merecen la pena. El estudio minucioso del sedimento obtenido en los testigos de sondeo marinos nos aporta información sobre la variación temporal de parámetros como la temperatura, salinidad o pH de las masas de agua y nos permite conocer cambios en la circulación de las corrientes oceánicas durante los últimos cientos de miles de años.

Muestreo del sedimento de un testigo de sondeo para su estudio geológico.  Foto: Blanca María Martínez

La combinación de los estudios climáticos de los testigos de sondeo de hielo y de sedimento marino, han sido básicos para conocer como ha cambiado el clima, de manera detallada, en los últimos milenios. Estos registros nos dan una idea global de la variabilidad climática de nuestro planeta, sirviendo como base de comparación de cualquier estudio paleoambiental actual realizado en cualquier ambiente, ya sea continental o marino, como, por ejemplo, los estudios de testigos de sondeo de sedimentos de lagos y estuarios. Esta comparativa con los registros globales permite identificar, con mucho detalle, eventos climáticos o condiciones ambientales locales, que sólo afectaron a zonas geográficas restringidas y que no tuvieron una influencia climática a nivel mundial.

Sin estos testigos del pasado, o chivatos del pasado, como los queramos llamar, sería imposible poder conocer cómo ha cambiado el clima en los últimos milenios, lo cual es clave para poder aventurar cómo cambiará en el futuro más próximo para poder adelantarnos y adaptarnos a lo que está por llegar.

Para saber más:

Los volcanes submarinos de Bizkaia y Gipuzkoa
Un estudio paleoceanográfico apunta a que los ciclos naturales de cambio climático están siendo alterados
Geología, Antropoceno y cambio climático

 

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 Testigos del pasado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte, María Puy Portillo

Nahiz eta azken urteetan obesitatearen tratamendu posibleen inguruan asko ikertu eta aurreratu den, oraindik ere lehen mailako osasun-arazoa da mendebaldeko gizartean. Izan ere, obesitatearen prebalentziak etengabe jarraitzen du handitzen eta ondorioz, mundu-mailan heriotza goiztiarren eragile nagusienetakotzat jotzen da.

Jakina izan arren obesitatea faktore anitzeko gaixotasun metaboliko kronikoa dela, haren garapenean eragin handiena duten faktoreak elikatze-ohitura desegokiak eta bizimodu sedentario bat eramatea dira. Obesitateak duen beste ezaugarria da, berarekin lotzen diren osasun-arazoak pairatzeko arriskua handitzen duela. Gaixotasun horien artean 2 motako diabetesa nabarmentzen da, zeina nagusiki obesitatea duten pertsonetan ematen den diabetes mota baita. Beraz, 2 motako diabetesa duten gaixoen gehiengoak obesitatea ere pairatzen duenez, ohikoena izaten da tratamendu berdina preskribatzea bi gaixotasunentzat, kaloria-murrizketan oinarritutako dieten erabilpena delarik nagusiki aukeratzen dena.

1. irudia: azukre asko daude: laktosa (esnekoa), fruktosa (fruituetakoa eta eztikoa), maltosa (garagardokoa),… Karbohidratoak dira guztiak, baina desberdin metabolizatzen ditugu batzuk eta besteak. (Argazkia: erabilera publiko argazkia. Iturria: pixabay.com)

Zoritxarrez, mota horretako tratamenduek arrakasta urria izaten dute, eta ondorioz, beharrezkoak izaten dira 2 motako diabetesa tratatzeko bestelako erreminta terapeutikoak. Horien artean sakarosa (edo mahaiko azukrea) fruktosagatik ordezkatzea izan da aspalditik erabilitako neurri bat, azken horren xurgapen eta metabolismorako ez baita intsulinarik behar, eta ondorioz, ez du odoleko glukosa-mailen aldaketarik eragiten. Ezaugarri horrek fruktosa sakarosa baino osasuntsuagoa ote den ustea zabaltzea eragin du, zeinak, halaber, fruktosaren kontsumoaren handipena eragin baitu. Zoritxarrez, fruktosaren kontsumoaren handipen hori gaixotasun metaboliko ezberdinen handipenarekin batera eman dela ikusi da, eta ondorioz egun arreta fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak eragin ditzakeen osasun-asalduretara bideratu da.

Gibel gantzatsu ez-alkoholikoa da fruktosaren gehiegizko kontsumoarekin edota kontsumo kronikoarekin lotu den osasun-arazoetako bat. Izan ere, behin hestean xurgatu ondoren, odoleko fruktosaren gehiengoa gibelera sartzen da bertan metabolizatua izateko. Organo horretara heltzen den fruktosa kantitatea handiegia denean, lipidoen sintesia aktibatu eta oxidazioa inhibituko dira, baita oxidazio estresa eta hesteko mikrobiotaren asaldurak sortu ere. Prozesu horiek gibeleko gantz-metaketa eta hantura eragingo dituzte, organo horren funtzionamendu egokia asaldatuz.

Paradoxikoki, ikusi da fruktosa gehiegi edo kronikoki kontsumitzeak intsulinarekiko erresistentziaren garapena eragin dezakeela, zeina 2 motako diabetesaren aurreko urratsa baita. Kasu horretan ikerlan ezberdinek erakutsi dute fruktosak pankreako intsulina jarioa handitzen duela eta hiperintsulinemia sortu. Egoera hori denboran luzatzen denean, intsulina hartzaileen jarduera-murrizketa eragingo da, eta ondorioz intsulinak ez du bere funtzioa egokiro beteko. Bestalde, aurrez aipatu den fruktosak eragindako gibelaren hanturak ere eragina izango du intsulinarekiko erresistentziaren garapenean, glukosaren xurgapenaren murrizketa eragingo baitu.

Aurrekoez gain, fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak erraietako gantz-ehunaren gehiegizko metaketa ere eragin dezake. Hori gertatzen denean, gantz-ehun horrek bitartekari hantura-eragileak jariatuko ditu odolera, baita gantz azido askeak ere, kalteak sortuz egun eta organo ezberdinetan. Era berean, fruktosaren kontsumo desegokiak odoleko lipido-mailen asaldurak ere sortu ditzake, horien artean nabarmentzen direlarik triglizerido eta LDL kolesterolaren maila igoerak, baita HDL kolesterolaren maila murrizketak ere. Horiek horrela, fruktosaren gehiegizko kontsumoak gaixotasun kardiobaskularrak pairatzeko arriskuaren handipena eragingo lukete.

Egun ezagutzen diren datuetan oinarrituz, esan liteke fruktosaren kontsumoa gomendagarria ez izateaz gain, zenbait osasun-arazo garatzeko arrisku-faktorea ere badela. Kontuan izanik fruktosatan aberatsak diren elikagaietako asko (zukuak eta freskagarriak, esaterako) haur eta nerabeek kontsumitzen dituztela, arreta berezia jarri beharko litzateke azukre horrek adin-talde horretan sor ditzakeen efektuetan. Ondorioz, “osasungarriagoak” diren gozagarrietan ikertzen jarraitzea eta elikagaietako fruktosa edukia mugatzen duten lege/arauak garatzea beharrezkotzat jotzen da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 41
• Artikuluaren izena: Fruktosaren kontsumoak eragin ditzakeen osasun arazoak: konponbidea arazo bihurtzen denean.
• Laburpena: Obesitatea lehen mailako osasun-arazotzat hartzen da, epidemia baten tamaina hartuz eta mundu-mailan heriotza goiztiarren eragile nagusietakoa bihurtuz. Gaixotasun metaboliko kroniko honen ezaugarri nagusietako bat berarekin lotzen diren osasun-arazoak dira, eta horien artean 2 motako diabetesa nabarmentzen da. Obesitatearen kasuan bezala, diabetesaren tratamendurako ere murrizketa kalorikoan oinarritutako dietak erabili ohi dira. Hala ere, tratamendu mota horrek arrakasta baxua lortu ohi duenez, bestelako esku-hartzeak ere beharrezkoak dira, eta horien artean sakarosa fruktosarekin ordezkatzea sarritan preskribatzen da paziente horientzat. Izan ere, glukosarekin ez bezala, fruktosaren metabolismorako ez da intsulinarik behar, eta ondorioz, ez da odoleko glukosa-mailen handipenik gertatzen. Hala ere, azken urteetan izan den fruktosaren kontsumoaren handipena gaixotasun metaboliko ezberdinen prebalentziaren handipenarekin batera gertatu denez, arreta handia jarri zaio fruktosari, konponbidea izan beharrean arazoa izan daitekeela uste delako. Esaterako, ikusi da fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak gibel gantzatsu ez-alkoholikoa (GGEA) sortzen duela, de novo lipogenesia aktibatuz, gibeleko gantz-azidoen (GA) oxidazioa murriztuz eta hesteko mikrobiotaren konposizioa aldatu eta iragazkortasuna handituz, besteak beste. Horretaz gain, paradoxikoki fruktosaren gehiegizko kontsumoa intsulinaren erresistentziarekin (IR) ere lotu da. Kasu horretan, pankreako intsulina-jario handiagotua eta gibeleko IR deskribatu dira mekanismo eragile nagusitzat. Azkenik, fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak erraietako gantz-ehunaren (EGE) gehiegizko metaketa eta dislipemiak ere eragin ditzakeela deskribatu da ikerlan ezberdinetan. Horiek horrela, nahiz eta hasiera batean fruktosaren kontsumoa osasungarritzat eta zenbait osasun-asalduraren «konponbidetzat» jo, argi geratzen da haren kontsumo desegokiak zenbait arrisku ere badituela. Ondorioz, beharrezkotzat jotzen da administrazioaren esku-hartzea fruktosaren kontsumoa murrizten edota erregulatzen lagunduko duten arauen garapenerako.
• Egileak: Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte, María Puy Portillo
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 109-126
• DOI: doi.org/10.1387/ekaia.22707

Egileez:

Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte eta María Puy Portillo UPV/EHUko Farmazia eta Elikagaien Saileko, Bioaraba Osasun Ikerketa zentroko eta CIBERobn zentroko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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La conocida como identidad de Proizvolov fue propuesta por el matemático Vyacheslav Proizvolov en forma de problema en las Olimpiadas Matemáticas Soviéticas de 1985:

Consideremos el conjunto de los primeros 2N enteros positivos,

CN = {1, 2, 3, …, 2N − 1, 2N},

y una partición de él en dos subconjuntos de N elementos cada uno de ellos:

AN = {a1, a2, …, aN-1, aN} y BN = {b1, b2, …, bN-1, bN}.

Ordenemos los elementos de ambos conjuntos de la siguiente manera:

Se pide probar que la siguiente suma de valores absolutos

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN|

es igual a N2.

Un ejemplo

Para entender mejor el enunciado, vamos a ver un ejemplo. Si N = 10, tenemos el conjunto de los veinte primeros números naturales

C10 = {1, 2, 3, …, 19, 20}.

Elegimos las particiones (hemos ordenado los números de la primera partición de manera creciente y los de la segunda de manera decreciente):

A10 = {1, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 18, 19, 20}, y

B10 = {17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 6, 5, 2},

Es decir, a1 = 1, a2 = 3, a3 = 4, …, a9 = 19, a10 = 20, b1 = 17, b2 = 16, b3 = 15, …, b9 = 5 y b10 = 2.

Entonces,

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |a9 – b9| + |a10 – b10| =

|1 – 17| + |3 – 16| + |4 – 15| + |7 – 14| + |8 – 13| + |9 – 12| + |10 – 11| + |18 – 6| + |19 – 5| + |20 – 2| =

16 + 13 + 11 + 7 + 5 + 3 + 1 + 12 + 14 + 18 = 100 = 102.

Una demostración sencilla de la identidad de Proizvolov

Observemos en primer lugar que |a – b| = máx{a,b} – mín{a,b}. En efecto, si a > b, es |a – b| = a – b = máx{a, b} – mín{a, b}, y si a

En segundo lugar, para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, se verifica que uno de los números del par {ai, bi} está en el conjunto A = {1, 2…, N − 1, N} y el otro en el conjunto B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N}.

En efecto, si esta propiedad no fuera cierta, supongamos, por ejemplo, que los números ai y bi pertenecen ambos al conjunto A. Es decir, ai i N que pertenecen a A (ya que a1 2 i N también en A) y al menos N − i + 1 elementos del conjunto BN que pertenecen a A (ya que N + 1> bi > bi+1 > … > bN-1 > bN y podría haber algún otro elemento de BN también en A). Es decir, en el conjunto A habría al menos i + (N – i + 1) = N + 1 elementos de CN. Pero eso es imposible, porque A solo posee N elementos. Un argumento similar prueba que tampoco puede suceder que ai y bi pertenezcan ambos al conjunto B.

Es decir, efectivamente, para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, se verifica que uno de los números del par {ai, bi} está en el conjunto A = {1, 2…, N − 1, N} y el otro en el conjunto B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N}. De aquí se deduce que para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, es mín{ai, bi} i, bi} > N. Es decir, de otra manera,

A = {1, 2…, N − 1, N} = {mín{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}, y

B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N} = {máx{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}.

Por lo tanto,

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN| =

(máx{a1, b1} – mín{a1, b1}) + (máx{a2, b2} – mín{a2, b2}) + … + (máx{aN-1, bN-1} – mín{aN-1, bN-1}) + (máx{aN, bN} – mín{aN, bN}) =

(máx{a1, b1} + máx{a2, b2} + … + máx{aN-1, bN-1} + máx{aN, bN}) – (mín{a1, b1} + mín {a2, b2} + … + mín{aN-1, bN-1} + mín{aN, bN}) =

((N + 1) + (N + 2) + … + (2N – 1) + 2N) – (1 + 2 + … + (N – 1) + N) =

((N + 1) – 1) + ((N + 2) – 2) + … + ((2N – 1) – (N – 1)) + (2N – N) =

N + N + … + N = N2. QED

Una generalización de la identidad de Proizvolov

Grégoire Nicollier propuso en 2015 la siguiente generalización de la identidad de Proizvolov:

Consideremos un conjunto de números reales,

CN = {c1, c2, …, c2N-1, cN},

y una partición de él en dos subconjuntos de N elementos cada uno de ellos:

AN = {a1, a2, …, aN-1, aN} y BN = {b1, b2, …, bN-1, bN}.

Ordenemos los elementos de estos conjuntos de la siguiente manera:

Entonces, la suma

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN|

es independiente de las particiones elegidas AN y BN.

Para probar esta propiedad, basta con observar, con un argumento similar al realizado antes, que para cualquier par {ai, bi}, uno de los elementos es menor que cN + 1 y el otro es mayor que cN. Entonces,

{c1, c2, …, cN-1, cN} = {mín{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}, y

{cN+1, cN+2, …, c2N-1, c2N} = {máx{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}.

Y por lo tanto:

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN| =

(máx{a1, b1} – mín{a1, b1}) + (máx{a2, b2} – mín{a2, b2}) + … + (máx{aN-1, bN-1} – mín{aN-1, bN-1}) + (máx{aN, bN} – mín{aN, bN}) =

(máx{a1, b1} + máx{a2, b2} + … + máx{aN-1, bN-1} + máx{aN, bN}) – (mín{a1, b1} + mín {a2, b2} + … + mín{aN-1, bN-1} + mín{aN, bN}) =

(c2N + c2N-1 + … + cN+2 + cN+1) – (c1 + c2 + … + cN-1 + cN),

que es la misma cantidad para cualquier partición elegida. QED

Además, Grégoire comentaba en el artículo que esta propiedad sigue siendo cierta aunque los números del conjunto C no sean todos diferentes.

¡Curiosas propiedades!

Referencias

• Proizvolov’s Identity, Futility Closet, 21 agosto 2014

• Proizvolov’s Identity, Cut the Knot

• Grégoire Nicollier, A generalisation of Proizvolov’s identity, The Mathematical Gazette 99 (546) (2015): 525-526

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

El artículo La curiosa identidad de Proizvolov se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Gaur egun kontsumitzen ditugun tomateen artean aniztasun handia egon arren, azterketek erakutsi dute oso oinarri genetiko urrian abiatu zirela barietate horiek. Zorionez, nekazariak oso adi egon ziren mutazioei.

Fruta dendan edo supermerkatuan sartzen zaren hurrengoan, arren, erakutsi ezazu errespetu pixka bat: benetako heroien aurrean zaude. Ez, oraingoan ez gara ari dendariei buruz —gehienek heroitasun puntu bat badute ere, bai—. Tomate eta bananei buruz ari gara.

Hain egunerokoak izateagatik, askotan ahaztu egiten zaigu fruta horiek bizirik irautea lortu duten heroi txikiak direla. Istorio honetan, super-gaizkileak Fusarium oxysporum izena du, eta izugarrizko triskantzak egiten ditu laborantza askotan —ez ahaztu, arren, hau lizentzia literarioa dela: onddo gizajoak bizirautea eta ondorengoak bermatzea baino ez du nahi, guk guztiok bezala—.

1. irudia: tomatea eguneroko jakia da orain askorentzat, baina, beste laborantza landare asko bezala, nekazariek egindako aukeraketen istorio luze bat du atzean. (Argazkia: Immo Wegmann – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash.com)

Bananen kasuan, Cavendish motako barietatea onddo horren aurrean nagusitu zen, duela hamarkada batzuk luze eta zabal hedatuta zegoen Gros Michel barietatea hondoratu zen bitartean. Tomateen kasuan, Raf barietate espainiar ezagunari hortik datorkio izena, hain justu: Resistente al Fusarium.

Biak ala biak, tomate zein bananak, oso desberdinak dira jatorrizko basa ahaideekiko. Bananen kasuan, basa barietateak haziez beteta daude. Tomateen kasuan, oso txikiak dira, diametroan zentimetro baten ingurukoak, eta guztiak dira borobilak eta gorriak. Gaur egun, ordea, merkatuetan tamaina eta forma desberdinetakoak daude, eta kolorean ere alde nabarmena egon daiteke.

Oparotasun hau, ordea, ez da beti horrelakoa izan. Baina tomateen bilakaera jarraitzea ez da kontu erraza, are gehiago kontutan izanda arrasto arkeologikoek ezer gutxi esan ahal digutela haien historiari buruz. Alabaina, ikertzaile talde bat horien analisi genetiko eta morfologikoan oinarritu da tomatearen etxekotzearen historia berreraikitzen saiatzeko.

Traditom izeneko proiektuaren baitan egin dute ikerketa hori. Bertan, Europan landu izan diren 1254 tomate barietate ikertu dituzte. Journal of Experimental Botany aldizkarian argitaratutako emaitzak aztertuta ondorioztatu dutenez, Europako nekazariak gai izan ziren aniztasun handia lortzeko berez nahiko mugatua zen gene dibertsitate batean abiatuta.

Egileek ikerketa horren gaineko xehetasun osagarriak eman dituzte The Conversation atarian argitaratutako artikulu batean, Jose Blanca eta Joaquin Cañizares Valentziako Unibertsitate Politeknikoko ikertzaileen eskutik.

Bertan azaldu dutenez, orain arte zabalduen egon den hipotesiak dio tomatea Mexikon etxekotu zela. Halere, eta kontuan izanda Peruko eta Ekuadorreko Andeetako goi oihanetan dagoela laborantza tomateen dibertsitate handiena, proposatu dute Mexikotik eremu horretara mugitu zela belar txar gisa; bertan etxekotu bide zuten eta, ondoren, berriro bueltan eraman zen Mexikora, oraingoan laborantza landare gisa. Zantzu genetikoek hori iradokitzen dute.

XVI. mendetik aurrera Ameriketatik Europara eraman zuten ondoren, bereziki Espainiara eta Italiara. Halere, jatorrizko lurraldean zeuden barietateen lagin bat baino ez zen esportatu, eta horrek, noski, ezinbestean aniztasun genetikoaren galera ekarri zuen, kanpoan utzi zirelako hainbat eta hainbat aukera genetiko. Horren emaitza da Europako barietateen azterketaren ondoren aurkitu duten urritasun genetikoa.

Europan elikagai berriak izan zuen ibilbidearen hasiera, gainera, ez zen oso oparoa izan: bereziki herri xehearen artean kultibatu zen, baina goi mailako klase sozialetan ez zen estimatua izan. Gaur harrigarria egiten bazaigu ere, mende askotan medikuek uste zuten fruta eta barazkiak ez zirela oso osasungarriak.

Halere, beste landare askorekin historian egin den bezala, denborarekin nekazariek askotariko kolore, forma, tamaina eta testurak lortu dituzte tomateetan, barietate andana sortuta. Gogoratu beharra dago aniztasuna ez dela soilik gustu kontua. Gaitz berriei edota klima aldaketari aurre egiteko oso komenigarria izan daiteke alternatiben aukera zabala eskura izatea, arazoak sortzekotan, ahalik eta landare mota egokiena erabili ahal izateko. Norabide horretan, mundu osoan mota askotako hazi bankuak daude, normalean hedabideetan Svalbardeko hazien ganga agertzen ez bada ere.

Bi multzo

Ikertzaileek bi barietate multzo identifikatu dituzte Europan: Espainiakoa eta Italiakoa, eta baita bi eremu hauen arteko hibridazioetatik sortutako hirugarren multzo bat ere. Hortaz, azken hau modernoagoa da.

2. irudia: gaur egun tomate barietate asko dago ortu eta merkatuetan, baina horiek nahiko abiapuntu genetiko urritik abiatu dira. (Argazkia: Vince Lee – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash.com)

Mediterraneo inguru hau bigarren mailako aniztasun gune bilakatu zen —Nikolai Vavilov genetistak etxekotutako landaretarako zehaztu zituen zortzi aniztasun guneetatik ondoren sortutakoa, hain justu—.

Gaur egun merkatuan dauden barietate gehienak eremu horietan lortu ziren. Alabaina, lortu ziren barietate tradizional horietako gehienak jada ez dira ereiten, edo oso merkatu txikietan baino ez dira lantzen.

“Bi tomate landare ausaz aukeratuz gero, ikusiko dugu sekuentzia genetiko ia berdinak dituztela”, azaldu dute. “Halere, basamortu genomiko horretan, oasi bakar batzuk badaude. Genoma zati txiki horietan, oso desberdinak diren sekuentzia genomiko batzuk azaltzen dute zenbait barietatek”. Erantsi dute eremu horietako asko intereseko ezaugarriei lotuta agertzen direla: hala nola fruituaren forma edo tamaina kontrolatzen dituztenak. “Bai basamortu handia zein oasi txikiak, biak ala biak izan ziren nekazarien hautespenak egindako zizelkatzearen emaitza”, laburbildu dute, poesia kutsu batekin.

Europako barietateetan aldakortasun handia duten 298 gene eremu aurkitu dira. Horietako asko bat datoz nekazariek egindako hautespenetan faboratu diren ezaugarri morfologikoekin. Izan ere, mutazioei adi egon ziren nekazariak. Kasurako, nor izeneko mutazioak tomateak usteltzeko denborak dezente luzatzea ahalbidetu zuen. Beste mutazioetako bat CLAVATA3 geneari dagokio: fruitu handiagoak eta irregularrak sortzen ditu.

Europako merkatuetan izan zuen bilakaerari dagokionez, egileek gogora ekarri dute hasieran denboraldiko kontsumoa zela tomateena. Negutegiak agertu baino lehen, gainera, zaila zen klima hotzetan tomateak kultibatzea, eta fruituak ez ziren luzaroan kontserbatzen.

Industria iraultzarekin batera etorri zen garraiobideen garapenari esker errazagoa izan zen fruta eta barazkiak garraiatzea, eta Maria bainu moduko kontserbazio teknika berriak edota lata metalikoen agerpena oso lagungarriak izan ziren. Bestetik, hazien lanketa modu profesionalean egiten hasi zen, eta XX. mendearen hasieran berriro basa barietateen bila hasi ziren, modu antolatu batean aniztasun gehiago eskuratzeko. Bide horretatik, gene erresistenteak lortu ziren.

Joan-etorriko bidaia izan da hobekuntza hauena, eta tomate barietate tradizionaletan ere mantendu dira. Egiaztatu dutenez, aztertu dituzten barietate tradizionalen %25ean daude gaitzen aurrean erresistente diren geneak, eta horiek barietate komertzialetarako egindako hautaketa profesionalen ondorio dira.

Dena dela, argi dago tomatearen historia ez dela orain bukatuko, horren gaineko ikerketa eta saiakera asko egiten direlako oraindik. Zentzu honetan, eta beren beregi aipatu gabe, transgenikoen aldeko aldarria egin dute egileek. Laborantzak hobetzea ahalbidetuko duen “edozein teknologia” erabiltzeko beharra azpimarratu dute, nekazaritzak ingurumenean duen inpaktua ahalik eta gehien gutxituz. “Tamalez, zio ideologikoengatik tresnak alboratzeko Europan hartu dugun alternatibak gosetea dakar, bai eta baliabide naturalen alferrikako suntsiketa ere”, erantsi dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Blanca, Jose et al. (2022). European traditional tomatoes galore: a result of farmers’ selection of a few diversity-rich loci. Journal of Experimental Botany, erac072. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erac072

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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El mismo año en el que Einstein publicó la teoría especial de la relatividad también publicó un artículo igualmente revolucionario sobre los movimientos aleatorios de las moléculas, algo habitualmente conocido como movimiento browniano. El movimiento de una partícula en un líquido es aparentemente algo mucho menos espectacular que los movimientos en el espaciotiempo o la afirmación de que la masa es una forma de energía o que la luz está constituida por partículas, por lo que la explicación de Einstein del movimiento browniano ha sido completamente eclipsada por sus otras teorías. Sin embargo, si Einstein solo hubiese publicado el por qué las partículas se mueven como lo hacen, habría merecido el premio Nobel por ello: esta modelo permitió confirmar, sin ningún género de dudas, que los átomos existen.

En 1827 Robert Brown estudió el movimiento de los granos de polen en un líquido usando un microscopio. Descubrió que se movían al azar y sin nada aparentemente que les hiciese moverse. Antes ya había habido observaciones de este movimiento (entre ellas las realizadas por Jan Ingenhousz en 1785), pero nadie lo había estudiado de forma tan amplia, probando que los granos no se movían porque estuviesen vivos, y que partículas de vidrio o de granito exhibían el mismo comportamiento. Hoy, la idea de que las partículas intercambien el sitio con las moléculas en un líquido y, como consecuencia, se mueven al azar no parece tan extraña. Ello se debe a que estamos familiarizados con las ideas de molécula y átomo, pero en la época de Brown los científicos desconocían su existencia. En los años en los que Einstein comenzó a estudiar ciencia, la física y la química, en ese momento campos con relativamente poco en común, habían comenzado a incorporar la idea de átomo en sus teorías, pero había una gran división entre los científicos sobre si realmente existían. Quizás, pensaban algunos, los átomos y las moléculas eran simplemente una forma matemáticamente conveniente de describir ciertos fenómenos, pero no eran una representación verdadera de la realidad.

Einstein tenía muy claro que los átomos existían. Tanto es así que muchos de sus primeros trabajos de investigación asumían que la materia podía dividirse en partículas discretas. Hizo su tesis doctoral “Una nueva determinación de las dimensiones moleculares” sobre cómo determinar el tamaño de las moléculas midiendo su movimiento browniano en un líquido. Una versión de esta tesis se publicó en Annalen der Physik en abril de 1905, y es uno de los primeros artículos en mostrar de forma definitiva que las moléculas no son artificios matemáticos, sino entes reales.

Movimiento browniano y teoría estadística

Once días más tarde, Einstein publicó un artículo sobre el movimiento browniano mismo. El artículo se titulaba “Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en líquidos en reposo requerido por la teoría cinético-molecular del calor”, por lo que no indicaba que se tratase del movimiento browniano. Simplemente decía en su párrafo de apertura que iba a describir el movimiento de las moléculas suspendidas en un líquido, y que quizás este fenómeno era idéntico a un fenómeno del que había oído hablar, el movimiento browniano. Desde ese punto de partida, continuó demostrando que podía usar las teorías del calor en vigor para describir cómo la energía térmica, incluso a temperatura ambiente, provocaría que las moléculas del líquido estuviesen en continuo movimiento. Este movimiento haría a su vez que cualquier partícula suspendida en el líquido resultase empujada. Einstein acababa de ofrecer la primera explicación del movimiento browniano (Marian Smoluchowski llegaría a un resultado similar en 1906 de forma independiente).

A continuación Einstein daba una descripción matemática de cómo se moverían las partículas en el seno del líquido. Usó el análisis estadístico para calcular el camino promedio de dichas partículas. Si bien el movimiento de la partícula sería al azar, desplazándose brevemente a la izquierda para hacerlo después hacia la derecha, Einstein demostró que se podía determinar una dirección básica para el movimiento. Es análogo al movimiento de un borracho, que va para allá y después para acá, tropieza con el banco, cruza la calle tres veces, se abraza a la farola, pero en términos generales se dirige hacia su casa. Una observación del borracho permite determinar la zona hacia la que se dirige y hacer predicciones sobre el tiempo que tardará en llegar, incluso sin saber exactamente con cuantos objetos tropezará durante el trayecto. Se puede obviar el azar a corto plazo para hacer predicciones acerca de lo que sucederá a largo.

El artículo de Einstein ofrecía una explicación del movimiento browniano, pero fueron otros científicos los que llevaron a cabo los experimentos que demostraron que las moléculas existían realmente, y que era la transmisión de calor la que causaba su movimiento en un líquido. En 1908, Jean Baptiste Perrin estudió la forma en la que las partículas sedimentan en el agua por la influencia de la gravedad. La sedimentación encuentra la oposición de los choques de las moléculas desde abajo, por lo que el movimiento browniano se opone a la atracción gravitatoria. Perrin usó este descubrimiento para calcular el tamaño de las moléculas de agua basándose en las ecuaciones de Einstein. Por este trabajo recibió el premio Nobel de física en 1926.

Toda esta investigación sobre el movimiento browniano resolvió el problema que enfrentaba a físicos y químicos sobre si la materia era fundamentalmente continua o estaba constituida por partículas. Con su tesis doctoral, su trabajo sobre el movimiento browniano, y su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, Einstein fue crucial para la aceptación de la existencia de átomos y moléculas. Y, sin embargo, Einstein no volvería a trabajar con nada relacionado directamente con moléculas en el resto de su carrera científica.

Referencia:

Einstein, A. Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. AdP 17, 549 (1905) Annalen der Physik, 14 (S1), 182-193 DOI: 10.1002/andp.200590005

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 20 de junio de 2010.

El artículo Einstein y el movimiento browniano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Naiara Barrado eta Itziar Garate

Zeltek beldur ikaragarria zuten zerua haien gainean eroriko ote zen; hori diote gutxienez autore klasiko batzuek. Izu hori Asterix eta Obelix-en komikietan ere ikusi ahal izan da, Abraracurcix-ek berak aipatzen du, zenbait liburuetan, beldur diola bai meteorito bai ekaitz izugarri moduan etor litekeen edozein mehatxuri.

Ez da bat ere harrigarria beldur izatea, zeruan gertatzen diren fenomenoak kontrolaezinak baitira eta, batzuetan, haien dimentsioak guztiz suntsitzaileak baitira; ekaitzak, tornadoak eta asteroideak kasu.

1. irudia: asteroide gehienak Marte eta Jupiterren orbiten artean higitzen dira, Gerriko Nagusian. Baina badaude gure Eguzki Sisteman edozein lekutan mugitzen direnak ere. (Argazkia: A Owen – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Eguzki-sisteman, eguzkiaz eta planetez gain asteroideak eta kometak dauzkagu. Azken biak, oro har, asteroide-gerrikoan eta Kuiperren gerrikoan daude, hurrenez hurren, eta eguzki-sistemako gorputz txikien taldekatzeak dira. Asteroide-gerrikoa Marte eta Jupiter artean 3 bat unitate astronomikora (UA, non 1 UA = 149,6 milioi km) dagoen disko zirkunestelarra da. Bertan 900.000 asteroide antzeman ditugu eta ezagunenen artean Zeres, Palas, Vesta, Higia eta Juno daude. Baina nahiz eta kopuru hori handia izan, asteroide-gerrikoaren material guztia ilargiarenaren %4 da, gutxi gorabehera; beraz, asteroide-dentsitatea ez da oso altua. Pentsatzen da balitekeela bertan planeta bat eratzen hasi izana eguzki-sistema sortzen ari zenean, baina Jupiter lehenago sortu zen (izatez, sortzen lehenetarikoa izan zen) eta haren perturbazio grabitatorioak ez zuen planeta-eraketa hori ahalbidetu.

Kuiperren gerrikoa, ordea, askoz ere urrunago dago, Neptunotik haratago; Eguzkitik 30 UAra hasi eta 50 UAra amaitzen da, gutxi gorabehera. Disko hau ere eguzki-sistemako gorputz txikiez osatuta dago, baina gorputz horiek konposatu lurrunkor (metanoa, amoniakoa, ura…) izoztuez osatuta daude; hau da, kometak dira. Asteroide-gerrikoa bezala, ekliptikaren planoan dago diskoa, baina zaila da bertako objektuak sailkatzea, oso behaketa gutxi existitzen baitira. Disko honen parte dira, esaterako, Pluton eta bere ilargi Caronte, edo Haumea eta Makemake planeta nanoak. Objektu horiei guztiei, eta are urrunago dauden objektu guztiei, TNO deritze, ingeleseko Trans Neptunian Objects-etik eratorritako izendapena.

Bisitatutako asteroideak

Objektu horietatik batzuk hurbiletik aztertu ahal izan ditugu misio espazial askori esker. 2001eko otsailean, NEAR Shoemaker misioak Eros bisitatu zuen. S motako asteroide honek 17 km-ko diametroa dauka, eta zunda espazial batek orbitatutako eta lur hartutako lehenengo asteroidea izan zen. Hurrengoak, Itokawa izenez, S motakoa baita ere, 300 m-ko diametroa du eta Hayabusa misioak bisitatu zuen 2005eko azaroan. Misio hau, sample return mision (laginak lurrera bueltatzeko misioa) zen, eta horrela egin zuen. Izatez, lehena izan zen hori egiten.

Geroago, Toutatis bisitatu zen. Behaketa hori fly-by1 (gain-hegaldi) baten ondorio izan zen: Chang’e 2 espazio-ontzia ilargira zihoala bertatik pasatu zen eta Toutatis-en argazkiak atera zituen 2012 urtean. Bitartean, Dawn misioak asteroide gerrikoko bi gorputz bisitatu zituen: Vesta eta Zeres; lehenengoa, 263 km-ko diametrodun asteroidea, eta, bigarrena, 473 km-ko planeta nanoa. 2011ko abuztutik 2012ko maiatzera arte Vesta orbitatzen ibili zen, eta jasotako datuekin mapa topografiko oso zehatza eraiki ahal izan zen. 2015ean Zeres-era heldu zen eta 2018ko urrira arte egon zen bertan datuak hartzen eta behaketak egiten.

Bukatzeko, Ryugu eta Bennu, C motako asteroideak ere bisitatu ditugu. Ryugura Hayabusa 2 misioa heldu zen 2018ko ekainean eta, laginak hartzeaz gain, bi rover ere eraman zituen haren gainazaletik ibiltzeko. Bennura, ordea, OSIRIS-Rex misioa joan zen eta 2020ko urrian heldu zen. Uste da 60g lagin hartu zituela, baina 2023an dago aurreikusia horiek lurrera heltzea eta orduan jakingo dugu zein den dakarren kantitate zehatza eta zerez osatuta dagoen.

2. irudia: Eros, Toutatis, Ryugu, Bennu eta Itokawa tamaina eskalan hurrenez hurren. (Argazkiak: NASA / GSFC / JHUAPL / CNSA / JAXA / University of Arizona eta The Planetary Society)

Baina ez ditugu asteroideak bakarrik bisitatu, kometa bat orbitatzeko gai ere izan gara gizakiok, 67P/Churyumov-Gerasimenko kometa. Mugarri hau lortu zuen misioa Rosseta izan zen 2014 urtean. Rossetak kometa orbitatu zuen, eta, horrez gain, kometan lur hartu ere egin zuen zeraman Philae zundak. Misioaren amaieran, Philaeren lurrartzetik urtebetera, espazio ontzi nagusiak ere, Rossetak, lur hartu zuen kometan.

Talkak Lurrean

Hala ere, gu ez gara bakarrak izan bisitak egiten, asteroideek ere gu bisitatu gaituzte eta haien talkak izan ditugu Lurrean, besteak beste Chelábinsk-eko bolidoa, Tunguska-ko talka edo dinosauroen desagerpena ekarri zuen asteroidea. 2013ko otsailaren 15ean, Errusian, zehazki Cheliábinsk hirian, 15m-ko diametrodun meteoroide batek 500 kilotoneko energia askatu zuen eztanda izugarria eginez. Hori bezalako objektuak urtean zenbait alditan erortzen dira, baina 30-50 km-ko altueran erretzen dira. Cheliábinsk-ekoak, ordea, beherago askatu zuen energia gehiena, eta, beraz, uhin hedakorrek kalte ugari eragin zituzten hirian. Zorionez kalte gehienak materialak izan ziren, zenbait zauritu egon baziren ere. Talka honen ondorioz 5.000 kg meteorito jaso ahal izan ziren, zatirik handiena 650kg-koa izanik.

Hura baino 105 urte lehenago, 1908ko ekainaren 30ean, inoiz erregistratu den talka gertaerarik handiena gertatu zen Tunguskan. Horrek ez du esan nahi historian gertatutako handiena izan denik, handiagoak egon direla baitakigu, baina bai erregistratutako handiena dela. Haren tamaina 50-190m-koa izan zen eta askatutako energia 10-15 megatonekoa. 80 milioi zuhaitz bota zituen, eta horrela 2.150 km2-ko azalera suntsitu. Zoritxarrez, urria da gertaera horri buruz daukagun informazioa, oso urruneko eremu batean gertatu baitzen eta duela 100 urteko teknologiak egungoak baino muga gehiago zituelako.

Talkekin bukatzeko, Chicxulub-en duela 65 milioi urte gertatutako eta dinosauro eta beste espezie askoren desagerpena ekarritako talka dugu. 10 – 18 km inguruko bolido batek 180 km-ko diametroko kraterra utzi zuen Mexikoko Yucatan-eko golkoan eta 100 teratoneko energia askatu zuela estimatzen da. Talkak ondorio katastrofiko eta suntsitzaileak izan zituen. Alde batetik, megatsunamiak gertatu ziren, talka golkoaren uretan gertatu baitzen. Baina sakonerako handiko urak ez zirenez, sakon harrotu zen itsas azpiko materiala, atmosferan gora eginez lehenengo eta, ondoren erortzean, lurrazalaren kontra talka berriak eraginez. Gertaera horiek suteak, lurrikarak, talka uhinak eta abar ekarri zituzten. Azkenik, atmosfera hautsez eta errautsez bete eta 30 urteko iluntasuna ezarri zen Lurrean. Horrek berotegi efektu dramatikoa eta fotosintesiaren etenaldia izan zituen ondorio gisa. Hortaz, lurreko animalia-espezieen %75 desagertu zen.

Defentsa planetarioa

Zorionez, guk badaukagu garai hartan ez zegoen zerbait: defentsa planetarioa! Horretan dihardute espazio-agentzia batzuk; planetara hurbiltzen diren objektu denak ikuskatzen eta sailkatzen, haien arriskuak balioesteko eta lurra defendatzeko planak garatuz. Plan eta proiektu horien artean AIDA programa daukagu, zeinetan NASA eta ESA elkarlanean ari diren. Programa honen barruan DART (NASA) eta HERA (ESA) misioak daude, helburu nagusitzat asteroide baten orbita desbideratzea dutenak. Baina ez Lurrarentzat arriskua izan daitekeelako, probarako saio moduan baizik.

NASAren DART misioa iazko azaroaren 24an aireratu zen. Haren helburua da 2022ko irailean edo urrian Dydimos asteroideak eta bere ilargi Dimorphos-ek osatzen duten sistemara heltzea, eta azken honen aurka talka egitea. Talka horren ondorioz, Dimorphosen ibilbidea apur bat desbideratuko dela espero dute. Desbideraketa egiaztatze aldera, HERA misioa joango da berriro haraino urte batzuk geroago, 2024 urtean, eta gertatutakoaren datuak hartuko ditu, talkak ilargiaren gainazalean utzitako ondorioak eta ilargiaren ibilbide “berria” aztertzeko. Azkenik, Dimorphos-en lur hartuko du. Beraz, AIDA programak asteroide mehatxagarri baten bidea aldatu ahalko ote genukeen eta horren ondorioak zeintzuk izango liratekeen erakutsiko digu.

3. irudia: Asteroide baten talka saihesteko programak jarri dira martxan. Horietako bat da DART edo Double Asteroid Redirection Test ingelesez. DART asteroide bitar baten birbideratzeko proba oinarrian du eta NASAren misio espazial bat da. Misio honek Lurretik gertu dauden objektuen aurkako defentsa planetarioko metodo berri bat probatzea du helburu. (Argazkia: ESA)

2016. urtetik lurrera hurbiltzen diren eta potentzialki arriskutsuak diren objektu denak behatu, jarraitu eta sailkatzen dira, kontrolpean edukitzeko eta, benetako arrisku bat egotekotan, gertakariei aurrea hartzeko. Hortaz, badauzkagu gure planeta asteroide baten talka-mehatxutik defendatzeko baliabide batzuk, eta garapenean dauden beste batzuk. Oraingoz lasai egon gaitezke, ez baitago asteroide mehatxagarririk agerian, askotan egunkariek aurkakoa diotela badirudi ere.

Egileez:

Naiara Barrado Izagirre (@naierromo) eta Itziar Garate Lopez (@galoitz) UPV/EHUko Fisika Aplikatua I Saileko irakasleak dira eta Zientzia Planetarioen Taldeko kideak.

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Una colaboración internacional ha creado un catálogo de materiales que podría ser muy útil para el desarrollo de las tecnologías cuánticas. Se trata del primer catálogo del mundo de materiales de banda plana, que podría reducir la influencia del azar en la búsqueda de nuevos materiales con propiedades cuánticas exóticas, tales como el magnetismo y la superconductividad. Estos materiales tendrían aplicaciones en dispositivos de memoria o en el transporte de energía sin disipación a través de largas distancias. Este trabajo, que se enmarca dentro de la iniciativa IKUR 2030 del Gobierno Vasco, ha sido publicado en Nature.

Representación artística de las dispersiones de banda en un material. En negro, las diferentes bandas, siendo el eje vertical la energía cinética. En el centro tenemos dos bandas planas que se originan a partir de la estructura del material.

Encontrar los ingredientes adecuados para crear materiales con propiedades cuánticas exóticas ha sido una quimera para los científicos experimentales, debido a las numerosas combinaciones posibles de elementos a sintetizar. A partir de ahora, la creación de este tipo de materiales podría ser menos aleatoria gracias a una colaboración internacional liderada por Andrei Bernevig, profesor visitante Ikerbasque en el Donostia International Physics Center (DIPC) y profesor de la Universidad de Princeton, y Nicolas Regnault, de la Universidad de Princeton y la Ecole Normale Supérieure Paris, CNRS, con la participación de Luis Elcoro de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

El equipo realizó una búsqueda sistemática de posibles candidatos en una enorme base de datos de 55.000 materiales. El proceso de eliminación se inició con la identificación de los llamados materiales de banda plana, es decir, estados electrónicos con energía cinética constante, donde el comportamiento de los electrones se rige principalmente por las interacciones con otros electrones. Sin embargo, los investigadores se dieron cuenta de que tener banda plana no es el único requisito, ya que cuando los electrones están demasiado unidos al átomo, éstos no pueden moverse y crear estados interesantes de la materia, aun estando en una banda plana. “La idea es que los electrones se vean entre sí, lo que se puede lograr asegurándonos de que estén extendidos en el espacio. Eso es exactamente lo que aportan las bandas topológicas”, según Nicolas Regnault.

La topología, como lo sugieren los tres premios Nobel de 1985, 1997 y 2016, juega un papel crucial en la física de la materia condensada moderna, ya que implica que algunas funciones de onda cuánticas estén extendidas, haciéndolas insensibles a perturbaciones locales, como por ejemplo impurezas. Esto a su vez hace que algunas propiedades físicas, tales como la resistencia, estén cuantificadas o generen estados superficiales perfectamente conductores. Afortunadamente, el equipo ha estado a la vanguardia de la caracterización de las propiedades topológicas de las bandas a través de su enfoque conocido como «química cuántica topológica«, proporcionándoles tanto una gran base de datos de materiales, como las herramientas teóricas para buscar bandas planas topológicas.

Mediante el empleo de herramientas que van desde métodos analíticos hasta búsquedas por fuerza bruta, el equipo encontró todos los materiales de banda plana que se conocen actualmente en la naturaleza. Este catálogo de materiales de banda plana está disponible en https://www.topologicalquantumchemistry.fr/flatbands e incluye su propio buscador.

“La comunidad científica puede ahora buscar bandas topológicas planas en los materiales. Hemos encontrado alrededor de 700 materiales (de los 55.000 materiales estudiados) que muestran bandas planas con un interés potencial”, dice Yuanfeng Xu, de la Universidad de Princeton y el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras, uno de los dos autores principales del estudio. «Nos hemos asegurado de que los materiales que identificamos son candidatos prometedores para la síntesis química», enfatiza Leslie Schoop del departamento de química de Princeton. El equipo ha ido más allá en la clasificación de las propiedades topológicas de estas bandas, mostrando además qué tipo de electrones deslocalizados albergan.

Ahora que este gran catálogo está completo, el equipo comenzará a trabajar con los materiales más prometedores para descubrir experimentalmente el potencial de nuevos estados de interacción. “Ahora que sabemos dónde buscar, necesitamos fabricar estos materiales”, dice Claudia Felser del Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos. “Tenemos un equipo experimental excepcional trabajando con nosotros. Están ansiosos por medir las propiedades físicas de estos materiales candidatos potenciales y ver qué excitantes fenómenos cuánticos surgen”.

El catálogo de bandas planas representa el fruto de años de investigación del equipo. “Muchas personas, muchas instituciones y universidades a las que presentamos el proyecto nos dijeron que esto era demasiado difícil y que nunca se podría hacer. Nos tomó varios años, pero lo logramos”, dice Andrei Bernevig.

Referencia:

Nicolas Regnault, Yuanfeng Xu, Ming-Rui Li, Da-Shuai Ma, Milena Jovanovic, Ali Yazdani, Stuart S. P. Parkin, Claudia Felser, Leslie M. Schoop, N. Phuan Ong, Robert J. Cava, Luis Elcoro, Zhi-Da Song & B. Andrei Bernevig (2022) Catalogue of flat-band stoichiometric materials Nature doi: 10.1038/s41586-022-04519-1

Más información:

A powerful search engine for flatband stoichiometric materials
Química Cuántica Topológica Magnética
Un catálogo de estructuras magnéticas topológicas
La teoría de bandas de los sólidos se hace topológica

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por DIPC

El artículo Primer catálogo de materiales de banda plana se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Uxune Martinez

Gure nagusiek ahotan izaten dute sarritan beraien garaian gauzak bestelakoak zirela. Hobeak ziren edo ez, hori beste kontu bat da. Baina, zientziak arrazoia eman die gai baten: egungo urtaroak ez dira lehengoak bezala. Izan ere, gaurko neguak laburragoak dira eta udaberriak goizago etortzen zaizkigu.

Urtaro-erritmoekin zerikusia duten fenomeno biologikoen azterketak erakutsi du udaberria hilabete bat aurreratu dela azken urteotan. Fenologia da fenomeno biologikoak aztertzen dituen zientzia. Fenomeno horiek urtaro-erritmoetara egokituta agertzen dira aldizka, eta klimarekin zerikusia dute.

Fenologiak, besteak beste, urteko landareen eta intsektuen ziklo biologikoak, zuhaitzen eta zuhaixken garapenean ikusitako aldaketak eta hegaztien migrazioak  aztertzen ditu. Informazio hori garrantzitsua da klimaren azterketetarako eta nekazaritzarako ere, urtaro-erritmoen aldaketak eragina baitu laboreetan.

1. irudia: Fenomeno naturalak gertatzen diren datak nola aldatzen diren aztertzen du fenologiak. (Argazkia: Miroslav Kaclík – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

AEMET agentziak udaberriko eta udazkeneko fenomenoen jarraipena egiten du eta urtero bi txosten fenologiko plazaratzen ditu bildutako datuekin. Prezipitazioak eta landarediaren eta hegaztien fenologiaren datuak jasotzen dira dokumentuetan. 2021eko azken txostenari erreparatuz gero bertan adierazten da abenduaren amaieran, Kantauriko isurialdean tenperaturak nabarmen igo zirela, izotza eta antzigarraren gabezia eman zela, eta, horren ondorioz, hurritzak, haltzak eta belar-espezie ugari goiz loratu zirela.

Negua, antza, ez zen izan negu mina. Neguan tenperaturak igotzeak desorekak eragin zituen animalien eta landareen bizitzan, eta horrela aldatu egin zen urtaro honen ohiko erritmoa, eta hurrengoarena ere, udaberriarena. Azken hau, zegokiona baina hilabete arinago iritsi zela kalkulatzen baita.

Kaskabeltz handiak adierazle

2000ko hamarkadaren hasieran, eskala handiko aldaketa fenologikoen inguruko azterketen emaitzak plazaratu zituzten zientzialariek .Urteetan bildutako datuen arabera, 203 landare- eta animalia-espezieren bizi-zikloak 2,8 egun aurreratu dira hamarkada bakoitzeko.

Horren adibidea da, esate baterako, Wytham basoan bizi kaskabeltz handiak (Parus major) erakutsi duena 75 urteko jarraipena egin ondoren. Beharbada, Lurrean gehien ikertutako naturagunea da Wytham Woods. Tamesis ibaiaren garai arroaren bihotzean dago eta baso hostoerorkorrez eta larrez jositako paraje ederra da. Basoak Oxfordeko Unibertsitatearenak izan dira 1943tik, eta, ondorioz, bertako flora eta fauna asko aztertu dira. Esaterako, 1947az geroztik kaskabeltz handien bizi-ziklo eta bizimodua aztertu izan da.

Penintsulan ere ohikoa da kaskabeltz handia, eta banaka markatutako animalia-populazioaren gainean inoiz egindako jarraipenik luzeena egin dute Oxfordeko Unibertsitateko ikertzaileek. Ikertzaileek basoan kokapen finkoa duten 1.209 habi-kutxetan izandako errunaldia eta txitatzeen datuak bildu dituzte.

75 urtez hartu dituzte datuak eta hauen analisiak agerian utzi du kaskabeltz handiak aurreratu egin duela arrautzen errunaldia, batez ere, tenperaturen igoerari erantzuteko. Behaketek erakutsi dutenez, 2022an, urteko lehen arrautza martxoaren 28an jarri zuten, duela 75 urte baino ea hilabete lehenago. Ikertzaileen esanetan, azterketaren hasierarekin alderatuta, ikus daiteke apur-apurka gertatu direla familia-sistema biologikoetan ikusten diren ziklo aurreratuak eta hauek, klima-aldaketaren ondorioz gertatu dira.

Udaberri goiztiarraren eragileak

Ikertzaileek, orain arte, tenperaturen igoerari egotzi dizkiote landare eta animalien bizi-ziklo aurreratuei. Izan ere, uste zen berotze globalak eragindako tenperatura altuko negu leunak zirela ipar hemisferioan udaberria aurreratzearen arrazoi nagusia. Baina martxoan plazaratutako ikerketa baten emaitzek erakutsi dute sikateak ere udaberri goiztiarren eragilea direla. Ikertzaileek esanetan, euri faltak aurreratu du udaberria.

2. irudia: Euriaren maiztasuna murrizteak ipar hemisferioko ekosistemetan hostoen hasiera goiztiarrari laguntzen dio. (Argazkia: Annette Meyer – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Lan berri honen arabera, azken hogeita hamar urteetan murriztu egin da euriteen maiztasuna ipar hemisferioan eta landareen egutegi naturalari eragin dio. Euri gutxiago egiterakoan zeruan hodei gutxiago dugu, eguneko eta gaueko tenperaturen artean kontraste gehiago ematen da, eguzki-erradiazio handiagoa dago eta faktore horien ondorioz, besteak beste, landareak nahastu egiten dira eta udaberria iritsi dela uste dute (garaia baino lehen). Ikerketak lehen aldiz lotzen ditu euri falta eta naturaren esnatze goiztiarra eta aurreikusten du, mende honetarako espero diren euri-maiztasunaren murrizketaren ondorioz, udaberri biologikoaren aurrerapen gehigarri bat: hamarkada bakoitzeko 1,2 eta 2,2 egun artekoa.

Klima-aldaketak, beraz, gurpil zoro baten sartu ditu ipar hemisferioan urtaroen erritmoa iparrorratz gisa dituzten bizi-zikloak eta urtero errepikatzen diren fenomeno naturalen datak aldatzea eragin du. Izan ere, bertako zaharrenek dioten bezala, gauzak ez dira lehen bezalakoak; ezta udaberria ere.

Iturriak:

• Las aves anidan antes por el cambio climático
• La primavera se ha adelantado un mes segun 75 años de estudios sobre carboneros

Erreferentzia bibliografikoak:

Wang, J., Liu, D., Ciais, P. et al. (2022). Decreasing rainfall frequency contributes to earlier leaf onset in northern ecosystems. Nature Climate Change, 12, 386–392. DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-022-01285-w

Bates, J. M., Fidino, M., Nowak-Boyd, L., Strausberger, B. M., Schmidt, K. A. & Whelan, C. J. (2022). Climate change affects bird nesting phenology: Comparing contemporary field and historical museum nesting records. Journal of Animal Ecology, 00, 1–10. DOI: https://doi.org/10.1111 Egileaz:

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

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Por primera vez se ha conseguido obtener ADN nuclear de varios individuos neandertales a partir de sedimentos de cuevas prehistóricas europeas. Se abre así la puerta al conocimiento de la historia de poblaciones homínidas antiguas, incluso en ausencia de registro fósil.

Los restos esqueléticos encontrados en yacimientos arqueológicos son fuente fundamental de ADN. La secuenciación de este ADN ha servido para revelar aspectos importantes de nuestro pasado evolutivo. Pero encontrar restos óseos es extremadamente raro, ya que el registro fósil es realmente escaso, lo que deja grandes lagunas en la comprensión de la historia evolutiva humana.

El ADN nuclear (ADNn) está en el núcleo de cada célula formando los cromosomas (23 pares, uno por pareja de cada progenitor), y el ADN mitocondrial (ADNmt) es una pequeña molécula circular localizada en las mitocondrias que son pequeños orgánulos repartidos por la célula responsables de producir la energía. Las mitocondrias poseen varias copias de ADNmt y en cada célula existe un gran número de mitocondrias, así que las células contienen múltiples copias de ADNmt. Esta abundancia hace que sean más altas las posibilidades de recuperar ADNmt a partir de restos arqueológicos antiguos o muy degradados que las de recuperar ADNn. Además, el hecho de que el ADNmt sea una molécula circular hace que sea menos susceptible a la degradación.

Por todo ello, y porque el ADNmt se hereda exclusivamente de la madre, este es una herramienta valiosísima en el estudio de genética de poblaciones. Todos los familiares relacionados por vía materna comparten la misma secuencia de ADNmt. Pero, por esta misma razón, tiene un valor limitado, ya que sólo representa el linaje materno.

Hasta ahora, únicamente se había conseguido recuperar ADNmt de homínidos a partir de sedimentos de cuevas del Pleistoceno. Aunque el ADNn contiene mucha más información, su recuperación de los sedimentos supone numerosos problemas. Se encuentra en mucha menor cantidad que el mitocondrial y muchos otros mamíferos cohabitaron con nuestros antepasados por lo que no todo el ADN presente en los sedimentos es de homínido.

Para facilitar la recuperación del ADNn se han seguido estrategias en las que se buscaba enriquecer el escaso ADNn de homínido. Para ello se han desarrollado sondas de hibridación, que son pequeños fragmentos de ADN que se “emparejan” con puntos concretos del genoma nuclear homínido. Así, el equipo de investigación internacional del que forma parte la UPV/EHU ha conseguido recuperar ADNn de sedimentos de dos yacimientos en el sur de Siberia (cuevas Denisova y Chagyrscaya) y de la Galería de las Estatuas en Atapuerca (Burgos).

ADN en cuevas. Los sedimentos de cuevas prehistóricas contienen ADN mitocondrial y nuclear de homínidos que se puede enriquecer, secuenciar y analizar para conocer la historia genética de quienes las ocuparon, incluso en ausencia de sus restos esqueléticos. Ilustración: Nuria González Santiago

 

En los dos primeros sitios ya se conocía el ADN de varios huesos, y los resultados filogenéticos del ADN del sedimento fueron consistentes con los resultados publicados anteriormente de los restos esqueléticos. En la Galería de las Estatuas el único hueso de un dedo de neandertal no había sido suficiente para secuenciar su ADN, pero el ADNn extraído de los sedimentos reveló que 2 poblaciones neandertales habían vivido en la cueva. Así pues, se ha logrado averiguar que la primera población neandertal que vivió hace 135.000 años fue reemplazada por otra población de perfil genético muy diferente (105.000 años aprox. de antigüedad). Los dos linajes estaban separados por unos 35.000 años de evolución.

Este trabajo abre la posibilidad de estudiar la historia de las poblaciones de homínidos a pesar de no existir, o ser extremadamente escaso, el registro fósil en muchos asentamientos arqueológicos.

Referencias consultadas:

Vernot B. et al., (2021). Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments. Science, 372. DOI: 10.1126/science.abf1667.

Cardoso S., Valverde L., Palencia L., López Quintana J. C., Guenaga Lizasu A., Martínez de Pancorbo M. (2011). Análisis de ADN Mitocondrial en los restos humanos de la cueva de Santimamiñe (Kortezubi, Bizkaia). KOBIE Serie Bizkaiko Arkeologi Indusketak, nº 1: 383-392 Bizkaiko Foru Aldundia, Bilbao – 2011 ISSN 0214-7971.

 

 

Autora: Nuria González Santiago (@lanuri_). Licenciada en Biología. Especialista en Ilustración Científica, UPV/EHU. Curso 20/21.

Articulo Original: ADN nuclear de varios individuos neandertales a partir de sedimentos Cuaderno de Cultura Científica, 16 de abril de 2021

“Ilustrando ciencia” es uno de los proyectos integrados dentro de la asignatura Comunicación Científica del Postgrado de Ilustración Científica de la Universidad del País Vasco. Tomando como referencia un artículo de divulgación, los ilustradores confeccionan una nueva versión centrada en la propia ilustración

El artículo ADN en cuevas, puerta a nuestra historia evolutiva se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Paleontologia

Iberiar penintsulako hainbat aztarnategitan legatz arrasoak jaso dituzte, horien azterketa zabala egiteko. Aztarnategi horietako sei Erdi Aroko aztarnategi arabarrak dira. Azterketa honen helburua arrantzaren eta merkataritzaren historian sakontzea zen, eta Fish and Fisheries aldizkarian argitaratutako artikuluan azaldu dutenez, uste zena baino mende bat lehenago gertatu zen arrantza handiaren berragerpena. Bestalde, ezusteko beste ondorio bat ere jaso dute ikerketan. Izan ere, ikusi ahal izan dute oraingo arrainen tamaina askoz txikiagoa dela. Batez bestean, 10-15 zentimetro arteko aldeak aurkitu dituzte lehengo eta oraingo espezie bereko arrainen artean. Alea aldizkarian irakur daiteke: Legatz hezurrek esateko dutena.

Matematika

Morfogenesia organismo batek etorkizunean izango duen eta enbrioian ematen den formaren sorrera- eta garapen-prozesuari deritzo. Prozesu honen ikerketarekin erlazionatuta, 1952 urtean Alan Turing matematikariak biologia matematikoaren arloa aztoratu zuen, The Chemical Basis of Morphogenesis artikuluaren argitalpenarekin.  Turingek artikulu horretan biologiarekin zein kimikarekin erlazionatuta dagoen morfogenesiaren mekanismoa ikertu zuen, landareetan zein animalien ilajeetan agertzen diren patroiak aztertu nahian. Zientzia Kaieran irakur daitekeen “Alan Turing, morfogenesiaren oinarriak matematikarekin azaltzen” artikuluan, Turingen matematikako tresnak eta ideiak zehaztasun eta sakontasun gehiagorekin ulertzera gonbidatzen gaituzte.

Biologia

Olalla Prado Novoa doktoretza-ondorengoa egiten ari da, eta giza eboluzioa da bere intereseko gaia, bereziki, emakumeen ikuspegitik. AEBn egin duen egonaldi batean egun osoko gastu metabolikoa ezagutzeko metodo ez inbaditzaile bat ezagutu du. Azaldu duenez, ura deuterio eta oxigeno-isotopoekin markatu, eta, boluntarioak ur hori edan ondoren, gernuan zein kantitatetan azaltzen diren neurtuta, jakin daiteke zein izan den pertsona horren gastu metabolikoa. Teknika hau erabiliz, bere helburua da ulertzea talde bateko kideen arteko harremanak, eta ingurunearekin zuten elkarrekintza, eboluzioaren zehar. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Espainiar estatuan, basurdeak arazo bilakatu dira zenbait tokitan beren ugaritasunagatik, eta ehizaren bidez egiten da populazio hauen kontrola. Alabaina, ehizak batzuetan guztiz legezkoak ez diren jokabideak hartzen ditu barne. Kordobako Unibertsitateko ikerketa-talde batek Espainiako hego-mendebaldeko ehiza-barruti ezberdinetan egin du azterketa. 75 basurderen ileak ikertu dituzte beren bizitzan zehar izan zuten dieta berreraikitzeko. Honela, ikusi ahal izan dute, basurdeen dietetan oinarrituta, ehiza-barruti horietako batzuetan basurdeak elikadura osagarria izaten dutela, eta beste batzuetan, berriz, gatibu hazitako basurdeak askatu izan dituztela ehiza garaian. Azalpenak Zientzia Kaieran: Azpijokoak basurdearen ehizan.

Mikrobiologia

Aitziber Agirrek Elhuyar aldizkarian azaldu duenez, herpesbirus latentea nola berraktibatzen den argitu dute. Julius Maximilians Unibertsitateko (Alemania) ikertzaile-talde batek lortu du emaitza. Birusaren mikroRNA bat da berraktibazioa eragiten duena. Honekin, orain arte ezezaguna zen mekanismo biriko berri bat aurkitu dute. MikroRNA horrek miR-aU14 du izena, eta birusaren erreplikazioan parte hartzen du berez, baina egoera latentetik ateratzen ere laguntzen duela ikusi dute. Oraindik ez dute birusaren berraktibazio-mekanismoa guztiz xehetu, baina ikertzen jarraituko dutela adierazi dute.

Genetika

Azken 15 urteetan Afrikako biodibertsitatea ikertu dituzten egitasmoen % 70 ez dituzte afrikar ikertzaileek gidatu. Batez ere, Estatu Batuetako, Txinako eta Europako ikertzaileak ibili dira lan horretan. Honek arazo bat ekarri du. Izan ere, ez dira geratzen Afrikan genomikako eta bioinformatikako analisiak egiteko eskarmentua eta baliabideak. Horregatik, 109 afrikar ikertzailek eta 22 afrikar erakundek martxan jarri dute “The African BioGenome project” egitasmoa. Egitasmo honen bidez, 105.000 afrikar espezie sekuentziatu nahi dituzte. Informazio horri esker, besteak beste, Afrikako biodibertsitatearen kontserbazioaren egoera jakingo da eta elikagai-sistema iraunkorrak garatuko dira. Datuak Zientzia Kaieran: Afrika, bere gene-beharrei heltzen.

Klima-aldaketa

Ekonomia justuagoa lortzeko, basoak zabaltzeko eskatu du FAOk. Seulen, Hego Korean, egiten ari diren basoei buruzko kongresuan egin du eskakizuna, “Munduko basoen egoera 2022an” izeneko azterlanean. Honen helburu nagusiak mende amaierarako planeta osasungarriago bat izatea eta tokiko ekonomia sendotzea dira. Hauek lortzeko, aholku orokor batzuk zerrendatu dituzte, besteak beste, oihanak sendatzea, hedatu eta zaintzea, munduan hazten ari den eskaerari erantzuteko basogintzaren sektorea sustatzea edo isuriak gutxitzea.

Osasuna

Ezaguna da kolesterola maila altuegietan izateak osasun arazoak ekar ditzakeela. Alabaina, kolesterolaren funtzioak ezezagunak dira gizartean, eta ez da beti argi izaten zer neurritatik gora den arriskutsua. Hau argitzeko asmoz, Jakes Goikoetxeak molekula honen ezaugarri orokorrak azaldu ditu Berrian: zer den, zer egiten duen gure gorputzean, zenbat mota dauden… Honetaz aparte, azaldu du osasun arazoei dagokiela, LDL edo kolesterol txarra aintzat hartu behar dela batez ere. Arrisku faktorerik ez badugu, LDL kolesterolak dezilitroko 130 miligramotik behera egon beharko luke, eta arriskurik bagenu, dezilitroko 100 miligramo baino gutxiago. Azalpenak Berrian: Kolesterola, ezagun arrotza.

Osasunaren Munduko Erakundeak adierazi duenez,  obesitateak epidemia-izaera hartu du Europan. Bere azken txostenean kontinente zaharreko datuak argitaratu ditu, eta azaldu duenez, helduen % 59, eta haur eta gazteen % 28 bizi da obesitateaz. Argitu du, gainera, munduan obesitate-tasa handiena duen kontinentea dela Europa. Gainera, azpimarratu du heriotzen % 13 eragiten dituela obesitateak, eta gaixotasun ez-kutsakor asko izateko aukera nabarmen handitzen duela. EAEn, bestalde, Save The Children elkarteak gisa honetako datuak argitaratu ditu, eta Europakoen antzekoak dira: 16 urtetik beherako haur eta gazteen % 24,7 bizi da obesitateaz.

Medikuntza

CardioPrint ikerketa-proiektuak bihotzekoren bat izan dutenen bihotzak birsortu nahi ditu hiru dimentsiotako inprimagailuak erabiliz. Zazpi bazkideetatik lau Euskal Herrikoak dira. Bihotzeko baten ondorioz, oxigenorik jasotzen ez duen bihotzeko zatiko zelulak hil egiten dira. Orban bat sortzen da eremu horretan eta bertako zelulak ez dira birsortzen. Horixe izango da, izatez, CardioPrint proiektuaren abiapuntua: laborategian giza bihotzeko ehunak sortu gero bihotzekoa izan dutenei jarri ahal izateko, eta honela, kaltetutako bihotzeko zatiak birsortu. Azalpenak Berrian: Bihotza ‘inprimatzeko’ saioa.

Minaren arloko genero arrakala zera da, medikuek sentitzen duzun mina serio ez hartzea, emakumea zarelako. Honen atzean, osasunarekin lotutako estereotipoak daude, emakumeen gaixotasunak gutxiestean sustraitutako estereotipoak, adibidez. Estatu Batuetako azterlan batek ikusi zuen larrialdi unitateetan emakumeek gizonek baino 16 minutu gehiago itxaron behar izatea botikak jasotzeko, abdomeneko mina zutela azaldu ondoren. Beste ikerketa batek, oraingoan Erresuma Batuan, emakumeek bihotzekoa izan ondoren diagnostiko okerra jasotzeko dituzten probabilitateak % 50 handiagoak dira gizonezkoekin alderatuta, mina gaizki interpretatzearen ondorioz.

Teknologia

Alea aldizkarian irakur daitekeenez, Arabako Parke Teknologikoan jarri dute instalazio fotovoltaiko flotagarri bat ur baltsa txiki baten gainean. Emica Solar enpresak egin du prototipoa, eta teknologia foltovoltaikoaren aldaera hau probatzeko egin dute instalazioa. Ur baltsa bertako lorategiak ureztatzeko baliatzen da berez, eta bertan, plataforma flotatzaile baten gainean daude ezarrita eguzki plakak. Enpresa sustatzaileak hedabideei helarazitako ohar batean azaldu duenez, diseinu honek lurrunketa naturalaren, mantenu kostuen eta ur flora eta faunaren gaineko afekzioaren gutxitze nabarmena dakar. Azalpenak Alea aldizkarian: Eguzki panelak, uraren gainean.

 

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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¿Qué papel tienen las normas sociales dentro de la evolución humana? ¿Garantizan una adaptación exitosa al medio natural y social o por el contrario pueden suponer un freno? ¿Cómo llevamos a cabo el proceso de adquisición y aprendizaje del lenguaje? Estas son algunas de las cuestiones a las que se trató de dar respuesta durante la decimosexta edición del Día de Darwin, que tuvo lugar el pasado 14 de febrero. Desde 2007, la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y el Círculo Escéptico conmemoran el nacimiento de Charles Darwin, científico y autor de la teoría de la evolución por selección natural, mediante conferencias centradas en distintos aspectos de la evolución humana dirigidas a amantes de la ciencia y del conocimiento. La Biblioteca Bidebarrieta de Bilbao fue de nuevo el escenario de esta cita con la evolución.

En esta nueva edición del Día de Darwin, las dos conferencias programadas se centrarán en la evolución desde dos perspectivas diferentes: por un lado, la de la adquisición del lenguaje y su desarrollo; y, por otro, sobre el papel de las normas sociales en la evolución humana.

Durante la primera conferencia, “La ontogénesis del lenguaje: el lenguaje antes del lenguaje”,  Núria Sebastián Gallés explica cómo funciona la adquisición del lenguaje, un proceso que desarrollamos desde el periodo prenatal hasta los dos años de vida y que nos hace pasar en un corto periodo de tiempo de ser unos aprendices a contar con un conocimiento especializado.

Núria Sebastián Gallés es catedrática de Psicología en la Universidad Pompeu Fabra y directora del grupo de investigación Speech Acquisition and Perception en la misma institución. Se doctoró en Psicología Experimental en la Universidad de Barcelona. Entre 2013 y 2016 fue miembro del Consejo Científico del European Research Council y entre 2014 y 2016 fue una de sus vicepresidentas. En 2016 fue elegida Fellow de la British Academy.

La segunda conferencia, “Normas sociales y evolución humana”, a cargo de Joseba Ríos Garaizar, aborda la evolución humana desde el punto de vista de las normas sociales, es decir, el conjunto de reglas o normas que deben seguir las personas para tener una mejor convivencia en sociedad. Sin embargo, en algunas ocasiones, estas decisiones o normas no han permitido una adaptación exitosa, así lo demuestran algunos restos arqueológicos encontrados. Durante la charla se reflexiona sobre el papel que las normas sociales han tenido dentro de la evolución humana a través de algunos ejemplos paradigmáticos de la arqueología paleolítica.

Joseba Ríos Garaizar es doctor en Historia por la Universidad de Cantabria, arqueólogo especialista en prehistoria y técnico arqueólogo en el Arkeologi Museoa de Bilbao. Sus proyectos más destacados son las investigaciones arqueológicas en los yacimientos de Arlanpe (Lemoa), Aranbaltza (Barrika) y Amalda III (Zestoa) y ha colaborado en numerosos artículos científicos destacando sus estudios sobre la tecnología y la cultura de los neandertales.

Nota: si bien la bienvenida y presentación iniciales son en euskera, ambas conferencias son en castellano. La primera conferencia comienza en el minuto 7:00 del vídeo, y la segunda en el 48:40.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por Bidebarrieta Kulturgunea

El artículo Día de Darwin 2022: el lenguaje antes del lenguaje y normas sociales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Covid-19a sortzen duen koronabirusak entzefaloan eragina du eta, beraz, kognizioan. Zuhurra izateko arrazoia. Cognitive and brain changes due to SARS-CoV-2 José R. Pinedarena.

Metabertsoan gauzengatik dirua ordaintzen duenik bada. Ondasunak ere erosten dituela esaten duenik bada. Kontua da zuzenbide inmobiliarioa ez dela aplikatzekoa, zuzenbide zibila, baizik. Can you truly own anything in the metaverse? João Marinottirena.

Grafeno nanozinta baten ertzetan aldaketa txikiak eginda, DIPCkoek propietate magnetiko berriak lortu dituzte. Generation of net spins on chiral GNRs

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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Un equipo de investigación de la UPV/EHU en colaboración con CIC energiGUNE ha demostrado que añadiendo una sal de cesio en el electrolito de las baterías de sodio-aire (Na-O2) aumenta notablemente la vida del dispositivo, lo que impactaría notablemente en la autonomía del vehículo eléctrico.

Foto: Matteo Paganelli / Unsplash

Las baterías de metal-aire son una tecnología prometedora para suceder a las actuales baterías de iones de litio convencionales. Entre las ventajas que cuentan las baterías de metal-aire la más significativa reside en contar con una mayor densidad de energía que las de iones de litio, por lo que este tipo de baterías ofrecería al automóvil una mayor autonomía, uno de los condicionantes fundamentales para la adopción de este tipo de vehículos.

“Las baterías de metal-aire se encuentran entre las más sostenibles ya que los materiales que se utilizan son más respetuosos con el medio ambiente. Estas baterías toman oxígeno del aire, realizan sus procesos electroquímicos para generar la electricidad y cuando hay que volver a cargar la batería vuelven a emitir el oxígeno; es decir, funcionan consumiendo oxígeno y liberando oxígeno. Por eso, se conocen también como las baterías que respiran”, comenta Idoia Ruiz de Larramendi, investigadora del departamento de Química Orgánica e Inorgánica de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

Sin embargo, “no todo son ventajas. Uno de los problemas asociados a estas baterías es que presentan una pobre ciclabilidad, es decir, hacen pocos ciclos de carga y descarga”, dice Ruiz de Larramendi. Por ello, “en este trabajo de investigación nos hemos centrado en el diseño racional de electrolitos para su implementación en baterías de sodio-aire. En la actualidad, la mayoría de las baterías del mercado son de iones de litio. Sin embargo, el litio es un metal de abundancia limitada restringida en solo unos pocos países, por lo que en los últimos años se ha despertado el interés en el desarrollo de baterías basadas en sodio como alternativa, ya que se trata de un elemento más abundante, barato y sostenible”, señala la investigadora de la UPV/EHU.

“El electrolito es el encargado de dar movilidad a los iones dentro de la batería. Nuestro objetivo ha sido conseguir que esa movilidad sea la óptima. Para ello, en este estudio hemos trabajado con dos aditivos: el tetrabutilamonio (TBA) y el cesio (Cs) y hemos evaluado el potencial que presentan para mover los aniones de oxígeno por la batería. Ambos cationes son iones de gran tamaño, más grandes que los cationes de sodio que tenemos en el electrolito. Aplicando los principios de la química y apoyándonos en estudios teóricos entendíamos que se iban a unir mejor a los aniones de oxígeno, y así ha sido en ambos casos”, dice Ruiz de Larramendi. “Sin embargo —continúa—, los cationes de cesio han demostrado tener mayor potencial y ser más eficaces que los cationes de TBA porque la carga del Cs es más accesible para el oxígeno. Al añadir una sal de cesio hemos conseguido mejorar la ciclabilidad y llegar hasta más de 90 ciclos de carga y descarga. A día de hoy puede parecer que es poco, pero supone un gran avance hacia la futura comercialización de estos dispositivos”.

Según el equipo, “gracias al correcto diseño del electrolito es posible optimizar la operación de las baterías de sodio-aire. Obviamente, es mejorable y tenemos que seguir trabajando en ello, pero este trabajo es un importante paso en el que se demuestra que con una estrategia tan sencilla como la de añadir una sal de cesio en el electrolito mejoramos notablemente su ciclabilidad, lo que nos permite soñar con una nueva generación de vehículos eléctricos de mayor autonomía.”

Referencia:

Idoia Ruiz de Larramendi, Iñigo Lozano, Marina Enterría, Rosalía Cid, María Echeverría, Sergio Rodríguez Peña, Javier Carrasco, Hegoi Manzano, Garikoitz Beobide, Imanol Landa-Medrano, Teófilo Rojo y Nagore Ortiz-Vitoriano (2021) Unveiling the Role of Tetrabutylammonium and Cesium Bulky Cations in Enhancing Na-O2 Battery Performance Advanced Energy Materials doi: 10.1002/aenm.202102834

Para saber más:

Ionogeles para baterías de sodio
Las baterías ion sodio, la alternativa estacionaria

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

El artículo Mejorando la vida de la batería de sodio-aire se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Olalla Prado Novoa doktoretza-ondorengoa egiten ari da, eta justu AEBn egiten ari den egonaldia amaitzen ari zaio. Esperientzia paregabea izan dela onartu du, eta nabari zaio benetan gozatu duela, alde pertsonaletik zein akademikotik: “Giza metabolismoaren gastua neurtzeko teknika jakin batzuk ezagutzera eta haietan trebatzera etorri nintzen, eta beste mundu batekin egin dut topo. Hemen beste era batera ulertzen dute ikerketa, eta bai harremanak bai baliabideek ez dute zerikusirik Espainiakoarekin. Beste maila batean daude”.

Ourensen jaioa da, eta Galizian egin zituen unibertsitate-ikasketak eta bitartekoak. Gero, giza eboluzioan sakontzeko, masterra egin zuen Burgosko Unibertsitatean, eta CENIEH giza eboluzioaren ikerketarako zentroan, berriz, egin du doktoretza. Eta orain, Aberdeengo Unibertsitatearen bitartez, VPISU Virginiako institutu politekniko eta unibertsitate estatalean izan da. Eta garbi ikusi du aldea sekulakoa dela.

Irudia: Olalla Prado Nóvoa, giza eboluzioan doktorea.

“Alde batetik, gogo handia nuen doktoretza atzean uzteko eta nire kasa ikertzeko. Baina, batez ere, alderdi akademikotik eta formazioarenetik, hartu dudan erabakirik onenetakoa izan da. Ikerketa nola ulertzen duten, zenbat baliabide inbertitzen dituzten, kideen arteko harremanak… ez du hangoarekin zerikusirik. Hemen ulertzen dute merezi duela ikerketan inbertitzea, eta diziplinartekotasuna egiazkoa da. Lorpenak ez dira indibidualak, taldearenak baizik; beraz denak prest daude besteari laguntzeko, denen onurarako izango baita haren lana aurrera ateratzea. Asko arduratzen dira gustura egon zaitezen, ikertzaile gazteak gehiago zaintzen dira, eta baikorragoak dira”.

Horrez gain, doktoretza egin ondoren, askoz ere errazagoa da enpresa pribatu batean lana lortzea; eta zientziei buruzko ikuspegi zabalagoa dute, ez dute hainbeste bereizten humanitateen eta zientzien artean.

Izan ere, egiaz, bereizketa ez da hain garbia kasu askotan, adibidez, Pradoren beraren kasuan: historia ikasi zuen, eta metabolismoa aztertzeko teknikak lantzen ari da.

Horrela azaldu du bi arloen artean dagoen lotura: “Txikitatik, garbi nuen arkeologo izan nahi nuela ―bai, Indiana Jonesek du errua― . Eta, orain, badaude beste bide batzuk arkeologo izateko, baina orduan historia-ikasketen bitartez egiten zen. Giza eboluzioa da nire intereseko gaia, bereziki, emakumeen ikuspegitik. Eta garbi nuen Atapuercara joan behar nuela. Hortaz, Burgosko Unibertsitatera joan nintzen, giza eboluzioari buruzko masterra egitera. Horrela hasi nintzen emakumeen gastu energetikoa ikertzen, egoera fisiologikoaren arabera, eboluzioan zehar”.

Eboluzioa, emakumeen ikuspuntutik

Jakina, hori ezin da zuzenean ikertu, baina gaur egungo emakumeen datuak ikertuta, eta aztarna arkeologikoetatik lortutako zenbait parametro aintzat hartuta, simulazioak egin daitezke. Hori izan da Pradoren lana, eta, orain, AEBn, egun osoko gastu metabolikoa ezagutzeko metodo ez inbaditzaile bat ezagutu du. “Ura deuterio eta oxigeno-isotopoekin markatu, eta, boluntarioak ur hori edan ondoren, gernuan zein kantitatetan azaltzen diren neurtuta, jakin daiteke zein izan den pertsona horren gastu metabolikoa”, esplikatu du.

Metodo hori, beraz, oso lagungarria zaio datu zehatzagoak lortzeko eta simulazio hobeak egiteko. Azken helburua da ulertzea talde bateko kideen arteko harremanak, eta ingurunearekin zuten elkarrekintza, eboluzioaren zehar. Batik bat, emakumeetan, gizonetan baino gutxiago ikertu baita. Bere tesian, esaterako, batetik, ikertu zuen haurdunen gastu metabolikoa gizaki modernoaren aurreko espezieetan, eta, bestetik, ea sexuen araberako lan-banaketa sexuen arteko diferentzia energetikoen ondorio zen.

Ondorio honetara iritsi ziren: “Ikusi genuen ezetz, gizonen eta emakumeen artean ez dagoela abantaila edo desabantaila energetikorik, lan jakin bat egiteko. Antza denez, espezializazioak inguruneko baliabideak hobeto ustiatzea dakar. Gero, baliabideak taldekideekin partekatuta, bizirauteko aukera areagotzen da. Horrek azaltzen du lan-banaketa; eraginkorragoa eta hobea da taldearentzat“.

Elkarlanak norbere kasa aritzeak baino emaitza hobeak ematen ditu, beraz, lehen eta orain. Aurrera begira, Espainian lan egitea gustatuko litzaioke, baina ez du erraza ikusten. Doktoretza-ondorengoarekin jarraitzeko atzerrian eskatu ditu pare bat beka, eta erantzunaren zain dago Olalla Prado. “Ea zortea dudan”. Hala bedi.

Fitxa biografikoa:

Olalla Prado Nóvoa Ourensen jaioa da (Galizia), 1990ean. Historian lizentziatu ondoren, Giza eboluzioari buruzko masterra egin zuen Burgosko Unibertsitatean. Jarraian, doktoretza egin zuen CENIEH giza eboluzioaren ikerketarako zentroan, eta, orain, Aberdeengo Unibertsitatearen bitartez, VPISU Virginiako institutu politekniko eta unibertsitate estatalean izan da, egonaldi bat egiten.

Egileaz:

Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.

Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Si alguna vez has oído hablar del arpa de boca, probablemente asocies su sonido a los dibujos animados, a los muelles, o quizás, con suerte, a las películas del oeste. Es ese instrumento que hace doing doing doing —o boing boing o wuaaaang wuaang, según el modelo que tengas— cada vez que algo rebota. Acompaña a menudo al coyote en su eterna persecución del correcaminos, a Bugs Bunny cuando salta en un trampolín o a Tom y Jerry, cada vez que que el pobre gato recibe algún golpe o pinchazo lo bastante flexible.

Jongen met mondharp / Joven con arpa de boca (1621) de Dirk van Baburen (1595 – 1624). Fuente: Centraal Museum Utrecht.

Donde probablemente no te esperabas oír un sonido así es en medio de un concierto clásico y, probablemente por eso, esta composición te sorprenderá:

Si has escuchado la obra desde el principio, al llegar al minuto 1 quizás has pensado que se trataba de una broma. Cuando hace su aparición, el timbre de este instrumento resulta tan contrastante que casi parece una parodia, como si un personaje de los Looney Tunes se hubiese colado en la sala de conciertos para asustar a señoras elegantes y epatar a “le bourgeois”. Pero no, no es una broma. Se trata de una de las pocas partituras que se conservan escritas por Johann Georg Albrechtsberger, un célebre compositor austriaco del siglo XVIII. Fue, quizás, uno de los teórico musicales más reconocido de su tiempo, y pasó a la historia como profesor de otros grandes compositores, entre ellos, Ludwig van Beethoven.

Entre 1769 y 1771, Albrechtsberger escribió al menos siete conciertos para arpa de boca y orquesta de cuerda. Y lo hizo sin ironía, sin despeinarse su tupida peluca, porque a fin de cuentas, el arpa de boca pertenecía a una larga tradición musical dentro de su país. El Maultrommel (que se podría traducir, literalmente, como tambor de boca) se llevaba usando desde hacía siglos y era particularmente popular en la música folclórica de Austria y otros países de habla alemana. Y para ubicarla, aquí va otro vídeo que probablemente os sorprenderá:

No es, ni de lejos, la única tradición musical que incluye este peculiar instrumento, ni tampoco la más antigua. La primera representación de alguien tocando lo que parece ser un arpa de boca es un dibujo chino del siglo III a. C. Pero se cree que una serie de huesos curvos del año 1800 a.C., descubiertos en Shaanxi, China, podrían haberse utilizado con fines musicales. Esto convertiría al arpa de boca en uno de los instrumentos musicales más antiguos conservados. Y también uno de los más universales: está presente, con más de 900 nombres diferentes, en culturas de todo el planeta, desde China a Europa, Siberia, Japón, el Sureste asiático (Taiwan, Vietnam, Filipinas, Indonesia…) y Polinesia. En español se conoce también como guimbarda, trompe o birimbao.

Siberia

Hecho de bambú.

Su sencillez podría explicar su antigüedad, y también su popularidad. Basta una lámina flexible, lo bastante alargada como para producir un tono más o menos reconocible. Esta lámina suele estar hecha de metal, hueso o madera. Pero también te puedes hacer un arpa de plástico, si tienes un poco de mañana y una tarjeta de crédito que no vayas a usar. Al flexionar la lámina y soltarla, esta intenta regresar a su posición inicial, y en el camino produce una vibración sonora. La frecuencia está definida por la forma de la lámina, y es siempre la misma (por eso, en la tradición austriaca, van alternando entre varias arpas para cambiar de nota). Pero aquí viene la magia: el arpista utiliza su boca para amplificar este sonido y para filtrarlo. Cambiando la posición de su mandíbula y sus mejillas1, puede resaltar los distintos armónicos y formar melodías reconocibles.

El resultado es una sonoridad ciertamente exótica, con un tono fundamental y una melodía difusa que va flotando sobre la base. Algo parecido a lo que sucede en el canto difónico. Resulta sorprendente, muy reconocible, y al mismo tiempo está basada en una técnica que a todos nos resulta familiar: las resonancias de nuestra propia boca, las mismas que utilizamos en nuestro día a día para hablar y para expresarnos. Por eso, quizás no debería sorprendernos que su uso sea tan popular, desde la antigua China, y hasta el salvaje Oeste.

Cuando el siglo XX, Ennio Morricone decidió buscar una nueva sonoridad para las narrativas del lejano Oeste que le encargaban recrear, empezó a combinar los timbres de la orquesta, con otros más humildes y populares. Sonidos como el de la ocarina y el arpa de boca, que probablemente resonaron en aquel paisaje remoto. Gracias a él, el arpa de boca volvió a encontrarse con la orquesta, y quedó grabada en nuestra memoria, desde entonces, asociada al spaghetti western.

Nota:

1Para ver a qué me refiero, puedes probar a darte pequeños golpes con los dedos en la mejilla. Si cambias la posición de la boca (como pronunciando una u, o una a) observarás cómo el sonido se vuelve más grave o más agudo.

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

El artículo Arpa de boca: De las clases de Beethoven al spaghetti western se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Jone Apraiz Iza, Idoia Marauri Bernedo

1952 urtean, The Chemical Basis of Morphogenesis artikuluaren argitalpenarekin, Alan Mathison Turing matematikariak biologia matematikoaren arloa aztoratu egin zuen ideia iraultzaileak berera ekarriz. Ordutik, ideia horiek zientziako arlo ezberdinak elikatu izan dituzte, adibidez, matematika, fisika eta adimen artifiziala.

Morfogenesia enbriologiaren arlo bat da. Morfogenesi hitzaren itzulpen literala “formaren jatorria” da. Berez, morfogenesia organismo batek etorkizunean izango duen eta enbrioian ematen den formaren sorrera- eta garapen-prozesuari deritzo.

1. irudia: Alan Turing (Paddington, Londres, 1912 – Wilmslow, Cheshire, 1954). (Iturria: Ekaia aldizkaria)

The Chemical Basis of Morphogenesis artikuluan morfogenesiaren inguruko edukiak ulertzeak Turingen ikerketek bere garaian eta aurrerantzean izan duten garrantziaz jabetzera lagun diezaguke. Bestetik, biologia matematikoaren ondorengo ikerketa-bideak nondik jarraitu izan duten hobeto ezagutzeko aukera ematen digu. Horregatik, laburpen honekin eta ikerlanarekin, irakurlea Turingen artikuluan agertzen diren matematikako tresnak eta ideiak zehaztasun eta sakontasun gehiagorekin ulertzera gonbidatzen dugu.

Matematika morfogenesia azaltzeko

Turingek, bere artikuluan, biologiarekin zein kimikarekin erlazionatuta dagoen morfogenesiaren mekanismoa ikertu zuen, landareetan zein animalien ilajeetan agertzen diren patroiak aztertu nahian. Horretarako, matematikako kontzeptu eta baliabide ezberdinak erabili zituen: ekuazio diferentzialak, deribatu partzialetako ekuazioak, erreakzio-difusio ekuazioak, Fourierren serieak eta funtzioen linealizazioa, besteak beste.

Artikuluan, ehunez osatutako masetan dauden morfogeneen (aztertu zituen substantzia kimiko arbitrarioei eman zien izena) jarrera ezagutzeko, egoera eta eremu sinpleenak aztertzen hasi zen Turing. Bi eredu matematiko hauek aurkeztu zituen: eraztun diskretuko eta eraztun jarraituko eremuak, artikuluko Reactions and Diusion in a Ring of Cells eta Continuous Ring of Tissue ataletan, hurrenez hurren.

2. irudia: “The Chemical Basis of Morphogenesis”, 1952. (Iturria: Ekaia aldizkaria).

Eraztun diskretuko eremuan, erreakzio-difusio ekuazioen ondorengo sistema planteatu zuen Xr = X(r, t) eta Yr = Y (r, t) morfogeneen kontzentrazioen aldaketa azaltzen saiatzeko:

∀ r ∈ (1,…, N), izan ere, eraztun diskretuan N zelula daudela suposatu zuen. Hau da, eraztuneko zelula bakoitzarentzako horrelako sistema bat betetzea eskatu zuen.

Deskribatzen ari garen (1) sisteman, ekuazio bakoitzeko eskuinaldeko bigarren batugaiek morfogeneek jarraitzen duten difusio-prozesua adierazten dute, μ eta ν parametroak zelularteko difusio-koezienteak izanik. Bestalde, f eta g funtzioek (erreakzio-zinetiko gisa ezagutzen direnak) Xr eta Yr morfogeneen substantzien kontzentrazio-aldakuntzak definitzen dituzte, erreakzio-prozesuaren adierazpide dira.

(1) sistemaren soluzioa bilatzeko, lehenik eta behin, Turingek sistema linealizatu zuen Taylorren garapenak erabiliz. Hau da, f eta g funtzio linealen bidez hurbildu zituen oreka-puntu baten inguruan. Ondoren, jatorrizko kontzentrazioen gorabeherak adierazten dituzten xr zein yr funtzioen Fourierren seriezko garapenak lortuta eta sisteman ordezkatuta, Kalkuluko deribatuen eta serieen emaitza teorikoetan oinarrituta, (1) sistema ebazteko gai izan zen.

Eraztun jarraituko eremurako, deribatu partzialetako ekuazioez baliatuta, erreakzio-difusio ekuazioetako sistema hau planteatu zuen Turingek:

non Xρ = X (ρ, θ , t) eta Yρ = Y (ρ, θ , t) funtzioek t uneko, θ ∈ [0, 2π] angeluko (OX ardatzarekiko neurtuta) eta ρ erradio finkoko eraztuneko puntuko substantzia kimikoen kontzentrazioak adierazten dituzten. Bestalde, ρ ∈ (ρ1, ρ2) dago (ρ1 eta ρ2 aztertzen ari garen eraztunaren bi erradioak dira) eta f(Xρ, Yρ) zein g(Xρ, Yρ) morfogeneen arteko erreakzioaren adierazpide dira. Bigarren ordenako terminoak difusioaren adierazle dira, µ’ eta ν’ zelulen arteko difusio-koezienteak izanik. (2) sistemaren soluzioa bilatzeko, eraztun diskreturako erabilitako baliabide matematikoen antzekoak aplikatu zituen Turingek.

Aurretik txertatu ditugun eredu matematikoak planteatuta, Turingek forma biologikoak substantzia kimikoen kontzentrazioetako aurrereduei jarraiki sortzen zirela iradoki zuen. Hau izan zen bere proposamena: morfogeneak era “egokian” erreakzionatuz eta hedatuz gero, morfogeneen kontzentrazioetan espazio-patroiak era zitezkeela baldin eta hasierako zelulen bilduraren banaketa uniformea bazen. Hau da, hasierako substantzia kimikoen sistema “nahiko” homogeneoa izango balitz, denbora pasa ahala, ausazko desorekek oreka-puntu homogeneoetan eragiten zituzten ezegonkortasunengatik, patroi bat baino gehiago garatuko liratekeela, Turingen patroi deritzenak.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 41
• Artikuluaren izena: Alan Turing-ek morfogenesiaren inguruan
  egindako ikerketaren analisi matematikoa.
• Laburpena: Artikulu honetan, Alan Turing matematikariak 1952an morfogenesiaren inguruan aurkeztu zuen The Chemical Basis of Morphogenesis lanaren zati bat aurkeztu eta matematikoki garatu da. Horretarako, beharrezkoak diren matematikako kontzeptuak eta baliabideak azalduko dira. Konkretuki, Alan Turingek artikuluko «Reactions and Diffusion in a Ring of Cells» (eraztun diskretuko eremua) eta «Continuous Ring of Tissue» (eraztun jarraituko eremua) ataletan gehiegi sakondu edo zehaztu gabe erabili zituen ekuazio diferentzialak, erreakzio-difusio ekuazioak, Fourierren serieak eta funtzioen linealizazioa azaltzen dira, eta bi eremu horietan planteatutako ekuazio-sistemen soluzioak bilatzeko erabili dituzte egileek. Artikulua UPV/EHUko Idoia Marauri ikasle ohiaren Gradu Amaierako Lanean oinarrituta dago.
• Egileak: Jone Apraiz Iza, Idoia Marauri Bernedo
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 275-310
• DOI: doi.org/10.1387/ekaia.22214

Egileez:

Jone Apraiz Iza eta Idoia Marauri Bernedo UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Matematika Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En la anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica titulada El arte de la sencilla baldosa de Truchet hablábamos de la expresión del número pi en base cuatro, en la que utilizamos las cuatro cifras básicas 1, 2, 3, 0, y dejamos para una entrada futura, que es la que hoy tenéis delante, explicar las diferentes bases de numeración y cómo obtener las expresiones de cada número en dichas bases.

Idea para una obra basada en los patrones de embaldosado con baldosas de Truchet y la expresión del número pi en base 4

 

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

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

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

La base de numeración binaria

Veamos esto más despacio para el caso de la base binaria, b = 2. En este caso solamente hay dos cifras básicas, 0 y 1, y expresar un número N en el sistema binario es escribirlo como suma de potencias de 2, donde cada dígito nos dice cuántas veces se toma esa potencia (como las cifras básicas son solo 0 y 1, entonces cada dígito nos dice si está o no dicha potencia). Así, si tenemos una expresión binaria como (101101)2, podemos saber cuál es su valor viendo qué potencias de 2 nos indica esa expresión que aparecen. Como el número binario tiene 6 dígitos, eso quiere decir que las potencias implicadas son 25 = 32, 24 = 16, 23 = 8, 22 = 4, 21 = 2 y 20 = 1 y los dígitos nos dicen si la correspondiente potencia está o no, como se muestra a continuación,

entonces, el número expresado con la representación binaria (101101)2 es 1 x 32 + 0 x 16 + 1 x 8 + 1 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1 = 32 + 8 + 4 + 1 = 45.

De hecho, este es el método general para pasar de un número binario a su expresión decimal, que es la que nosotros entendemos mejor. Esto es, se cuentan cuántos dígitos r hay implicados –por ejemplo, en la expresión binaria 1110100001011001 hay 16 dígitos- y se van considerando qué potencias de 2, desde 2r-1 hasta 20 = 1, aparecen en función de si hay un 1 o un cero en la correspondiente posición, empezando por la derecha (aunque también podríamos realizar esa lectura empezando por la izquierda y tomando las potencias desde 20 = 1 hasta 2r-1) –por ejemplo, en la expresión binaria anterior, 1110100001011001, aparecen las potencias 215 = 32.768, 214 = 16.384, 213 = 8.192, 211 = 2.048, 26 = 64, 24 = 16, 23 = 8 y 20 = 1, por lo tanto, el número representado en forma binaria por (1110100001011001)2 es el número representado en el sistema decimal como 59.481.

La ceramista estadounidense Laura C. Hewitt crea cerámicas con números binarios, con tipografías de máquinas de escribir, como este hermoso cuenco con una espiral binaria. La imagen pertenece a su tienda de Etsy

 

Recíprocamente, si queremos ver cuál es la representación binaria de un número N, por ejemplo, el número N = 197, tendremos que ver cómo expresarlo como suma de potencias de 2. Como las potencias de 2 que pueden verse implicadas son 27 = 128, 26 = 64, 25 = 32, 24 = 16, 23 = 8, 22 = 4, 21 = 2 y 20 = 1, ya que 28 = 256 ya es mayor que el número en cuestión, tenemos que ver cómo expresar el número 197 como suma de estas. Para empezar, en nuestra expresión aparecerá 27 = 128, además, 197 – 128 = 69; por lo tanto, también aparecerá 26 = 64; como 69 – 64 = 5, no aparecerán 25 = 32, 24 = 16, ni 23 = 8, pero sí 22 = 4; por último, 5 – 4 = 1, que es 20. En conclusión, 197 = 128 + 64 + 4 + 1 y la expresión binaria es (11000101)2.

Podemos dar un algoritmo general teniendo en cuenta el conocido como teorema de la división o lema de la división de Euclides, que nos dice que si tenemos un número natural a (dividendo), que queremos dividirlo por un número natural b (divisor), nos dará como resultado un cierto número natural c (cociente) y nos quedará de resto un número r, que toma valores entre 0 y b – 1, que ya no se puede dividir por b, de manera que podemos expresar la división como a = b x c + r. El lema de la división de Euclides es el que nos permite afirmar que todo número N puede expresarse, de forma única, como suma múltiplos de potencias de la base, es decir, como

La idea del algoritmo de cambio de base está en utilizar, hasta que ya no podemos hacerlo más, el teorema de la división. Dado un número N que queremos cambiar de la base decimal a la base b se aplica el lema, primero considerando N como dividendo y después, en cada paso, el dividendo será el cociente del paso anterior. Veámoslo con un ejemplo concreto, por ejemplo, el número anterior N = 197.

De forma que, si tomamos las raíces y las colocamos de izquierda a derecha, es decir, empezando por las unidades, obtenemos la expresión binaria del número, en este caso, de 197, así: 11000101, como ya habíamos visto antes.

Esto se debe a que, de nuevo en este ejemplo, aunque es algo general, aplicando el teorema de la división se obtiene

es decir, la expresión de N en las potencias de 2.

Escultura Código binario, del artista italiano Hector & Hector. Imagen de su página web en Saatchiart

 

Un truco de magia binario

Existe un sencillo truco de magia relacionado con los números binarios. Es muy sencillo y podéis hacérselo a vuestros familiares y amistades. Es un truco relativamente conocido, que incluso alguna empresa ha utilizado para su publicidad, como el siguiente ejemplo “Estas cartas son mágicas” de la empresa Coca Cola.

Parte delantera del tríptico de la publicidad de Coca Cola con el truco de magia relacionado con los números binarios. Las dos partes de la izquierda son la parte trasera de las seis tarjetas que se utilizan para el truco, que simplemente llevaban publicidad, mientras que la parte de la derecha era la presentación de la publicidad, con el nombre “These cards are magic / Estas cartas son mágicas”

 

Parte trasera del tríptico de la publicidad de Coca Cola con el truco de magia relacionado con los números binarios. La parte de la izquierda explica brevemente el truco de magia, mientras que las dos partes de la derecha son son la parte frontal de las seis tarjetas que se utilizan para el truco

 

Expliquemos en qué consiste el truco de magia de las tarjetas numéricas. Se le pide a una persona que piense en un número del 1 al 63. Aunque también se puede complicar esto un poco y hacer un poco de espectáculo, es decir, podemos inventarnos cualquier acción para que alguien del público acabe obteniendo un número del 1 al 63, pero que nosotros debemos desconocer.

Una vez que esa persona del público tiene en la cabeza el número, entre 1 y 63, determinado, que nadie más conoce, se le muestran las siguientes seis tarjetas y se le pide que nos diga en cuál de ellas está el número que ha elegido. Le vamos preguntando “¿está en esta tarjeta?” y nos irá contestando “sí” o “no”. Si contesta “sí” sumamos el número de la esquina de la tarjeta correspondiente y si contesta “no” no lo sumamos. Al para todas las tarjetas el resultado final de la suma será el número que esa persona tiene en la cabeza. Las tarjetas son las siguientes:

Por ejemplo, imaginemos que una persona nos contesta lo siguiente al mostrarle las tarjetas: sí, sí, no, sí, no y sí, entonces el número que ha pensado es 1 + 2 + 8 + 32 = 43.

¿Cuál es la base de este truco? Como podemos imaginar la base es el sistema binario de numeración, como vamos a explicar brevemente. Empezando por el final, cuando la persona del público nos va diciendo en cada tarjeta si el número está –dice “sí”- o no está –dice “no”-, realmente nos está dando la representación binaria del número que ha pensado. Por ejemplo, en el caso anterior (sí, sí, no, sí, no y sí), sería (1 0 1 0 1 1)2 –ya que las hemos mostrado desde las unidades- que no es otro que 25 + 23 + 2 + 1 = 43.

Esto es así porque a la hora de crear las tarjetas, en la primera tarjeta, la que tiene un 1 en la esquina, están todos los números que tienen un 1 en la primera posición de la derecha de su representación binaria, que son todos los impares. Podemos comprobarlo en la siguiente lista con las representaciones binarias de los números entre 1 y 63.

En la segunda tarjeta están los números que tienen un 1 en la segunda posición de la derecha de su representación binaria (2, 3, 6, 7, 10, 11, 14, 15, …, 62, 63), en la tercera los que tienen un 1 en la tercera posición de la derecha de su representación binaria (4, 5, 6, 7, 12, 13, 14, 15, …, 60, 61, 62, 63) y así hasta la última tarjeta.

Fotografía del proyecto The Binary Graffiti Club (más información en The Binary Graffiti Club), un proyecto de arte performativo y social diseñado para cada ciudad o lugar, del artista británico Stanza. Imagen de la página del proyecto

 

La base duodecimal

A lo largo de esta entrada hemos hecho hincapié en el cambio de base del sistema binario, pero todo lo comentado sirve para cualquier otra base, ya sea la base 12 (del sistema duodecimal, del que hablamos algo en la entrada El sistema duodecimal, o si los humanos hubiésemos tenido seis dedos en las manos), la base 60 (que utilizaban los babilonios y del que hablamos algo en la entrada ¿Sueñan los babilonios con multiplicaciones eléctricas?) o cualquier otra base.

Terminemos con un ejemplo para la base 12, la duodecimal. Denotaremos las cifras básicas de este sistema de numeración como 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B (donde A tiene el valor de 10 y B de 11). Consideremos en número 13.762 y expresémosle en base 12. Si consideramos el algoritmo de la división de Euclides, tenemos que:

 

Por lo tanto, los restos son 10, 6, 11 y 7, que, si recordamos que el primero corresponde a las unidades (parte derecha de la representación duodecimal), nos da la representación del número 13.762 en base 12 como

La siguiente cuestión será cómo representar los números que no son naturales (ni enteros), como 0,25; 3,7675 o el número pi, pero de eso hablaremos en la siguiente entrada del Cuaderno de Cultura Científica.

Bibliografía:

1.- Raúl Ibáñez, Los secretos de la multiplicación, de los babilonios a los ordenadores, Catarata, 2019.

2.- George Gheverghese Joseph, La cresta del pavo real, las matemáticas y sus raíces no europeas, Pirámide, 1996.

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

El artículo Las bases de numeración o cómo hacer trucos de magia binarios se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Bati baino gehiagori jada arraroa egiten zaio ehiza oraindik praktikatzen dela jakitea. Gizakia kobazuloetan bizi zeneko istorioak dira horiek, elikagaia eskuratzeko mamutak eta leizeetako hartzak bezalako basapiztiak harrapatu behar zirenekoak. Alabaina, orainaldian ere badago ehizatzearen grina duen jenderik, geroz eta gutxiago bada ere. Gaur egun, ehizak ere baditu bestelako erabilerak; besteak beste, zenbait animalia basatiren gaineko populazioaren kontrola.

Espainiar estatuan, adibidez, basurdeak arazo bilakatu dira zenbait tokitan beren ugaritasunagatik, eta ehizaren bidez egiten da populazio hauen kontrola. Izatez, ehiza da, gaur egun, basurdeen hilkortasun-kausa garrantzitsuena.

Basurdeak (Sus scrofa) ez dira espezie inbaditzailea, baina ugariak dira ingurune natural askotan. Animalia handiak dira basurdeak, eta, beraz, ez dute harraparirik; eta hori da arazo nagusia. Garai batean, gure lurraldean oraindik goi-mailako harrapariak (otsoa, hartz arrea…) aurki zitezkeen garaietan, animalia horiek kontrolatzen zituzten basurdeen populazioak, beren bazka baitziren. Gizakiok, ordea, kate-trofikotik ezabatu ditugu harrapari horiek, eta orain, gu haien harrapari bihurtzea izan da basurdeak kontrolpean mantentzeko modua.

Irudia: ikerketa bate basurdearen ehizan baimenduta ez dauden praktikekin topo egin du. Animalia hauen elikadura aztertzea helburu zuten ikertzaileek baimendu gabeko elikadura osagarria ematen zitzaiela aurkitu du (azterketa-eremuan modu naturalean aurkitzen ez ziren elikagaiak). Animaliak ehizatzen ziren lekuetara erakartzeko asmoa duen jokabidea litzateke berori. (Argazkia: Eveline de Bruin – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Iragana argiturik, orainaldian kokatuko gara, eta gaur egun, basurdeak ehizatzea baliagarria da populazioen kontrolerako. Urtero populazioen neurketak egiten dira, eta behin hau jakinda kupoak ezartzen dira, garai bakoitzean ehizatu daitezkeen indibiduo kopurua zehazteko. Alabaina, praktika honek, batzuetan, guztiz legezkoak ez diren jokabideak hartzen ditu barne, eta ikerketa-zientifiko batek frogatu du, lehen aldiz, ekintza horietako bat benetan gertatzen dela.

Isotopo egonkorrak basurdeak aztertzeko

Kordobako Unibertsitateko ikerketa-talde batek espainiar hego-mendebaldeko zenbait ehiza-barrutietako basurdeak ikertu ditu, zehazki 7 populazio ezberdinetako 75 basurde. Azterketa honen helburua basurde horiek elikadura-osagarria izan zuten ikertzea izan zen. Hau aztertzeko, basurdeen ileak erabili zituzten, zehazki, ileetako isotopo egonkorrak. Isotopo egonkorrak zera dira, erreaktiboak ez dien nukleidoak (elektroirik gabeko nukleoak). Elementu kimiko batek isotopo bat baino gehiago izan ditzake, baina nukleidoan dituen protoi eta neutroien kopuruaren arabera, egonkorra ala ezegonkorra izango da isotopo hori. Bada, karbonoak eta nitrogenoak, adibidez, isotopo egonkor bat baino gehiago dituzte, eta, biologian, bereziki interesgarriak dira Karbono-13 (nukleoan 6 protoi eta 7 neutroi dituen karbonoaren isotopo egonkorra) eta Nitrogeno-15 (nukleoan 7 protoi eta 8 neutroi dituen nitrogenoaren isotopo egonkorra) isotopoak.

Baina zergatik dira interesgarriak isotopo hauek biologian? Ba, landare mota bakoitzak isotopo hauen proportzio ezberdina dutelako beren ehunetan, aurrera eramaten duten metabolismo motaren arabera. Proportzio hauen arabera sailka ditzakegu landareak: Karbono-13 isotopoaren proportzio altuagoa dute, adibidez, gariak, tuberkuluek eta loredun landare gehienek, artoak edo azukre-kanaberak dutena baino altuagoa. Honela banatzen dira C3 eta C4 motako landareak, karbono-13 isotopoak haien ehunetan duen agerpenagatik, hain zuzen. Bestalde, Nitrogeno-15 isotopoaren balioak askoz ere aldakorragoak dira, eta landareen sailkapen zehatzagoa egiteko erabiltzen dira.

Basurdeetara itzuliz, Kordobako ikertzaile hauek ideia erabat berritzailea izan zuten. Izan ere, landare-ehunen isotopo-proportzioen arrastoa jarraitu dakioke kate-trofikoan gora eginda; alegia, landareetatik belarjaleetaraino edo orojaleetaraino. Ilea gorputzeko ehun bereziki interesgarria da honetarako, zelula hilen pilaketak baitira ileak, eta, ondorioz, informazio isotopikoa gordetzen apartak dira. Beraz, ileak erabiliz, ikertzaile hauek 75 basurde horiek beren bizitzan zehar izan zuten dieta berreraiki ahal izan zuten.

Legez kanpoko praktikak agerian

Eskuratutako emaitzak guztiz adierazgarriak izan ziren. Askatasunean orojalea da basurdea, gehienbat ingurunean topatzen dituen landareez elikatzen baita. Alabaina, animalia oportunistak dira basurdeak, eta giza jatorriko elikagai osagarria topatuz gero, zalantzarik gabe baliatuko dute aukera. Hau jakinik, ehizaren inguruan elikagai osagarria jarri izan zaie basurdeei, bi helburu nagusirekin: haiek ehiza-guneetara erakarri eta bertan ehizatzeko, edo/eta basurdeak bazkatzeko eta, honela, ehiza daitekeen indibiduo-kopurua handitzeko. Muturreko egoeretan, basurdeen haztegiak ere aurkitu izan dira, non animaliak hazten diren, ondoren ehiza-barrutietan askatzeko.

Bada, ikerketa honetan aztertutako 7 populazioetan (A-tik G-ra izendatuak), bostek artoa jan izanaren arrastoa zuten beren ileetako isotopoetan. Artoa pentsuaren oinarrizko osagaia da, eta 75 basurde horiek ez zuten inolako aukerarik beren kabuz arto-landaketa batera edo beste edozein jatorrira iristeko. C eta F populazioek landaretza mediterranearra jan izanaren arrastoak erakutsi zituzten, hau da, bertako landaretza. B populazioko basurdeek, ordea, artoan oinarritutako dieta bat izan zuten beren bizitza osoan zehar. A, D eta E populazioen ileetako isotopoetan dietako aldaketa bat argi bat nabari zen; lehen urteetan landaretza mediterranearra jan zuten, eta une batean, artoan oinarritutako dietara egin zuten salto. G populazioak, azkenik, bi dieten arteko nahaste bat erakusten zuen kronologikoki, bertako landaretza eta artoa, biak, jaten zituztenez gero.

Emaitza hauek ikusirik, ikertzaileek zenbait hipotesi aipatu dituzte argitaratu duten artikuluan, datu hauen zergatia azaltzeko:

• B populazioko basurdeak gatibu hazitako indibiduoak izango lirateke, eta ehiza-sasoia baino zertxobait lehenago askatuko zituzketen helburu argi batekin. Praktika hau guztiz legez kanpokoa da aurretiaz baimena eskatu ezean.
• Bestalde, A, D, E eta G populazioetako emaitzek iradokitzen dute basurde hauek bazka osagarria izan zutela beren bizitzaren aldiren batean, ehiza-guneetara erakartzeko edo populazioak handitzeko.

Honekin ez da iradoki nahi Espainiar estatu osoan honelako jokabideak izaten direnik. Ikerketa Espainia hego-mendebaldeko ehiza-barruti jakin batzuetan egin zen, eta jokabide horiek ezin dira orokortu beste barruti edo lurralde batzuetara. Alabaina, basurdearen ehiza justifikatzeko premisek bete-betean egiten dute talka honelako praktikekin. Gainera, animaliak inolako kontrolik gabe askatzeak hainbat arazo ekar ditzake. Besteak beste, introgresio genetikoak gerta daitezke populazioetan eta haien kontserbazioa kaltetu. Era berean, populazioen arteko gaixotasunen hedapena ere larriagotu daiteke, eta ondoren gizakietara heltzeko aukerak handitu, ahaztu gabe horrek guztiak dakartzan ondorio sozio-ekonomikoak.  Frogatu da kalte egiten diela ekosistemei ingurune naturalean basurde asko egoteak, baina praktika hauek erakusten dute, beste behin, ingurunearen babesa gizakiaren interes propioen azpitik geratzen dela.

Erreferentzia bibliografikoak:

Vedel, G., de la Peña, E., Moreno-Rojas, J. M., Gómez, J. C. M., & Carranza, J. (2022). Stable carbon and nitrogen isotope values in hair reveal management differences and hidden practices in wild boar populations. Science of the Total Environment, 823, 154071. DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154071

Quirós-Fernández, F., Marcos, J., Acevedo, P., & Gortázar, C. (2017). Hunters serving the ecosystem: the contribution of recreational hunting to wild boar population control. European Journal of Wildlife Research, 63(3), 4–9. DOI: https://doi.org/10.1007/s10344-017-1107-4

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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Ernst Mach es más conocido hoy por dar su nombre a la velocidad del sonido en la atmósfera terrestre, pero para Einstein fue el hombre que estableció la base para la relatividad y un héroe admirado que empleó una considerable cantidad de tiempo pensando cómo se debería hacer ciencia.

Ernst Mach en 1905. Fuente: Wikimedia Commons

Einstein leyó a Mach cuando era estudiante y ya era seguidor suyo en 1902, cuando vivía en Zúrich y se reunía regularmente con sus amigos Conrad Habicht y Maurice Solovine. Einstein insistió para que el grupo leyese los dos libros de Mach publicados hasta esa fecha: El desarrollo de la mecánica y El análisis de las sensaciones.

Mach fue un ejemplo de una clase de profesor que se hizo cada vez más escasa en el siglo XX: un científico cuyos intereses cubrían un amplio abanico de materias, desde la óptica y la mecánica a la filosofía, pasando por la dinámica de ondas, las experiencias sensoriales o la teoría cognitiva. Fue la filosofía lo primero que llamó la atención de Einstein. Mach era abiertamente un positivista extremo, es decir, mantenía que sólo se pueden extraer conclusiones de lo que se puede percibir directamente. Las teorías científicas, según Mach, no pueden pretender ser más que un resumen de hechos observables. Hacer inferencias que no fuesen directamente atribuibles a algo que se pudiese ver, tocar o percibir de alguna manera, era entrar en el mundo de la fantasía.

Todos los científicos estarían de acuerdo, por supuesto, en que las teorías están basadas en último extremo en lo que podemos percibir, pero Mach llevó esta posición mucho más lejos que los demás. Por ejemplo, durante años se negó a creer en la existencia de los átomos ya que serían demasiado pequeños para ser percibidos directamente con nuestros propios ojos.

Los estudios de Mach sobre la mecánica y la inercia también tuvieron su impacto en Einstein. Dado que Mach creía solamente en cantidades que se pudiesen tocar, afirmó enfáticamente que el “tiempo” no tiene ningún significado real. Escribió que era una idea abstracta, producto de la mente humana y sujeta, por lo tanto, a sus caprichos. Este rechazo del “tiempo absoluto” parece que liberó el pensamiento del joven Einstein; cuando se publicó la teoría especial de la relatividad de Einstein en 1905, se apoyaba directamente en el concepto de que no existe ni tiempo ni espacio absolutos. De hecho, todo lo que hay en la teoría especial de la relatividad se deriva directamente de la percepción humana; dado que la gente en diferentes marcos de referencia experimenta diferentes cosas, Einstein afirmó que la realidad misma era diferente en esos marcos de referencia. Una actitud genuinamente positivista que Mach no pudo menos que aprobar.

De hecho, Mach tuvo ideas parecidas cuando joven. Einstein siempre creyó que Mach había estado en el camino correcto para descubrir la relatividad en parte de sus trabajos de juventud, y que la única razón por la que no lo había hecho fue porque la época no fue la propicia. Einstein comenzó a pensar en el problema en un momento en el que las miradas de la comunidad científica estaban puestas en el hecho de que la velocidad de la luz era constante, mientras que Mach lo hizo dos décadas antes. La constancia de la velocidad de la luz fue un importante punto de partida para el desarrollo de la relatividad, y uno al que Mach no tuvo acceso.

Einstein también usó el trabajo de Mach unos diez años más tarde cuando estaba escribiendo la teoría general de la relatividad. Mach había hecho una propuesta, a la que Einstein se refería como el principio de Mach, según la cual la causa de que cualquier objeto permanece en reposo o continúa moviéndose es directamente atribuible a su relación con todos los demás objetos del universo. Esto constituía una modificación de la ley de la inercia de Newton: un objeto en reposo tiende a estar en reposo, y un objeto en movimiento tiende a estar en movimiento. Mach quería determinar simplemente por qué la ley de Newton era así, y su respuesta fue que la responsable era la distribución de masa en el universo. Se puede ver como, si la idea de que la masa afecta a la inercia se introdujo en el cerebro de Einstein, le pudo haber ayudado a crear su teoría general de la relatividad, que afirma que, básicamente, la masa crea la gravedad.

Einstein, un metafísico para Mach

Einstein siempre reconoció la obra de Mach como el catalizador de su teoría de la relatividad. Pero Mach eligió distanciarse del trabajo de Einstein. Para cuando se publicó la teoría general de la relatividad en 1915, Einstein había ido demasiado lejos en la dirección a la que Mach se refería como “conceptos metafísicos”. La teoría general de la relatividad explica la gravedad postulando la curvatura de algo llamado espaciotiempo; para Mach la teoría era demasiado abstracta para ser aceptable.

Einstein, sin embargo, nunca admitió del todo que su héroe había rechazado la relatividad, achacando a la vejez la actitud de Mach. A pesar de ello, Einstein también se apartó de su estricta adhesión al trabajo de Mach. Así, se hizo cada vez más evidente que el principio de Mach no tenía, de hecho, mucho que ver con la relatividad general; el primero tenía que ver con la inercia, el segundo con la gravedad. No solo eso, a pesar de la reticencia inicial de Einstein a la idea, la relatividad permite un universo sin ninguna masa. En su última década de vida, Einstein había dejado completamente de asociar el principio de Mach con su propio trabajo. En una carta de 1954 escribió “uno no debería hablar más en absoluto del principio de Mach”.

Einstein también dejó, bastante enfáticamente, de seguir el positivismo de Mach. Aunque apoyarse solamente en los sentidos le ayudó a crear su primera teoría de la relatividad, Einstein abandonó esta actitud tan rígida con el paso del tiempo. Conforme se desarrollaba la mecánica cuántica la mayor parte de la comunidad científica comenzaba a aceptar una teoría que se basaba solamente en la medición directa del mundo atómico. Pero la teoría todavía albergaba complejidades innatas que Einstein pensaba que estaban aún por resolver: la medición directa no era suficiente.

Mach también rechazó la mecánica cuántica, porque si bien se basaba solamente en mediciones para sacar conclusiones, estas mediciones eran de un tipo demasiado abstracto. ¿Quién, después de todo, ha visto un electrón con sus ojos? Sin experiencia sensible, Mach no tenía interés en esta nueva rama de la ciencia.

A pesar de sus diferencias científicas, Einstein siempre consideró a Mach una de las grandes influencias en su vida. En 1916, Einstein escribió un obituario sobre Mach en el que alababa al hombre que había empleado tanto tiempo estudiando, como una ciencia en sí misma, cómo la ciencia debería hacerse. Sin ese autoexamen, escribía Einstein, “los conceptos que han probado ser útiles para ordenar las cosas adquieren fácilmente una autoridad tal sobre nosotros que olvidamos sus orígenes terrenos y los aceptamos como axiomas inalterables… La senda del avance científico se hace a menudo infranqueable durante mucho tiempo por esos errores”.

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 11 de julio de 2009.

El artículo Einstein y Ernst Mach se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.