Sareko iturriak

Juanma Gallego

Grafenoa eta laser izpi bat erabilita, laborategian deskarga elektriko baten ibilbidea bideratzea lortu du ikertzaile talde batek. Etorkizunean teknologia hori tximisten norabidea eta jomuga aldez aurretik erabakitzeko baliagarria izango den esperantza agertu dute.

Mundu osoko biztanleek haien bizitokitik mugitu gabe ikusi ditzaketen fenomeno naturalen artean, ekaitz elektrikoena da agian ikusgarriena… eta entzungarriena. Argi eta soinu ikuskizuna da, eta, etxe kanpotik ikusiz gero, inguruan dabilen haize boladak aurpegian sentitzeak ere zentzumenen espektakulua borobiltzen lagunduko du.

Arriskutsua ere izan daiteke, noski, batez ere tximistak direla eta. Oro har, tximista batek jota hiltzeko arriskua nahiko urria da, baina, ekaitz elektriko baten erdian egonda, loteria horretarako txartelak biderkatzen dira, noski. Tamalez, horien aurrean babesteko ditugun aukerak hala moduzkoak dira oraindik. Egia esanda, 1752an Benjamin Franklinek tximistorratza asmatu zuenetik, ezer gutxi aurreratu dugu arlo horretan. Jupiterren izaten diren deskargak gertutik jarraitzeko teknologia garatu dugu, baina, etxe atarian, tximistorratzen eta Faradayren kaiolen erabilera baino ez ditugu eskuragarri tximisten oldarraldietatik babesteko.

1. irudia: Tximistak zoragarriak dira ikusteko, baina arriskutsuak ere badira, bai pertsonenetarako zein azpiegitura kritikoetarako. Orain arte, gehienbat tximistorratzak baino ez ditugu erabili babesteko. (Argazkia: Yarenci Hdz. / Unsplash)

Ez da izango ez saiatzeagatik. Denbora dezente daramate zientzialariek tximistak mendean hartu nahian, baina kudeatu beharreko energia kopurua hain da handia ezen ez baitute lortu. Orain arte egin diren saiakera gehienek airearen ionizazioaren bidea jorratu dute, laser baten bitartez tximistei jarraitu behar duten bidea finkatzen saiatzeko. Baina, horretarako, energia kopuru erraldoiak behar dira.

Ikertzaile talde batek beste estrategia bat aurkeztu du Nature Communications aldizkarian argitaratutako artikulu batean. Laserra tresna gisa mantendu dute, baina erabilitako potentzia askoz txikiagoa izan da. Prentsa ohar batean adierazi dutenez, aurreko saiakeretan erabilitako intentsitatea baino mila bat aldiz txikiagoa da eurek erabili dutena. Diotenez, laser erakusle baten antzeko tamaina eta indarra dituen gailu bat baliatu dute.

Hori lortzeko, grafenozko mikropartikulak harrapatu eta berotu dituzte laborategian, hobi edo bortize baten forma duen laser izpi baten barruan. Horri esker, elektrizitate deskarga bat abiatu dute, kontrako kargak dituzten bi xafla metalikoren artean tximista txiki bat eraginda. Sortu ez ezik –hori erraza da eta–, berotutako kanalean zehar tximista horren norabidea doitasun handiz finkatzeko gai izan dira, ikertzaileek aukeratutako puntura eramanez. Oraingoan grafenoa erabili duten arren, aurreratu dute bestelako materialak ere erabili ahal izango direla, eta horregatik teknikaren aplikazioak biderkatuko direlakoan daude. Ingurunean dauden gasak eta presio mailak ere desberdinak izan omen daitezke.

Aurrean duten erronkarik handiena erraz aurreikusi daiteke: nola lortu teknika hori laborategiaren baldintza kontrolatuetatik naturako errealitatera eramatea? Kasu honetan, ikertzaileek zuhurtziarekin jokatu dute. Kalkulatu dute gutxienez bost urte beharko dituztela naturan tximistak kontrolatzeko moduko azpiegitura garatzeko, eta hamarkada bat egitasmoa benetan gauzatzeko.

Australiako ikertzaileak izanda, halako teknologia batek izan dezakeen abantailetako bat nabarmendu nahi izan dute: lurralde horretan sute lazgarriak eragiten dituzten tximisten gaineko kontrola izateko ametsa. Izan ere, azken urteetan bereziki, herrialdean izandako sute handiek kalte larriak eragin dituzte.

2. irudia: Antzeko esperimentuetan erabili izan den laserraren potentzia baino mila bat aldiz txikiagoa izan da oraingoan erabilitakoa. (Argazkia: Mathias Krumbholz / Lannon Harley / UNSW Canberra)

“Irudikatu ahal dugu etorkizun bat non teknologia honek tximista batean abiatuta deskarga elektrikoak eragin ahal dituen, seguruak diren helmugetara bideratuta eta sute katastrofikoen arriskua gutxituz”, amestu du Australiako Unibertsitate Nazionaleko ikertzaile Vladlen Shvedov-ek.

Ez da martxan dagoen proiektu bakarra. Gugandik gertuago, Europar Batasunaren laguntzarekin, Laser Lighting Rod izeneko egitasmoa dago. Kasu honetan, hasiera-hasieratik mundu errealean txertatzeko moduko teknologia lortu nahi dute, ionizazioaren bide tradizionala jarraituta. Tximisten eraginagatik arriskuan egon daitezkeen azpiegitura kritikoak dituzte buruan, hala nola aireportuak, zentral nuklearrak edota komunikazio gune handiak.

Funtsean, tximistorratz erraldoi baten parekoa litzateke, baina, metalezkoa izan beharrean, laserrez osatutakoa. Atmosferan dauden baldintzak aprobetxatu eta tximista abiarazi nahi dute. Baldintza horiek aldez aurretik ezagutzeko, noski, bestelako sentsoreak beharko dira; hori ere kontuan hartu dute Europa lantzen ari den proiektuan.

Tamalez, pandemiak ere eragina izan du honetan, eta aurtengo udan Suitzan egin behar zuten lehen esperimentua atzeratu behar izan dute. Datorren udan egin ahal izatea espero dutela aurreratu digute egitasmoaren arduradunek, eta, hala ez balitz, 2022an saiatu beharko dutela, finantziazioa ondo bidean. Momentuz, bada, Thor eta Zeus-en haserrealdiak arrastoan sartzeko ahaleginek denbora pittin bat beharko dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Shvedov, V., Pivnev, E., Davoyan, A.R. et al. (2020). Optical beaming of electrical discharges. Nature Communications 11, 5306. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-19183-0

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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«La serie de los números pares es justamente la mitad de la serie total de números. La serie de los números impares es exactamente la otra mitad. La serie de los pares y la serie de los impares son —ambas— infinitas. La serie total de los números es también infinita. ¿Será entonces doblemente infinita que la serie de los números pares y que la serie de los impares? Sería absurdo pensarlo, porque el concepto de infinito no admite ni más ni menos. ¿Entonces, las partes —la serie par y la impar—, serán iguales al todo? —Átenme ustedes esa mosca por el rabo y díganme en qué consiste lo sofístico de este argumento».

Antonio Machado, Juan de Mairena (sentencias, donaires, apuntes y recuerdos de un profesor apócrifo), 1936

Imagen: Gerd Altmann / Pixabay

 

Respondiendo a Machado, y recurriendo a la noción de cardinal de un conjunto, sí, es decir, las partes —la serie par y la impar—, son iguales al todo. De otra manera, el conjunto de los números pares y el de los impares tienen el mismo cardinal, cardinal que es el igual al de todos los enteros positivos. En efecto, es posible dar una función biyectiva entre los números naturales y los pares: basta con emparejar cada número entero positivo n con el par 2n. Un argumento similar prueba que los enteros positivos tienen el mismo cardinal que los impares (se asocia n con el impar 2n-1). Parece paradójico, ¿verdad? Pero no lo es.

Aunque si todos los enteros positivos fueran iguales, evitaríamos hablar del infinito, y Machado habría logrado esquivar este problema… Y es que, en 1988, el matemático Taje I. Ramsamujh (Florida International University) proponía en la revista Mathematical Gazette una demostración de que todos los números enteros son iguales. La reproducimos debajo. ¿Sabrías decir cuál es el error cometido en la prueba?

Fuente: T. I. Ramsamujh, 72.14 A paradox–(1) All positive integers are equal The Mathematical Gazette , Volume 72 , Issue 460 , June 1988 , pp. 113 DOI: 10.2307/3618919

 

Ramsamujh propone la siguiente demostración en su artículo:

Consideremos la siguiente proposición p(n): “Si el máximo de dos enteros positivos es n, entonces los dos enteros son iguales”. Veamos en primer lugar que p(n) es cierto para todo entero positivo. Observar que p(1) es cierto, ya que si el máximo de dos enteros positivos es 1, es obvio que ambos son iguales a 1, y por lo tanto son iguales. Supongamos ahora que p(n) es cierto y sean u y v dos enteros positivos cuyo máximo es n+1. Entonces, el máximo de u–1 y v–1 es n. Como p(n) es cierto, se sigue que u–1 = v–1. Y por lo tanto u = v, con lo que p(n+1) es cierto. Luego p(n) implica p(n+ 1) para cada entero positivo n. Por el principio de inducción matemática, se deduce que p(n) es cierto para todo entero positivo n.

Sean ahora x e y dos enteros positivos cualesquiera. Sea n el máximo de x e y. Como p(n) es cierto se sigue que x = y. acabamos de probar que dos enteros positivos cualesquiera son iguales. ¿Dónde está el error?

¿Dónde está el error? Piensa un poco…

Efectivamente, aunque u y v sean enteros positivos, u–1 y v–1 no tienen porque serlo. Si, por ejemplo, u = 1, entonces u–1 = 0, y ¡no se puede seguir argumentando como propone Ramsamujh!

Referencias:

All for One, Futility Closet, 28 agosto 2020

T.I. Ramsamujh, 72.14 A Paradox: (1) All Positive Integers Are Equal, Mathematical Gazette 72:460 [June 1988], 113

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 Todos los números enteros positivos son iguales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez-Gazpio

Azaroaren 3an AEBtako presidentea aukeratzearekin batera, zenbait estatutan beste hainbat erabaki hartzeko aukera ere izan zuten. Horietako batek behintzat lotura zuzena dauka zientziarekin, hain zuzen ere, Oregonen psilozibina legeztatzeko aukera bozkatu zuten. Gutxigatik, baina, azkenean baiezkoa gailendu zen. Eztabaida bizia egon zen hauteskundeen aurreko asteetan gai honi buruz; izan ere, psilozibinaren aldeko eta aurkako argudioak ugariak dira. Bereziki kezkatzen du psilozibinaren albo-ondorioetako batek: antza, pentsatzeko modua alda dezake.

Irudia: Psilocybe mexicana onddotik erauzi zen lehen aldiz psilozibina. (Argazkia: Alan Rockefeller, Mushroom Observer – CC BY-SA 3.0. lizentziapean. Iturria: Wikipedia)

Psilozibina alkaloide triptaminikoa da, konposatu haluzinogeno gisa sailkatzen dena. Konposatu horixe da jangarriak diren zenbait onddoren eragin psikoaktiboaren erantzulea eta, gutxi gorabehera, 200 bat onddo espeziek ekoizten dute psilozibina. Onddoen plagizida naturala da konposatu hori eta, beraz, defentsa mekanismo gisa ekoizten dute. Gizakiak aspalditik erabili ditu onddoak efektu psikodelikoak lortzeko eta psilozibina duten onddoak ez dira aparteko kasua. Mexikoko medikuntza tradizionalean, adibidez, ondo dokumentatuta dago psilozibina duten onddoak aspalditik ustezko tratamenduetan erabiltzen zirela. Psylocibe mexicana da, hain zuzen ere, psilozibina erauzteko erabili zen lehen onddoa. Euskal Herrian ere horrelakoak baditugu, sorgin-zorrotza kasu.

Psilozibina droga psikodeliko sendoa da eta efektu psikoaktibo garrantzitsua du, horrexegatik erabili izan da haluzinogeno gisa. Bestalde, hilkortasun nahiko baxua da -LD50 280 mg/kg-koa da, kafeinarena baino baxuagoa- eta, hortaz, erabilpen desegokiak ez ditu ondorio larriegiak ekartzen -heriotza ez behintzat-. Gutxi gorabehera, 17 kg onddo jan beharko lirateke hiltzeko arriskua izateko. Horrek legez kanpoko erabilera handitu du, baina, droga gisa erabiltzeaz gainera, ezaguna da psilozibinak eraginkorra dela, esaterako, zainketa aringarriak behar dituzten gaixo terminalen kasuan. Psilozibinarekin lotutako hainbat ikerketa martxan daude duela hainbat urte eta emaitza onak lortu dira. Hala ere, zientzialariek ohartarazi dute erabilera libreak ere arriskuak ekar ditzakeela eta medikuek agindutako kasuetan bakarrik hartu beharko litzatekeela.

Onddo haluzinogenoak antsietatea eta depresioa arintzeko baliagarriak direla ikusi da minbizi kasu larrietan eta, zenbait kasutan depresioaren aurkako ohiko sendagaiak baino eraginkorragoak direla ikusi da. Tabakoaren edo alkoholaren menpekotasunari aurre egiteko ere baliagarria dela jakina da eta beste arazo psikiatrikoetan ere eraginkorra izan daiteke. Antza, psilozibinak barrera hematoentzefalikoa zeharkatzen du -beste sendagai batzuk ez dira horretarako gai- eta hor egon daiteke eraginkortasun handiaren azalpena. Edozein kasutan, psilozibinak badauka deigarria den albo ondorio bat.

Psilozibinak «mistiko» gisa deskribatu diren esperientziak eragiten ditu eta baliteke hori lagungarria izatea zenbait gaixotasunen kasuan. Alabaina, esperientzia horiek pentsatzeko modu irekiagoak ere bultza ditzakete eta pazienteengan epe luzeko ondorioak izan ditzakete. Sozializatzeko beharra handitu daiteke eta izaeran, baloreetan eta ideologian aldaketak eragin ditzake. Ez hori bakarrik: zenbait kasutan, ateoek Jainkoarekin topo egin izana dokumentatu da. Dosia handitzen den neurrian, gainera, esperientzia horiek areagotu egiten dira. Dirudienez, psilozibinak pentsamoldea ideia liberalagoetara eramaten du. Deskribatu denez, depresioaren aurkako tratamendu baten ondorioz ikuspuntu politiko autoritarioekiko afinitatearen txikiagotzea gerta liteke.

Horrek zalantza etikoak sor ditzake psilozibina sendagai gisa erabili nahi bada. Etikoa al da pentsatzeko modua aldatu dezakeen sendagaia ematea? Gaixoa jakinaren gainean badago, orduan etikoa al da? Ustez neutraltasun politiko eta erlijiosoa mantendu behar duen Administrazio Publikoak finantzatu edo sustatu al dezake horrelako sendagai bat? Momentuz, albo ondorio horri buruz egin diren ikerketak anekdotikoak dira eta, zalantzarik gabe, gehiago ikertzen jarraitu behar da ondorio sendoak izan arte. Hala ere, zalantzarik gabe psilozibinak medikuntzaren etikan eztabaida interesgarria piztu du.

Informazio gehiago:

• Jacobs, E. (2020). What if a pill can change your politics or religious beliefs? Scientific American, 2020ko urriaren 11.
• Parra, S. (2019). Después de despenalizar la marihuana en Estados Unidos, ahora le toca el turno a los hongos alucinógenos. XatakaCiencia, 2019ko otsailaren 10a

Egileaz:

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

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John Dalton fue un prolífico científico británico. Químico, físico y matemático, nació con una alteración genética que hoy conocemos como daltonismo. A los 26 años se percató de que no distinguía los colores como lo hacía el resto y comenzó a estudiar la causa de esta afección visual. Fruto de este trabajo fue el artículo científico «Hechos extraordinarios relativos a la visión de los colores», que publicó en 1794 y donde describió esta alteración que afecta a quienes perciben los colores de forma diferente.

Los vídeos de Historias de la Ciencia presentan de forma breve y amena pasajes de la nuestra historia científica y tecnológica. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.

El artículo Historia del daltonismo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Imagen: Anand Kumar / Pixabay

En 1920 Rutherford sugirió que un protón dentro del núcleo podría tener un electrón ligado a él tan estrechamente como para ser, a efectos prácticos, una partícula neutra. Rutherford incluso sugirió el nombre de neutrón para esta partícula hipotética (ya que sería neutra desde el punto de vista eléctrico). La comunidad científica se puso a buscar neutrones, pero la búsqueda presentaba dos dificultades principales:

(1) No se conocían materiales naturales emisores de neutrones.
(2) Todos los métodos utilizados para detectar partículas atómicas dependían de los efectos de la carga eléctrica de estas partículas y, por lo tanto, no podían aplicarse directamente a partículas neutras.

Estas dos dificultades hicieron que hubiese que esperar doce años para que la búsqueda del neutrón tuviese éxito. La prueba definitiva llegó en 1932 como colofón de una serie de experimentos sobre reacciones nucleares realizados en diferentes países. El descubrimiento del neutrón es el primer gran ejemplo de la ciencia experimental internacional y cooperativa.

Trabajando en Alemania en 1930 Walther Bothe y Herbert Becker encontraron que cuando las muestras de boro, berilio o litio eran bombardeadas con partículas alfa emitidas por una muestra de polonio, emitían radiaciones que parecían ser del mismo tipo que los rayos gamma, ya que estos rayos no tenían carga eléctrica. El berilio era el elemento que presentaba una emisión mayor.

Observaciones posteriores en Alemania, Francia y Reino Unido apuntaban a que la radiación inducida en el berilio penetraba más lejos (atravesaba el plomo, por ejemplo) que cualquier radiación encontrada hasta ese momento. Las interacciones de esta radiación con la materia indicaban que tenía una energía de aproximadamente 10 MeV. Por tanto, la radiación era mucho más enérgica que los rayos gamma (es decir, que los fotones de alta energía) observados previamente observados. El interés en la comunidad científica se disparó, atrayendo nuevos grupos de investigadores.

Entre estos nuevos grupos se econtraban los físicos franceses Frédéric Joliot e Irène Curie [2]. El matrimonio Joliot-Curie estudió la absorción de la radiación por la parafina, un material rico en hidrógeno. En el curso de sus experimentos, los Joliot-Curie encontraron que la radiación procedente del berilio al incidir sobre la parafina expulsa una gran cantidad de núcleos de hidrógeno (protones) de la parafina. Calcularon que las energías de estos protones era de aproximadamente 5 MeV.

Utilizando los principios de conservación del momento y la energía llegaron a la conclusión de que la energía que necesitaría un rayo para transferir 5 MeV a un protón en una colisión tendría que ser del orden de 50 MeV. Pero 50 MeV es 5 veces los 10 MeV que se habían medido para la radiación del berilio. No solo eso, la cantidad de protones producidos era mucho mayor que la predicha asumiendo que la radiación consistía en fotones. Aquí había demasiadas cosas que no cuadraban.

Estas discrepancias (entre los resultados de dos conjuntos de experimentos y entre la teoría y el experimento) dejaron a la comunidad científica ante un dilema mayor. O había que concluir que los principios de conservación del momento y de la energía no se aplicaban a las colisiones entre la radiación y los protones en la parafina, o había que buscar otra modelo completamente nuevo sobre la naturaleza de la radiación.

Estos principios son tan básicos para el pensamiento científico, y habían demostrado ser tan útiles durante tanto tiempo y en una amplia gama de casos diferentes con un éxito enorme, que la comunidad científica se lanzó como loca a encontrar una alternativa para no tener que renunciar a ellos.

Notas:

[1] 1 MeV es un millón de electrón-voltios. Aquí tienes una explicación de esta unidad de energía que puede serte muy útil.

[2] Hija de Pierre y Marie Curie. Tras contraer matrimonio la pareja adoptó como apellido común Joliot-Curie.

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

El artículo El descubrimiento del neutrón (1): el gran dilema se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Asier Gómez Olivencia, Joseba Rios-Garaizar, Mikel Arlegi

Burunda bailara Sakanako korridoreko parte da, hau da, Arabako lautada Iruñearekin lotzen duen eta iparraldean Aizkorri mendigunearen bukaerak eta Aralar mendiak mugatuta eta hegoaldean Urbasa-Andiak mugatuta dagoen igarobide naturalaren parte. Izatez, Asturica Augustatik (Astorga) Burdigalarako (Bordele) galtzada erromatarra bide natural horretatik pasatzen zen, Iruña-Veleian eta Pompaelon barna (Iruñea), beste herri batzuen artean. Ingurune horretan, XX. mendeko Koskobilo muinoko (Olazti, Nafarroa) kareharri Albiarren ustiatzeak Nafarroako aztarnategi Kuaternario zaharrena agerrarazi zuen.

1940an, harrobiko lanek sima bertikal bat azaleratu zuten Koskobilon. Sima hartako sedimentuen artean, hainbat arrasto fosil agertu ziren eta harrobiko langileburuak Máximo Ruiz de Gaonari letagin handi bat helarazi zion. Irakasle eta mikropaleontologoa ez ezik, Máximo Ruiz de Gaona naturalista polifazetikoa izan zen eta ornodunen paleontologiaren eta arkeologiaren arloetan ekarpenak egin zituen. Aurkikuntza hori asko interesatu zitzaion eta Ruiz de Gaonak berak azaldu duenez, ia erabat suntsituta zegoen sima hartako sedimentuetako fosilez gain, Koskobiloko hegaletan kokatutako bi hondakindegietan ere beste asko berreskuratu zituen (1. irudia). Ruiz de Gaonak Zientzia Naturalen Museoko (Madril)  Federico Gómez Llueca paleontologoari bidali zizkion fosil horiek, hark sailka zitzan. Hala, gutxienez 26 ornodun espeziez osatutako zerrenda bat lortu zuen; espezie horien artean, Iberiar Penintsulan aurkitutako lehenengo kastore aztarnak nabarmentzen ziren, baita errinozero eta hipopotamo arrastoak ere.

1. irudia: Goian, Koskobiloko harrobiak 1945-1946an zuen itxura (pseudoortoargazkia, iturria: Nafarroako Gobernua). Pikardatu grisean, harrobiaren hedadura, pikardatu zurian hondakindegien kokapena («a» eta «b» hizkiak). Behean, harrobiaren ikuspegia, industria litikoa zuten sedimentuen jatorriaren, kobazuloaren, kokapen hipotetikoa (m-n lerroa) eta hondakindegien kokapena («a» eta «b» hizkiak), Ruiz de Gaonaren argazkiaren arabera (1952). (Argazkia: irudia jatorriz honako honetan argitaratu zen: Arlegi et al. (2018) – Creative Commons BY-NC-ND lizentziapean)

Hamar urte geroago, 1950eko apirilean, fosil gehiago berreskuratzeko asmoz, Ruiz de Gaonak harrobiko hondakindegiak berriz bisitatu zituen, baina bere aurkikuntza nagusia suharri industria litikoko multzo garrantzitsu bat izan zen, 5.000tik gora piezaz osatua. Horren azterketak Paleolitoko hainbat garaitako piezak zeudela adierazten zuen –horien artean, Solutre aldiko industriak nabarmentzen ziren– eta, gainera, suharriaren jatorria handik hurbil zegoela iradokitzen zuen, Koskobilotik 5 kilometrora, Urbasa mendiko azaleratzeetan. Aurkikuntza horrek J.M. Barandiaran aurrehistorialari ospetsuaren interesa piztu zuen eta berak, 1955ean, hondakindegietatik aztarna paleontologiko multzo txiki bat eta industria litikoko 1.146 aztarna berreskuratu zituen (2. irudia). Azken aztarna horiek Maria Amor Beguiristainek aztertu zituen 1974an. Haren arabera, multzo horrek paleolitikokoa zirudien eta hainbat kultura irudikatzen zituen. 1970eko hamarkadan, Ruiz de Gaonak Koskobiloko material ezezaguna ere erakutsi zuen, bere bilduma partikularrekoa eta zalantzarik gabe Paleolito garaikoa. Horren barruan, argi eta garbi Solutre aldikoak ziren bost punta hostokara zeuden, baita hiru aurpegibiko ere, eta azken horien tipologiak Goi Paleolitoaren aurreko industria batekoak direla adierazten du.

Ruiz de Gaonak pieza litiko horien jatorria ulertu nahi zuenez, harrobiko langileekin hitz egin zuen eta, lekukotza horietan oinarrituz, aztarnategi suntsitua «irudimenaren bidez berreraikitzen» saiatu zen: 40 metro inguruko luzerako kobazulo bat izango zen, gutxi gorabehera horizontala eta ez oso zabala. Hezurren zatiketan oinarrituz, 1940an berak pertsonalki arrastoak atera zituen aztarnategia eta 10 urte geroago gizakien industria litikoko aztarnak aurkitu zituen kobazuloa lotuta zeudela ondorioztatu zuen Ruiz de Gaonak. Gizakiek kobazuloa erabiliko zuten, animalien hezurrak zatituko zituzten muina ateratzeko eta kobazuloaren ahotik gertu egongo zen simatik behera botako zituzten. Eztabaida historiografiko pixka bat izan zen arren, Barandiaranek eta Vallespík 1984an finkatu zuten «aztarnategi» horren ikuspegia, hiru kulturaren presentzia nabarmenduta: Acheul Trazidioko Moustier aldikoa (ATM), Périgord aldikoa (gaur egun, Gravette aldikoa deitzen zaio) eta Solutre aldikoa. Geroago, 1990eko hamarkadan, Jesús García Gazólazek Koskobiloko lau aurpegibikoz osatutako sorta bat Acheul aldiaren bukaerakotzat jo zuen –gaur egun, Erdi Paleolito Zaharrarekin lotzen da– eta kronologikoki Erdi Pleistozenoaren erdian kokatu zuen (duela 300-100 mila urte).

2. irudia: J.M. Barandiaranek 1955ean Koskobilon berreskuratutako puntak. Ezkerrean, Solutre aldiko pieza hostokara baten aurreforma eta, eskuinean, Solutre aldiko pieza hostokara amaitu bat (baina segur aski ekoizpenaren bukaeran hautsia). (Argazkia: Asier Gómez-Olivencia – Creative Commons 4.0 lizentziapean)

Duela 15 urtetik, gure ikerketa-ildoetako bat Mendebaldeko Pirinioetako giza okupazio zaharrenen azterketarekin lotuta dago, hala nola bere baldintza paleoekologikoen azterketarekin. Horretarako, hainbat aztarnategi induskatu dira, adibidez Arlanpe (Lemoa, Bizkaia) eta hainbat bilduma paleontologiko berrikusi, adibidez, Luzero lurmuturrekoa (Zierbena, Bizkaia). Azterketa paleontologikoek adierazten dutenez, hipopotamoak azken interglaziarraren ondoren desagertu ziren Mendebaldeko Europatik, duela 117 mila urte inguru. Horregatik, Koskobilon espezie hori egotea bereziki interesgarria zen, Erdi Pleistozenoko aztarnategi baten aurrean geundela (gutxienez neurri batean) adieraz zezakeelako. Beraz, lan hipotesi hori buruan izanik, kontserbatzen ziren aztarnategi horretako bildumak berriz aztertzea pentsatu genuen, aztarnategia bera harrobiak suntsitu zuelako. Hiru lan lerro osagarri finkatu genituen: bilduma paleontologikoa berrikustea, aztarnategiaren ingurunearen eta hondakindegien prospekzio bat egitea eta ordura arteko bibliografia aztertzea.

2016an, harrobi izandakoaren eremuan prospekzio batzuk egin genituen. Bertan, industria litikoaren ebidentzia berriak berreskuratu genituen, baina baita hezur arrasto batzuk ere. Industria litikoari buruzko argitalpenen berrikuspenak eta azken prospekzio horietan berreskuratutako aztarnen azterketak adierazten zutenez, Koskobiloko bilduman –Nafarroako Museoan gordea– hainbat kronologia zeuden irudikatuta. Bilduma paleontologikoaren aurreazterketak adierazten zuen, halaber, Erdi Pleistozenoko fauna zegoela (aurrerago aipatuko ditugun makakoa eta hartz beltz asiarra) hala nola Goi Pleistozenokoa (esaterako, leize-hartza; 3. irudia). Aztarna fosiletan irudikatutako espezieak ezagutzeaz gain, aztarna horiek aztarnategietan zer prozesuren bidez metatu ziren ere ezagutu nahi genuen: Ruiz de Gaonak proposatu zuen bezala, giza jardueren ondorio ziren?

Hezurren gainazalen azterketak bi multzo nagusi zeudela adierazten zuen. Alde batetik, Barandiaranek 1955ean berreskuratutako bilduma paleontologiko txikia eta guk 2016an berreskuratutako aztarnak, gehienbat, hezur luzeen diafisi zati identifikaezinez osatuta zeuden eta ebaketa eta manipulazio antropikoko markak zeuzkaten. Aldiz, Ruiz de Gaonak 1941ean berreskuratutako bilduma paleontologikoa gehienbat taxonomikoki sailkatu zitezkeen aztarna fosilez osatuta zegoen, ez zeukaten (salbuespen batek izan ezik) ebaketa markarik, eta haragijaleen jarduerak alteratu izanaren ebidentziak zeuzkaten. Eskura genituen ebidentziekin, Koskobilon egiazki gutxienez bi aztarnategitako arrasto arkeopaleontologikoak berreskuratu zirela eta horiek galeria sistema berekoak izan zitezkeela (edo ez) adierazi genuen. Alde batetik, 1940an aurkitutako sima egongo litzateke, Ruiz de Gaonak bilduma paleontologikoko zatirik handiena berreskuratu zuen sima: hango fosilek Erdi eta Goi Pleistozenoko hainbat aro irudikatuko lituzkete eta horien metaketan zenbait haragijalek esku hartuko zuten. Beste alde batetik, Goi Paleolitikoko aztarna litikoen zatirik handiena –hondakindegira bota ziren, 1940tik aurkitu ziren garaira, 1950era, bitarteko une zehaztugaberen batean–, hala nola ebaketa markak zituzten fauna arrastoen zatirik handiena, segur aski, harrobiko lanek erabat suntsitu zuten bigarren aztarnategi batekoak izango lirateke eta arrasto horiek zuzenean hondakindegietatik berreskuratu ziren.

3. irudia: Goiko bigarren haginen ezpain-ikuspegia (goiko ilara) eta ikuspegi oklusala, eta horiekin batera, hartz beltz asiarraren (ezkerra) eta leize-hartzarena (eskuina) berreraikuntza (beheko ilara). Ikus daitekeenez, leize-hartzaren haginak, tamaina handiagoa izateaz gain –gorputz handiagoa izatearekin bat dator–, gailur patroi konplexuagoa du. Hartz beltz asiarraren arrastoak Erdi Pleistozenokotzat jo dira; leize-hartzaren arrastoak, berriz, Goi Pleistozenokotzat. (Ilustrazioak: Amaia Torres Piñeiro – @amaiatorresart)

 

4. irudia: Errinozero baten espeleotemaz estalitako beheko hagin baten ikuspegi oklusala, uranioko serieen bidez datatua. (Argazkia: Virginia Martínez-Pillado)

Fauna arrastoak modu xehean lantzeko, ikertzaile talde handi bat geneukan: hainbat espezialitatetako paleontologoak, geologoak eta arkeologoak, bildumari ahalik eta informazio gehien ateratzeko. Emaitzek merezi izan zuten. Bitxia bada ere, hasieran aztarnategiarekiko interesa piztu ziguten ustezko hipopotamo arrastoak azkenean basurde handi baten kanino baten (letagina) arrastoak ziren. Beste alde batetik, Stephanorhinus hemitoechus espezieko errinozero baten hortz bat estaltzen zuen espeleotema datatu ahal izan genuen. Emaitzaren arabera, hortz horrek gutxienez 220 mila urte zituen (4. irudia) eta, hedaduraz, baita bilduma paleontologikoaren zati batek ere. Bilduma horren osagaiak honako hauek ziren: 38 ugaztun taxon, errinozeroetatik hasita saguzarretara (4 hartz espezie barne), 6 hegazti taxon, Iberiar Penintsulan dagoeneko bizi ez den bat barne (lira oilarra, Lyrurus tetrix) eta hiru arrain orno (5. irudia). Azterketa xehatuak gure aurretiko emaitzak baieztatzen zituen: 1940an berreskuratutako arrastoen artean bai Goi Plestozenoko bai Erdi Pleistozenoko fosilak zeuden, baina kasu askotan, zenbait espeziek kronologia zabalak zituztenez, arrasto horiek ezin ziren aro horietako bakar batekotzat jo. Arrasto fosilen artean, hartz espezieetako birenak nabarmentzen ziren: leize-hartzen arbasoarenak (Deninger hartza, Ursus cf. deningeri) eta hartz beltz asiarrarenak (edo hartz tibetarra, Ursus thibetanus; 3. irudia). Beste espezie batzuetako arrastoak ere nabarmentzekoak dira, dolearenak (Cuon cf. priscus), Berberia makakoarenak (Macaca sylvanus; 6. irudia) eta Megaceroides generokotzat jotzen dugun orein erraldoiarenak.

Eskura ditugun datu biokronologikoen arabera, espezie horiek Erdi Pleistozenoan (MIS 7d-n edo lehenago) datatutako errinozero arrastoen garaikoak izan daitezke; horrek Mendebaldeko Pirinioetako fosilen erregistroan oso gutxi irudikatutako kronologia batzuetako datuak emango lituzke. Azken preneandertalekiko garaikideak izateak bihurtzen du garrantzitsu espezie horiek aztertzea giza eboluzioa aztertzeko, hominido horiek zer ekosistematan bizi izan ziren eta ustiatu zuten hobeto ulertzen laguntzen baitigu. Arrasto fosil horiek segur aski gaur egungo aroaren antzeko une interglazial batean metatu ziren, zeinetan faunak askotarikoak ziren eta lehoi, lehoinabar, dole, otso eta hienek zaldiak, oreinak, bisonteak, orein erraldoiak eta errinozeroak ehizatzen zituzten. Era berean, kastoreen presez betetako Arakilen ibaiertzetatik bi hartz espezie jaitsiko ziren ura edatera eta Koskobiloren kareharrizko hegaletan makako taldeak ikusi ahal izango ziren. Kronologia horietako aztarnategiak (edo mailak) oso urriak dira Mendebaldeko Pirinioetan; horien artean aipatzekoak dira, funtsean, Arlanpeko behe mailak (Dima, Bizkaia), Lezetxiki I eta Lezetxiki II aztarnategietako behe mailak (Arrasate, Gipuzkoa) eta Raneroko Santa Isabeleko (Karrantza, Bizkaia) lehoiaren eta Deninger hartzaren arrastoak.

5. irudia: Koskobiloko fauna arrasto sorta bat. Ezkerretik eskuinera eta goitik behera: basurde baten (Sus scrofa) letagin baten hainbat ikuspegi, hasieran hipopotamo txiki batena bezala deskribatua; estepako errinozero baten (Stephanorhinus hemitoechus) bi atzeko haginen ikuspegi oklusala; Megaceroides generokotzat jotzen den orein erraldoi baten beheko hirugarren atzeko hagin baten hainbat ikuspegi; lehoinabar baten (Panthera pardus) goiko letagin baten hainbat ikuspegi; leize-lehoi baten (Panthera spelaea) goiko hagin zarrastari baten zati bat; dole baten (Cuon cf. alpinus europaeus) masailezur zati bat; erbinude baten (Mustela nivalis) ezkerreko masailezurra.

 

6. irudia: Koskobiloko Berberia makakoaren (Macaca sylvanus) eskuineko beheko hirugarren atzeko haginaren zati baten berregitea (ezkerrean) eta marrazkia, hainbat ikuspegitatik. (Ilustrazioak: Amaia Torres Piñeiro – @amaiatorresart)

Duela 80 urte, Ruiz de Gaonak bilduma paleontologiko garrantzitsu bat salbatu zuen Nafarroako Kuaternarioko aztarnategi zaharrenetik, Koskobilotik. Gaur egun, aztarnategiak suntsitu zituen harrobia utzita dago, baina Aranzadi Zientzia Elkarteak sustatutako eta Daniel Ruiz Gonzálezek zuzendutako lan arkeologiko berriek Burundako Historiaurreari buruzko informazio gehiago emango dute.

Gehiago jakiteko:

• Arlegi, M., Rios-Garaizar, J., Rodríguez-Hidalgo, A., López-Horgue, M.A., Gómez-Olivencia, A. (2018). Koskobilo (Olazti, Nafarroa): nuevos hallazgos y revisión de las colecciones. Munibe Antropologia-Arkeologia, 69, 21-41. DOI: doi.org/10.21630/maa.2018.69.07
• Arlegi, M., Rios-Garaizar, J., Rodríguez-Hidalgo, A., Gómez-Olivencia, A. (2018). Nuevos datos sobre la colección arqueo-paleontológica de Koskobilo. In: Badiola, A., Gómez-Olivencia, A., Pereda Suberbiola, X. (editoreak). Registro fósil de los Pirineos occidentales. Bienes de interés paleontológico y geológico. Proyección social (209-212 0r.). Gasteiz, Eusko Jaurlaritzaren Argitalpen Zerbitzu Nagusia.
• Astibia, H., Murelaga, X., Pereda-Suberbiola, X., (1996). Máximo Ruiz de Gaona como prehistoriador y paleontólogo de vertebrados. Príncipe de Viana. Suplemento de Ciencias XVI, 14/15. zk., 65-76.
• Barandiarán, I., Vallespí, E., (1984). Prehistoria de Navarra, Trabajos de Arqueología Navarra. Nafarroako Gobernua, Iruñea.
• Gómez-Olivencia, A., Arlegi, M., Arceredillo, D., Delson, E., Sanchis, A., Núñez-Lahuerta, C., Fernández-García, M., Villalba de Alvarado, M., Galán, J., Pablos, A., Rodríguez-Hidalgo, A., López-Horgue, M.A., Rodríguez-Almagro, M., Martínez-Pillado, V., Rios-Garaizar, J., van der Made, J. (2020). The Koskobilo (Olazti, Navarre, Northern Iberian Peninsula) paleontological collection: new insights for the Middle and Late Pleistocene in Western Pyrenees. Quaternary International. DOI: https://doi.org/10.1016/j.quaint.2020.06.005
• Ruiz de Gaona, M., (1941). Un yacimiento de mamíferos pleistocénicos en Olazagutía (Navarra). Boletín de la Real Sociedad Española de Historia Natural, 39, 155-160.
• Príncipe de Viana. Suplemento de Ciencias, 1996. urtea, 14-15. zk. Honi eskainia: «Homenaje a Máximo Ruiz de Gaona: Naturalista y Paleontólogo (1902-1971)»

Egileez:

Asier Gómez Olivencia (@AsierGOlivencia) Ramón y Cajal ikertzailea da UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Sailean eta Aranzadi Zientzia Elkarteko Historiaurrea Saileko kide aktiboa. Joseba Rios-Garaizar (@jorios) ikertzailea da eta bilduma litikoen kudeatzailea Giza Eboluzioari buruzko Ikerketa Zentro Nazionalean (CENIEH). Mikel Arlegi (@ArlegiMikel) UPV/EHUko eta Bordeleko Unibertsitateko doktoretza ondorengo ikertzailea da.

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Carlos Briones

Una estructura de horquilla en una molécula de ARN. Se trata de una sola cadena que se pliega sobre sí misma, no de una doble hélice como en el ADN. Esta estructura en concreto pertenece al ARN mensajero. Fuente: Vossman / Wikimedia Commons

 

La pandemia de COVID-19 ha protagonizado este año 2020 y está teniendo terribles consecuencias sanitarias, sociales y económicas en todo el mundo. Afortunadamente, durante las últimas semanas hemos comenzado a ver la luz al final del túnel gracias a la publicación de los resultados, muy positivos en cuanto a seguridad y eficacia, de los primeros candidatos a vacunas que entraron en la fase 3 de sus ensayos clínicos. Dos de ellas, las producidas por las empresas Moderna y Pfizer/BioNTech, han mostrado ya eficacias en torno al 95 %. Aunque aún falta medio año para que termine dicha fase 3 pronto comenzarán a administrarse en Estados Unidos y Europa.

Ambas vacunas están basadas en una molécula bien conocida en diferentes campos de investigación, pero que hasta ahora nunca había saltado a la opinión pública: el ARN (abreviatura de ácido ribonucleico). En concreto, utilizan un tipo llamado ARN mensajero (ARNm), con las instrucciones para que determinadas células de nuestro sistema inmune produzcan la proteína S que forma la espícula del coronavirus SARS-CoV-2, lo que desencadena una respuesta protectora en la persona que recibe la vacuna.

El ARN es una molécula que puede degradarse con facilidad, principalmente por la acción de proteínas catalíticas (o enzimas) especializadas en cortarla. Por ello, el ARN vacunal se administra incluyendo una media de 10 moléculas de ese ARNm en vesículas esféricas protectoras, formadas por lípidos (similares a los que constituyen las membranas celulares) y de tamaño nanométrico (mucho menor que nuestras células).

Foto: Daniel Schludi / Unsplash

A diferencia de otros tipos de vacunas, las basadas en ARN han de mantenerse ultracongeladas hasta casi el momento de su administración. Sin embargo, el ARN no es una molécula que se haya puesto de moda ahora, sino que lo ha estado desde hace mucho tiempo. En concreto, durante los últimos 3 800 millones de años.

El ARN, molécula central en la biología

El análisis a nivel molecular de todos los seres vivos conocidos, y en concreto la comparación de sus genomas, ha mostrado grandes similitudes entre ellos. Esto mostró, hace más de cuarenta años, que las tres grandes ramas del árbol de la vida (bacterias, arqueas y eucariotas) provienen del mismo antepasado.

A esa especie (o, tal vez, a esa comunidad de ellas) la conocemos como “último ancestro común universal” (LUCA, acrónimo formado por sus iniciales en inglés) y se estima que pudo vivir hace unos 3 700 millones de años (Ma), solo 800 millones después de que se formaran la Tierra y la Luna.

LUCA ya tenía las principales características que aparecen en toda la biología actual, y basaba su funcionamiento en tres moléculas clave: el ADN (archivo de información genética), las proteínas (moléculas catalíticas o enzimas, responsables del metabolismo, y también estructurales), y el ARN (intermediario en el flujo de información genética, que se produce en el sentido ADN→ARN→Proteínas).

El ARN es un ácido nucleico, un polímero formado por unidades o monómeros llamados ribonucleótidos. Estos pueden ser de cuatro tipos: A, C, G y U. Su estructura más estable es la cadena sencilla, en vez de la doble hélice característica del ADN.

Fuente: Wikimedia Commons

Sin embargo, aunque sea una cadena sencilla, cualquier molécula de ARN se pliega sobre sí misma cuando está en disolución, debido a que sus monómeros tienden a reconocerse entre ellos siguiendo las reglas A-U, G-C y G-U. Así, el ARN acaba formando estructuras más o menos complejas, lo que le permite realizar diversas funciones en las células. De hecho, el paso ARN→Proteínas está protagonizado por diferentes tipos de ARN:

• La información genética, previamente copiada (transcrita) desde el ADN, se encuentra en forma de ARNm (como el usado en las vacunas comentadas).
• Su traducción a proteínas se realiza en los ribosomas (agregados de ARN ribosomal, ARNr, y proteínas)
• En este proceso de decodificación de la información también participan los llamados ARN de transferencia (ARNt).

Además, todo el flujo de información genética está regulado por otras moléculas de ARN.

El ARN también constituye el genoma de gran número de “entidades replicativas” que no pueden considerarse auténticos seres vivos, pero que resultan fundamentales en la evolución por su continua interacción con las células a las que parasitan: muchas familias de virus (entre ellos los coronavirus), y también unos patógenos de plantas más sencillos llamados viroides.

Las dos caras de la moneda de la vida

Por lo que acabamos de comentar, el ARN es mucho más que una molécula intermediaria en el flujo de información genética. De hecho, puede servir tanto de genotipo (secuencia con información genética) como de fenotipo (molécula estructural y funcional). Es decir, el ARN es tan versátil como para poder representar las dos caras de la moneda de la vida, algo que no está al alcance del ADN (solo actúa como genotipo) ni de las proteínas (únicamente contribuyen al fenotipo).

En este sentido, un descubrimiento fundamental realizado en 1982 es que en la biología actual existen moléculas de ARN cuya estructura tridimensional les permite actuar como catalizadores, acelerando ciertas reacciones bioquímicas. Hasta entonces se pensaba que las funciones catalíticas solo podían ser realizadas por las enzimas de naturaleza proteica y, por analogía, a estos catalizadores de ARN se les llamó ribozimas. Sus descubridores recibieron el Premio Nobel de Química en 1989.

Uno de los tipos de ribozima. Fuente: Wikimedia Commons

Actualmente conocemos ocho tipos de ribozimas naturales diferentes, y otros han sido obtenidos artificialmente mediante experimentos de evolución molecular in vitro. Además, en los laboratorios también utilizamos esta tecnología para seleccionar moléculas de ARN llamadas aptámeros, que se unen a los ligandos deseados con tanta afinidad y especificidad como los anticuerpos a sus antígenos.

¿Un “mundo de ARN” en el origen de la vida?

En el campo de investigación sobre el origen de la vida, tras las ideas seminales de Charles Darwin a mediados del siglo XIX y los modelos planteados por Alexander Oparin y John Haldane en la década de 1920, las primeras aproximaciones experimentales fueron realizadas por Stanley Miller en 1953 y Joan Oró en 1959. Con ello se inauguraba un campo denominado química prebiótica, que desde entonces ha permitido obtener, a partir de compuestos químicos sencillos, los monómeros o moléculas biológicas básicas como aminoácidos, nucleótidos, azúcares y lípidos simples.

De esta forma se ha demostrado que a partir de la química existente en la Tierra primitiva, sumada a los aportes realizados por meteoritos y cometas durante la infancia de nuestro planeta, pudo formarse una sopa prebiótica (acertada metáfora que debemos a Oparin) de la que surgió la biología. Pero desde esos monómeros hasta LUCA debió recorrerse un largo camino en el que las moléculas químicas y sus interacciones se fueron haciendo cada vez más complejas, hasta llegar a formarse sistemas que combinaban los tres componentes fundamentales de los seres vivos: un compartimento basado en membranas, metabolismo para procesar la materia y la energía del entorno, y la replicación de una molécula genética.

Precisamente en esa etapa intermedia volvemos a encontrarnos con el ARN, ya que debido a su capacidad para actuar como genotipo y fenotipo se considera que pudo ser anterior a las proteínas y al ADN. Así, el modelo conocido como “mundo del ARN” plantea que entre la química prebiótica y LUCA pudieron existir protocélulas basadas en ARN (denominadas ribocitos por algunos científicos) que contenían un genoma de ARN y ribozimas como catalizadores metabólicos, cuyas funciones podrían estar moduladas por otras biomoléculas (como péptidos o diversos compuestos orgánicos) e incluso por los metales y minerales presentes en el medio.

El mundo del ARN permite resolver una paradoja que es equivalente a la del huevo y la gallina, pero en versión molecular. En efecto, si volvemos al esquema del flujo de información biológica en todas las células (ADN→ARN→Proteínas) asumimos que sin ADN no puede haber proteínas. Pero a su vez las proteínas también son necesarias para que exista el ADN, ya que la replicación de este ácido nucleico es realizada por proteínas enzimáticas. Entonces, ¿quién apareció antes, el ADN o las proteínas? Como acabamos de ver, quizá ninguna de esos dos biopolímeros sino el ARN.

Esta sugerente hipótesis aún tiene varios aspectos pendientes de resolver, pero muchos científicos consideramos al ARN como el punto de partida de la evolución darwiniana en la Tierra… o tal vez fuera de ella.

En 2021, unos 3 800 millones de años después de que el ARN protagonizara el origen de la vida, una variante de esa misma molécula va a colaborar decisivamente a la supervivencia de una especie animal que siempre se creyó superior a las demás, pero que ha sido amenazada muy seriamente por un virus también basado en ARN.

Sobre el autor: Carlos Briones es científico titular del Centro de Astrobiología (INTA-CSIC)

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

El artículo El ARN está de moda… desde hace 3 800 millones de años se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1923an Raoul Husson (1901-1967) Parisko Goi Eskola Normaleko (École Normale Supérieure) ikaslea zen. Egun baten Husson mozorrotu egin zen, Nicolas Bourbaki izena zuen ustezko matematikari bizardun baten papera hartzeko. Eta, horrela jantzita, nahita ulertezina zen eta arrazoibide faltsuekin josita zegoen zientzia-hitzaldi faltsu bat eman zuen.

Hitzaldi honen bidez Bourbakiren ustezko teorema ezagutaraztea zen, asmakizun bat. Baina helburu jakin batekin egin zuen Hussonek, intelektual batzuen zinismoa agerian jartzeko. Izan ere, garai hartan, askok edozein azalpen ontzat ematen zuten, betiere behar bezain korapilatsua izanez gero.

“Zientziaren historia” ataleko bideoek gure historia zientifiko eta teknologikoaren gertaerak aurkezten dizkigute labur-labur. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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Max Perutz recibió el premio Nobel en 1962 por su descubrimiento de la estructura de la hemoglobina, la proteína que da el color rojo a la sangre. En la imagen finalizando el primer modelo en alta resolución de la hemoglobina. Fuente: Max Perutz Labs.

Lo más probable es que al leer la palabra proteína, esta se asocie, de forma casi automática, a la carne, si se piensa en alimentos, o a la musculatura corporal, si es el organismo humano lo que se tiene en mente. Efectivamente, los músculos tienen un alto contenido en proteínas, porque son filamentos de esas moléculas las estructuras cuyo deslizamiento genera la contracción muscular.

Sin embargo, además de ser las responsables de que se contraigan los músculos y, de esa forma, trabajen, las proteínas cumplen otros cometidos esenciales en los seres vivos. Catalizan prácticamente todas las reacciones químicas que tienen lugar en los organismos; llevan oxígeno de los órganos respiratorios a los tejidos; transportan o ayudan a transportar sustancias del exterior al interior de las células, configuran arquitecturas celulares internas que cumplen funciones variadas, reciben señales del exterior de la célula y transfieren la información al interior, entre otras tareas de importancia capital.

Las proteínas están constituidas por aminoácidos, pequeñas moléculas formadas por carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, y uno de ellos, la serina, también azufre. La inmensa mayoría de seres vivos no tiene más de veinte de estos aminoácidos. Las proteínas son cadenas, de longitud muy variable, de esas moléculas. Su estructura tridimensional depende de su composición, o sea, de los aminoácidos que las constituyen y del orden preciso en que se disponen en la cadena. Esa estructura es muy importante, porque determina su función, y muy delicada, de manera que factores ambientales como la radiación, el calor o el pH la pueden alterar impidiendo que la proteína desempeñe su función.

En la actualidad, para conocer la estructura se utilizan varios métodos. El más tradicional es la cristalografía de rayos X, basada en el análisis del patrón de difracción que se forma cuando estos se dirigen a una sustancia en estado cristalino. En esta técnica, la interacción de los rayos X con la nube de electrones del cristal genera una imagen característica, el patrón de difracción, que permite deducir la posición de los átomos y, por lo tanto, la estructura de la molécula. El problema es que este método es laborioso y no es aplicable a muchas estructuras. Más reciente es la criomicroscopía electrónica, una modalidad de microscopía que trabaja con muestras congeladas a temperaturas bajísimas, de manera que se evita la aparición de artefactos.

Pues bien, hace unos días se ha dado a conocer un avance tecnológico de gran importancia en este campo a cargo de la empresa DeepMind. Mediante inteligencia artificial, un algoritmo (denominado AlphaFold) ha sido capaz de determinar, con altísimo grado de acierto, la estructura de proteínas a partir de su secuencia de aminoácidos.

El método de AlphaFold no se basa en el conocimiento de las propiedades fisicoquímicas de las moléculas y, a partir de ese conocimiento, la deducción de sus propiedades y su forma. Lo que hace es comparar estructuras y secuencias de aminoácidos de las ciento setenta mil proteínas para las que se cuenta con el conocimiento necesario (de los doscientos millones que existen en la naturaleza); a partir de esa comparación “aprende” y predice la forma de proteínas cuya estructura se desconoce, pero de las que se sabe su secuencia.

Los creadores de AlphaFold sostienen que este desarrollo es la puerta que abrirá el paso al diseño y producción de fármacos con la forma adecuada para actuar sobre dianas específicas. Pero quizás esas pretensiones sean prematuras. El avance, no obstante, es impresionante, y marcará un antes y un después en el conocimiento de las estructuras de los seres vivos y en sus posibles aplicaciones.

Fuentes:

Michael LePage (2020): DeepMind’s AI biologist can decipher secrets of the machinery of life. New Scientist.

Robert F. Service (2020): ‘The game has changed.’ AI triumphs at solving protein structures. Science.

Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

El artículo La forma de las proteínas mediante inteligencia artificial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Osasuna

COVID-19aren kontrako txertotik oso hurbil gaude. Baina egoerak islatzen du gizartearen zati handi batek ez duela jarri nahi, konfiantza falta baitago txertoarekiko. Miren Basarasek idatziko artikulu argigarri hau irakurtzea besterik ez duzue, txertoen segurtasunaren inguruan: “Txertorik ez jartzeko arriskua txertoari lotutako arriskua baino handiagoa da”.

COVID-19aren aurkako txertoen eraginkortasuna , efikazia eta efizientzia hitzek zer esan nahi duten azaldu digu Berriako artikulu honetan Basarasek. Ez galdu!

Txertoen gaia izan da protagonista asteon. Koldo Garciak bere Edonola blogean azaldu dizkigu aurrera egin duten txertoen nondik norakoak. Moderna, Pfizer eta Oxford-en txertoek zer dute oinarrian?

Zientzialari talde batek COVID-19ari aurre egiteko estrategiari buruzko ikuspegia John Snow Memorandumaren bidez plazaratu zuten eta Elhuyar aldizkariak artikulu honen bidez euskaratu egin du. Hemen duzue irakurgai.

Adimen artifiziala

Biologian erronka handi bati erantzuna ematea lortu du adimen artifizialak. Elhuyar aldizkariak artikulu honetan azaltzen digunez, proteina bakoitzak zer egitura tridimentsional izango duen aurreikusi ahal izatea izan dute jomuga 40 urteetan. Eta horretan Google-ek lagundu du: AlphaFold programa entrenatu dute proteinen egitura tridimentsionalak aurreikusteko.

Materialak

AEBetako Rochesterreko Unibertsitateak giro tenperaturan supereroalea den lehenengo materiala lortu du, Berriak artikulu honetan kontatu digunez. Halere, oraindik urrun dago aplikazio praktikoetatik. Bereizgarria duen elementua presioa da, eta era berean, erronka dena. Izan ere, presio handia eragin behar izan diote: 267 gigapascalekoa, itsas mailako presioaren halako 2,6 milioi, Lurraren nukleoan dagoen presioaren %75aren parekoa.

Emakumeak zientzian

Ane Velascok genetika ikasi zuen Bartzelonako Unibertsitate Autonomoan. Horren ondotik, Filosofia, Zientzia eta Baloreak masterra egitea erabaki zuen Euskal Herriko Unibertsitatean. Baina ez zen hemen gelditu, Biomedikuntza Molekularra masterra egin baitzuen. Orain, Oxfordeko genetika-enpresa batean hasi da lanean bekadun gisa. Bertan, CRISPRekin egiten du lana.

Mikrobiologia

Leonardo da Vinci artista eta jakintsu ospetsuaren marrazkietan bildutako mikrobioma aztertu dute. Zehazki zazpi marrazkitan zeuden arrasto biologikoen sekuentziazio masiboa egin dute. Eta badakizue zer aurkitu duten?  bakterioak, onddoak eta gizakien DNA arrastoak, birusak eta arkeobakterioak. Harrigarria benetan!

Genetika

Gutxi falta da eguberrietarako eta modu berean, arrainez eta itsaskiez mahaiak betetzeko. Horri begiratu dio Koldo Garciak artikulu honetan, itsasotik jasotzen dugun uztari, baina genetikaren ikuspuntutik. Gene-teknologiaz mintzo da honetan. Ez galdu!

DNA entzun daiteke? Badirudi baietz. Garciak azaldu digu honetan giza-genomaren soinua musikatu dela eta sekuentzia batek zein soinu sortzen duen entzun dezakegula zerbitzu bati esker. Zer gauza bitxiak dakargu zientziak!

 Kimika

Guztiok entzun ditugu noizbait azenarioaren atzean dauden mitoak: onak direla ikusmenarentzat, esaterako. Bada, Josu Lopez Gazpiok artikulu honen bidez uste horiek desmuntatu ditu. Azenarioa eta ikusmena, bere kolorea… Azenario bat jaten duzun aldiro gogoratuko zara artikulu interesgarri honetaz!

 

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Egileaz:

Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Catástrofe Ultravioleta #32 TANATOS 1

El ser humano ha desarrollado cientos de expresiones culturales para afrontar o entender la muerte. Desde los tiempos mas ancestrales: mitologías, cuentos, leyendas, luces al final del tunes, poemas, obituarios… lo único seguro en la vida es la muerte. La historia de hoy es la suma de más de dos años de entrevistas e investigación.

https://www.ivoox.com/t03e08-tanatos_md_61156819_wp_1.mp3

Puedes escucharnos en:

– Podium Podcast
– iVoox
– Spotify
– Apple Podcasts

Agradecimientos: Antonio Osuna Mascaró y Susana Monsó (ambos del Messerli Research Institute, Viena), y Javier Almunia (Loro Parque)

** Catástrofe Ultravioleta es un proyecto realizado por Javier Peláez (@Irreductible) y Antonio Martínez Ron (@aberron) con el patrocinio parcial de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Fundación Euskampus. La edición, música y ambientación obra de Javi Álvarez y han sido compuestas expresamente para cada capítulo.

El artículo Catástrofe Ultravioleta #32 TANATOS 1 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Catástrofe Ultravioleta #31 SIBERIA
2. Catástrofe Ultravioleta #04 Morgan
3. Catástrofe Ultravioleta #29 ALHAMBRA

 

Zenbait paisaia naturaltzat ditugu, baina, errealitatean, mendeetan edota milurtekoetan zehar gizakiekin izandako elkarrekintzaren ondorio dira. Dehesa iberikoa, oihan amazonikoa adibide ezagunak dira.  Ikerketa baten arabera, antzinako kontrol gabeko praktikek beste adibide bat arriskuan jartzen dute: Kilimanjaroa. Fires shaped Mount Kilimanjaro’s unique environment. Now they threaten it

Baliagarria den covid-19 pandemiaren eredu matematikoa sortzea hain da konplexua, ezen ezin zaiela matematikariei bakarrik utzi. Disziplina anitzeko taldean egin dute BCAMen. Modelling the dynamics of COVID-19 first wave

Ohiz kanpoko gauzak egiten dituzten materialak lortu behar dira etorkizuneko elektronikara ailegatzeko. DIPCn bat lortu dute: isolatzaile topologikoa magnetiko bilakatu dute. An exotic magnetic topological heterostructure

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 estudio llevado a cabo por el grupo IBeA de la UPV/EHU ha probado que los piroclastos pueden poner en riesgo la conservación de las pinturas de Pompeya. Los iones lixiviados de estos materiales y las aguas subterráneas ricas en iones procedentes de rocas volcánicas pueden provocar la cristalización de sales en las pinturas. El flúor podría utilizarse como marcador de monitorización in situ del alcance de los daños de los murales.

Maite Maguregui realizando mediciones con herramientas portátiles en las pinturas murales de Pompeya. Fuente: IBeA / UPV/EHU

La antigua ciudad de Pompeya (al sur de Italia) quedó sepultada por material volcánico y cenizas el año 79 a.e.c., como consecuencia de la erupción del monte Vesubio. Aquel fatídico suceso ha favorecido una conservación sin precedentes del yacimiento arqueológico del entorno, debido a que los materiales piroclásticos expulsados por el Vesubio han protegido a los vestigios de las agresiones externas. Son, de hecho, unos yacimientos muy preciados tanto cultural como científicamente, en los que se entremezclan turistas y gente de ciencia.

El grupo de investigación de la UPV/EHU IBeA, adscrito al departamento de Química Analítica, lleva más de 10 años trabajando en Pompeya, en el marco del proyecto Analytica Pompeiana Universitatis Vasconicae-APUV. En 2015, la UPV/EHU y el Parque Arqueológico de Pompeya firmaron el primero de los convenios, gracias a que las metodologías y los dispositivos portátiles que utiliza el grupo de investigación permiten analizar las pinturas mediante técnicas no destructivas.

Diversos estudios llevados a cabo en la Casa de Marcus Lucretius, en la Casa Ariadne y en la Casa degli amorini dorati (casa de los cupidos dorados) han concluido que “son las sales las que provocan los mayores y más visibles daños en los murales. Al final, las sales se pueden disolver, y como consecuencia se pueden perder materiales, como pigmentos, la capa pictórica, el mortero, etc.”, señala Maite Maguregui, la investigadora principal de este estudio.

En este sentido, los investigadores han concluido que los iones lixiviados de los materiales piroclásticos y las aguas subterráneas ricas en iones procedentes de rocas volcánicas favorecen la cristalización de algunas sales. “Mientras las pinturas están bajo tierra, los piroclastos las protegen; pero una vez que son sacadas a la superficie, por efecto del aire, la humedad, etc., empiezan a formarse las sales. Por tanto, para la conservación de las pinturas murales es importante saber, en cada caso, cuál es la carga salina de los piroclastos del entorno, para poder bloquear, disminuir o prevenir las potenciales patologías. De hecho, en Pompeya hay todavía una gran parte enterrada por estudiar”, añade Maguregui.

“Cuando el volcán entró en erupción expulsó grandes cantidades de materiales, y el material piroclástico no es homogéneo en todo el entorno; pueden encontrarse numeroso estratos diferentes”, explica la investigadora. En el estudio se han realizado análisis mineralógicos de muestras tomadas en diversos puntos, y se han determinado las composiciones de los lixiviados. Por otra parte, se han realizado modelizaciones termodinámicas para predecir qué sales pueden precipitarse como consecuencia de estas lixiviaciones, así como determinar sus orígenes. Así, han concluido que las sales que da la modelización coinciden con las detectadas en las pinturas.

Las sales analizadas en los murales contienen entre otros iones el fluoruro. “Los fluoruros son iones de origen volcánico; no es uno de los elementos principales en la atmósfera. La aparición de sales de flúor indica que los materiales volcánicos y las aguas subterráneas están influyendo en la cristalización de estas sales —detalla—. Por tanto, con el flúor encontrado en un mural se puede trazar el impacto que han tenido y están teniendo los piroclastos y las aguas subterráneas en las pinturas”. El siguiente objetivo del grupo sería “hacer grandes mapeos en los murales, para ver el alcance de las sales, así como para poder determinar las pautas para el personal conservador cuando procedan a desenterrar una pintura mural”, añade.

Referencia:

Silvia Pérez-Diez, Luis Javier Fernández-Menéndez, Héctor Morillas, Alberta Martellone, Bruno De Nigris, Massimo Osanna, Nerea Bordel, Francesco Caruso, Juan Manuel Madariaga and Maite Maguregui (2020) Elucidation of the Chemical Role of the Pyroclastic Materials on the State of Conservation of Mural Paintings from Pompeii Angewandte Chemie doi: 10.1002/anie.202010497

El artículo El material volcánico que protege las pinturas de Pompeya las daña al salir a la luz se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Errores de interpretación en radiografías de pinturas
2. Un material que cambia de color en función de la polarización de la luz incidente
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Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Ane Velasco Bilbaok genetika ikasi zuen, nahiz eta batxilergoan beste gai batzuk ere gustuko zituen: filosofia, historia… “Ez neukan oso argi, baina agian biologia zen gehien gustatzen zitzaidana, eta genetika beste arloak baino bereziagoa iruditzen zitzaidan. Baina ez nengoen erabat ziur. Orain, ordea, oso pozik nago egindako aukerarekin”, aitortu du.

Bartzelonako Unibertsitate Autonomoan ikasi zuen, genetika puri-purian zegoen garaian. Izan ere, urte gutxian berrikuntza asko sortu ziren, tartean, CRISPR teknika. Hala ere, ikasten ari zela artean ez zuten susmatzen hain garrantzitsua izango zenik.

Irudia: Ane Velasco Bilbao genetista.

Gaur egun, ordea, ukaezina da duen balioa, eta hala baieztatu du Velascok ere: “Praktiketan, medikuntzan CRISPRek zenbat aukera ematen dituen ikusi nuen, eta sekulako tresna da”. Hain zuzen, orduan hasi zen aztertzen alderdi bioetikotik, eta horregatik aukeratu zuen Filosofia, Zientzia eta Baloreak masterra egitea Euskal Herriko Unibertsitatean.

“Hainbeste aukera izanda, nire buruari galdetzen nion non egon beharko luketen mugak. Beharrezkoa iruditzen zait adostea zertarako erabili eta zertarako ez. Horrez gain, banaketak ere asko kezkatzen nau, desberdintasun handiak sor daitezkeelako teknika eskura duten eta erabiltzen duten herrialdeen eta gainerakoen artean. Uste dut onuragarria dela, eta funtsezkoa dela bermatzea guztion esku egongo dela”, azaldu du Velascok.

Dena dela, mugak jartzea ere beharrezkoa dela iruditzen zaio. Eta Txinako kasua ekarri du gogora: 2018an, Txinan genetikoki eraldatutako bi haur jaio zirela zabaldu zen. “Teknikak horretarako aukera ematen du, baina aukera izateak ez du esan nahi egin behar denik. Kontuan hartu behar dira arriskuak eta zein ondorio ekar ditzakeen horrelako esperimentu batek. Adibidez, haur horiei zerbait gertatzen bazaie, nor da erantzulea?”.

Hala ere, garbi dauka teknikak merezi duela, eta horren erakusgarri da aurten haren garatzaileei (Emmanuelle Charpentier eta Jennifer A. Doudna) eman izana Kimikako Nobel saria.

Ikertzen jarraitzeko gogoa

Filosofiako masterra egin ondoren, zientzia-arlora itzultzea erabaki zuen, eta Biomedikuntza Molekularra masterra egin zuen. COVID-19a dela eta, ezin izan zituen praktikak egin, baina Oxfordeko genetika-enpresa batean hastea lortu du, bekadun gisa. Han, CRISPRekin egiten du lana, terapia berriak garatzeko helburuarekin, baina ez ditu xehetasun asko eman, patenteak baitaude tartean.

Alde horretatik, desberdintasun handiak nabaritzen ditu Filosofiako masterrean lantzen zuten ikuspegiaren eta enpresan dagoenaren artean: “Zientzia-arloan ez dago hainbesteko kezkarik. Tresna bat da; behar den horretarako erabiltzen da, eta ez da pentsatzen hortik haragoko kontuetan. Masterrean justu kontrakoa zen; zuhurtzia handiz hartzen zen, eta alderdi praktikoak baino pisu handiagoa hartzen zuten balizko ondorioek”.

Velascori oso aberasgarria iruditzen zaio ikuspegi filosofikoa landu izana, lagungarria baitzaio egiten duena beste ertz batzuetatik aztertzeko eta bestelako galderak egiteko, laborategiko bere lankideek egiten ez dituztenak, adibidez. Hala ere, ikerketan jarraitu nahiko luke: “Bioetikarekin zerikusia badu, hobe, baina ikertzen jarraitu nahiko nuke; asko gustatzen zait laborategiko lana.

Lehen ere izana da atzerrian, Erasmusi esker Erroman egin baitzuen laugarren maila, baina oraingo esperientzia zeharo desberdina da, besteak beste, COVID-19arengatik: “Bekaduna naizenez, laborategian lagundu egiten didate, baina, handik kanpo, zaila da jendearekin egotea”. Irailera arte geratuko da Oxforden, eta gero tesia egitea gustatuko litzaioke, ahal bada, Biodonostian. Han, dementzia frontotenporala ikertzen ari dira, eta horretan ikertu nahiko luke, eta han ere CRISPR erabiltzen dutela zehaztu du.

Fitxa biografikoa:

Ane Velasco Bilbao Algortan jaio zen 1996an eta Genetika gradua egin zuen Bartzelonako Unibertsitate Autonomoan. Ondoren, bi master egin ditu: Filosofia, Zientzia eta Baloreak, Euskal Herriko Unibertsitatean, eta Biomedikuntza Molekularrekoa, Madrilgo Unibertsitate Autonomoan. Orain, Oxgene enpresan dabil lanean (Oxford).

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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Es un mito antiguo, algo más de un siglo, y muchas veces desmitificado. Pero ahí sigue, muy popular y extendido, y anima a seguir desmitificándolo. El mito consiste en afirmar que sólo utilizamos el 10% de nuestro cerebro. Un ejemplo actual de su popularidad es la película “Lucy”, dirigida por Luc Besson, estrenada en 2014 y protagonizada por Scarlett Johansson y Morgan Freeman. Todo estrellas y, por tanto, llegó al público, aunque parece que no gustó mucho. Su cartel anunciador proclama que “Una persona normal utiliza un 10% de su capacidad cerebral. Ella está a punto de alcanzar el 100%”. La protagonista sufre el “síndrome de Obélix” y recibe una sobredosis de una misteriosa droga que le cambia el cerebro. Con su cerebro al 100%, aprende chino en un instante, destroza a los malos y conduce coches con la mente. Algo extraordinario.

Otra muestra del alcance actual del mito del 10% nos llega desde Londres en el estudio de Marta Ferrero y su grupo. Detectan que, en 2016, el 44% de los maestros de primaria y secundaria españoles creen que usamos solo el 10% del cerebro. Y son menos de la mitad, pues hay otros países en que la creencia supera el 50% de los maestros, sobre todo en Norteamérica. En 2013, el 65% de la población de Estados Unidos creía en el mito. También en Países Bajos el 42% de los maestros aceptan el mito del 10% del cerebro, el 26% en los británicos o el 53% de los universitarios brasileños. Incluso el 6% de los neurocientíficos lo creen. También el 30% de los maestros portugueses creen en el uso del 10% del cerebro, según el estudio de Joana Rodrigues Rato y sus colegas, de la Universidad Católica de Portugal en Lisboa, con 538 voluntarios maestros desde preescolar a bachillerato.

En un estudio detallado, Sanne Dekker y su equipo, de la Universidad de Amsterdam y publicado en 2012, revelan que para el 48% y el 46% de los maestros encuestados en el Reino Unido y en los Países Bajos, es aceptable el mito del 10%. Además, el que tengan o no grandes conocimientos sobre el cerebro, pues a muchos les interesa la neurociencia, no evita la creencia en el mito. Según Dekker, tienen dificultades en distinguir ciencia y pseudociencia.

Para 2018, en una encuesta por internet en Gran Bretaña, Christian Jarrett añade que, con 220 voluntarios, de 19 a 66 años, el 40% cree que el mito del 10% es probable o definitivamente verdadero.

Un año antes, en 2017, Kelly Macdonald y sus colegas, de la Universidad de Houston, publicaron un estudio similar al de Dekker, pero con maestros de Estados Unidos. Eran 3877 voluntarios separados en tres grupos: el primero formado por el público en general, con 3045 voluntarios; el segundo con educadores, con 598 personas; y el tercero con 234 formados en neurociencia.

El 68% del primer grupo dio los neuromitos como ciertos; en el segundo grupo, el porcentaje que los aceptó fue del 56%; y en el tercer grupo, con los conocedores de neurociencias, el 47% admitió los neuromitos.

Los resultados de Macdonald son parecidos al estudio de Dekker en Gran Bretaña y los Países Bajos. La educación de los maestros en neurociencias puede reducir pero no eliminar la creencia en neuromitos, incluido el uso del 10% del cerebro. Encuentran la influencia de estas creencias en la práctica docente de los maestros.

La preparación y excelencia del maestro no influye en la aceptación de neuromitos y, se puede sospechar en su transmisión a los alumnos. Jared Horvath y su grupo, de la Universidad de Melbourne, encuestaron a 50 maestros, algunos de ellos premiados por su docencia, sobre su aceptación de neuromitos. En las respuestas, se observa que, de 15 neuromitos, solo hay dos en que se diferencian los maestros normales y los premiados por su excelencia. Y en esos dos mitos, las diferencias son pequeñas. En relación con el 10% del cerebro ambos grupos de maestros lo aceptan en parecido porcentaje.

Estos son algunos de los datos y estudios que me animan a seguir desmitificando el mito de la utilización del 10% del cerebro.

Foto: Pierre Acobas / Unsplash

El nacimiento de este mito se atribuye a una breve frase del psicólogo William James (1842-1910), de la Universidad de Harvard, en su publicación de 1907 titulada “The energies of men”. Decía que “Estamos haciendo uso de solo una pequeña parte de nuestros recursos mentales y físicos posibles”. De aquí a precisar que trataba del uso del 10% del cerebro se sigue un camino tortuoso y todavía en debate. Incluso es un concepto que se ha asociado a Albert Einstein, sin confirmación y, quizá, para justificar su poderosa inteligencia.

La neurociencia demuestra que utilizamos el 100% del cerebro para realizar tareas. El escáner del cerebro lo muestra con detalle, incluso cuando la persona está en reposo. Solo cuando hay lesiones cerebrales y graves daños hay áreas inactivas. Los daños tienen consecuencias en las capacidades mentales, vegetativas y de conducta. El escáner del cerebro, la localización de funciones ce cerebrales, el análisis de estructuras y los estudios metabólicos muestran que se utiliza con normalidad mucho más del 10% del cerebro.

Francisco Mora, de la Universidad de Granada, menciona que, desde un enfoque evolutivo, si el uso del 10% fuera cierto, la selección natural, durante millones de años, seleccionó un cerebro que pasó de pesar 450 gramos a 1500 gramos y, a la vez, dejando el 90% de ese órgano sin función e inutilizado. Con el gasto de energía que supone el cerebro, hasta el 30% del total gastado en el organismo para la especie humana, la selección natural de un órgano caro e inútil no tiene sentido.

Sin embargo, el mito perdura. Primero, porque para muchos, el mito del 10% es, sobre todo, esperanza pues se ve en términos de mejora, de que existe un gran potencial personal de que se puede llegar lejos. Se acepta que, como en la película Lucy, el aumento del uso del cerebro, más allá del 10%, permitirá aprender idiomas, tocar instrumentos musicales, mejorar en el deporte, … y mucho más.

Además, en nuestra sociedad del Primer Mundo y consumista, el mito del 10% es un buen negocio con la venta de muchos y variados métodos para pasar del 10% al 100% del cerebro como, por ejemplo, la droga de la película Lucy. Y, en tercer lugar, la creencia en el mito del 10% no supone ni perjuicio ni riesgo o daño alguno para el creyente.

Referencias:

Boyd, R. 2008. Do people only use 10 percent of their brains? Scientific American February 2.

Dekker, S. et al. 2012. Neuromyths in education: Prevalence and predictors of misconceptions among teachers. Frontiers in Psychology 3: 429.

Ferrero, M. et al. 2016. Neuromyths in education: Prevalence among Spanish teachers and an exploration of cross-cultural variation. Frontiers in Human Neuroscience 10: 496.

Horvath, J.C. et al. 2018. On the irrelevance of neuromyths to teacher effectiveness: Comparing neuro-literacy levels amongst award-winning and non-award winning teachers. Frontiers in Psychology 9: 1666.

James, W. 1907. The energies of men. The Philosophical Review 16: 1-20.

Jarrett, C. 2014. All you need to know about the 10 percent brain myth, in 60 seconds. Wired Science July 24.

Jarrett, C. 2018. Belief in brain myths and child development myths continues even among those who’ve studied psychology. BPS Research Digest March 5.

Macdonald, K. et al. 2017. Dispelling the myth: training in education or neuroscience decreases but does not eliminate beliefs in neuromyths. Frontiers in Psychology 8: 1314.

Mora, F. 2018. Mitos y verdades del cerebro. Paidós. Barcelona. 215 pp.

Rato, J.R. et al. 2013. Neuromyths in education: what is fact and what is fiction for Portuguese teachers? Educational Research 55: 441-453.

Vreeman, R.C. & A.E. Carroll. 2007. Medical myths. Bristish Medical Journal 335: 1288-1289.

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

El artículo Desmitificando: El 10% del cerebro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Nuevas tecnologías para el estudio del cerebro: Desde Cajal a nuestros días
2. Desmitificando: Vacunas peligrosas
3. Desmitificando: Adopción y embarazo

Juanma Gallego

Leonardo da Vinci artista eta jakintsu ospetsuaren marrazkietan bildutako mikrobioma aztertu dute, sekuentziazio masiboko teknikak erabilita. Emaitzek erakutsi dute paper zaharrek mikrobioen araberako sinadura bat gorde dezaketela.

Aspalditik ireki gabeko eskuizkribu eta bestelako paperen artean zaudenean, ezustekoak agertu daitezke. Egia da bi urtean behin trastelekura egindako sarraldi horietan Indiana Jonesen pareko abentura bat gerta daitekeela. Dena dela, une epiko horiez gain, hau ez da jende guztiari gertatzen zaion zerbait.

Baina ogibidea eskuizkribu zaharren artean dutenei denetarik agertu zaie. Horregatik, pandemia aurreko garaietan musukoa erabiltzen aitzindariak ziren zaharberritzaileak eta historialariak. “Noski, hori izango da hain baliotsua den ondarea zuen eraginetik babesteko, ezta?”, galdetu nion behin, xalotasun puntu batekin, Ondare Babesa enpresako Marta Sabando dokumentalistari. “Ez pentsa. Hein handi batean, gure burua babesteko egiten dugu”, erantzun zidan. Arrazoia azaldu zuen: paper zaharren artean, gauza pila agertu daitezke; tartean, beste paper zaharrak, ileak, hostoak edota intsektu hilak… eta, batzuetan, hauts zuri bat. Arratoiak hiltzeko pozoia, hain justu; eliza batzuetan liburuak marraskarietatik salbu mantentzeko erabiltzen zuten erremedio bitxia. Hortik musukoaren beharra.

1. irudia: Leonardo da Vinci (1452-1519) gizaki unibertsalaren adibide paradigmatikoa da, amaigabeko kuriositatean abiatuta, jardun ugaritan ederki aritu baitzen. Haren marrazkietan bildutako mikrobioma aztertu dute orain. (Argazkia: Jabari Publikoko irudia)

Elkarrizketan arrasto horien artean ager litekeen material biologikotik DNA erauzteko aukera azaldu zen, eta ia zientzia fikziozkoa zirudien. Askotan espekulatu da hori egiteko aukerarekin, eta espekulazio horiek are handiagoak izan dira lan horien atzean artista edo jeinu handiak daudenean. Har dezagun Leonardo da Vinciren adibidea, eta irakur dezagun 2004an jeinu italiarraren inguruan Charles Nicholls biografoak idatzitako The Flights of the Mind liburuan gaiari buruz azaltzen dena. “Zenbait zientzialari baikorren arabera, margoek Leonardoren DNAren benetako mezua gorde dezakete, tamaina mikroskopikoko odol eta listu pitinetan bilduta, baina hau idazteko unean, oraindik zientzia fikzioaren eremuan dago aukera hori”. Biografia argitaratu zenetik 15 bat urte igaro diren honetan, ez da hori erabat lortu, baina… zientzia fikzioa zirudien hori gero eta hurbilago dago.

Izan ere, bide hori urratzen hasia da zaharberritzaileak, historialariak eta biologoak biltzen dituen diziplina arteko ikertzaile talde bat. Frontiers in Microbiology aldizkarian argitaratutako artikulu batean lehen emaitza ikusgarriak azaldu dituzte. Da Vinciren zazpi marrazkitan zeuden arrasto biologikoen sekuentziazio masiboa egin dute, eta bertan atxikita zeuden bakterio, onddo eta gizakien DNA arrastoak ere aurkitu dituzte. Horrez gain, birusak eta arkeobakterioak ere atzeman dituzte. Marrazki horiek arakatzeko Nanopore izeneko sekuentziazio teknologia erabili dute. Hori egiteko, marrazkien gainetik aspiragailu baten funtzioa egiten duen tramankulu ñimiño bat pasatu dute, bertan bildutako partikula guztiak jasoz. Esan beharrik ez dago garbiketa hori tentu handiz egin dutela, lan horiek ikertzaileen material biologikoarekin ez kutsatzeko.

Batez ere onddoak aurkitzea espero zuten, horiek baitira paper zaharren artean aterpe gehien hartzen duten bizidunak. Izan ere, onddoak zelulosa deskonposatzen bereziki trebeak dira, eta paperetan aukeran zerbait badago, hori da, hain justu, zelulosa. Baina, hasierako ustearen kontra, bakterio kopurua onddoena baino handiagoa izan da.

Sekuentziazioari esker, espezieak bereizteko aukera izan dute. Giza azalean edota mukosetan ohikoak diren bakterioak daudela ikusi dute. Bakterioen artean, Streptococcus pseudopneumoniae edota Escherichia coli patogeno ospetsuak identifikatu dituzte. Artropodoetan egon ohi diren mikrobioak ere atzeman dituzte, seguruenera, eulien gorotzetan abiapuntua izango dutenak.

Aurkitutako mikroorganismoen ezaugarrien arabera, zazpi marrazkiak bi multzotan sailkatu ahal izan dituzte. Lehen taldean Turinen (Italia) gordeta dauden bost marrazkiak daude. Bigarren taldean, Erromako liburutegi batean dauden beste biak. Hortaz, lan honen emaitzarik esanguratsuena da ondare piezen multzo bakoitzak berezko ezaugarriak dituela mikrobiomari dagokionez, sinadura baten funtzioa beteta. “Nanopore bitartez sortutako mikrobiomak marrazkien bioartxibo gisa erabiliak izan daitezke, bai orain zein etorkizunean egin daitezkeen alderaketarako nolabaiteko hatz-marka baten antzera” idatzi dute zientzia artikuluan.

2. irudia: Artelanetan dauden arrasto biologikoak erausteko, aspiragailu baten funtzioa egiten duen tramankulu txikia erabili dute, eta, ondoren, mikrobiomaren sekuentziazio masiboa egin dute. (Argazkia: Piñar, et al. / Frontiers in Microbiology)

Ez da izan hau egin duten lehen aldia. Duela urtebete inguru, ikertzaile horiek saiatu ziren ebazten nongoak ziren kontrabandista talde bati atzemandako hiru estatua, eta zeintzuk izan zitezkeen haien biltegiratze baldintzak. Modu berean, aurten pergamino batzuen jatorria ere argitzen saiatu ziren, beti ere, bertan aurkitutako mikrobioen arabera.

Gizakien DNA arrasto ugari aurkitu dituzte, horien jatorria argitzea zaila dela aitortu duten arren. Ikertzaileen arabera, horiek seguruenera historian zehar egindako zaharberrikuntza lanetan eta bestelako manipulazioen bitartez iritsi dira bertara. Errenazimendu garaiko jeinuaren balizko zantzu biologikoei dagokienez, aitortu dute hauek ez direla zertan izan behar Da Vinciren garaiko arrastoak, azken 500 urteetan zehar pilatutako materiala baizik. Halere, noski, ez dute baztertu bertan Da Vinciren beraren zantzuak egoteko aukera, baina argitu dute ikerketa ez zegoela horretara bideratuta. Hortaz, ez dirudi, momentuz, DNAk jeinuaren inguruko informazio gehiago azalarazteko aukera emango duenik.

Zeregin horretan beren beregi eta buru-belarri ari den nazioarteko proiektuko kideek begi onez hartu dute ikerketa. “Guadalupe Piñar-en taldearen zientzia artikulua gustura eta liluraz irakurri digu. Lan ona ematen du. Gero eta jende gehiago horretan lanean egonda, artearen historiarako eta artearen kontserbaziorako erabilgarriak izan daitezkeen aurkikuntzak egiteko aukerak biderkatuko dira”, adierazi dio Zientzia Kaierari Leonardo da Vinci DNA Project taldeko buru Jesse Ausubel ingurumen zientzialariak.

Tamalez, gaur egungo egoerak ere eragina izan du proiektu horretan. “Noski, COVID-19ak ahaleginetako batzuk moteldu ditu, eta gure lan taldeko kide batzuek pandemiari buruzko ikerketari lehentasuna eman behar izan diote”, azaldu du Ausubelek. “Baina baikor jarraitzen dugu, uste dugulako irekita dauden bide desberdinek Leonardoren DNAren sekuentzien identifikazio ziurrera eramango gaituztela”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Guadalupe Piñar, et al. (2020) .The microbiome of Leonardo da Vinci’s drawings: a bio-archive of their history. Frontiers in Microbiology. 11:593401. DOI: 10.3389/fmicb.2020.593401

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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En enero de 2014 se publicó en el periódico New York Times, en su columna de juegos y crucigramas Wordplay, un problema de ingenio bajo el título El problema de la princesa, que nosotros hemos reescrito para esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica como El problema de la matemática excéntrica.

El problema de la matemática excéntrica: Érase una vez una matemática que vivía en un enorme castillo. El ala este del edificio, en la que ella hacía su vida, disponía de un largo pasillo con diecisiete habitaciones, cada una de las cuales tenía una puerta que daba al pasillo, para entrar y salir de la misma, así como una puerta conectando con cada habitación contigua. La matemática era un poco excéntrica y no le gustaba dormir dos noches en la misma habitación. Por este motivo, cada noche cambiaba y dormía en una habitación adyacente a la que había dormido la noche anterior, elegida al azar.

La habitante del castillo era una prestigiosa matemática con la que muchas personas querían investigar. Por este motivo, cuando alguien le proponía colaborar con ella, invitaba a esa persona a pasar treinta días en su castillo, en el ala oeste para invitados, para que pasara dos pruebas. La primera era que durante esos treinta días demostrase tener los conocimientos necesarios para investigar con ella y la otra era un entretenido reto. La excéntrica matemática, tras explicar sus manías para dormir, proponía a su invitada que cada mañana llamara a una de las diecisiete puertas, si ella abría la puerta, porque había pasado la noche en esa habitación, el reto estaría superado, si no podría intentarlo al día siguiente. Si tú fueses la persona invitada al castillo, ¿podrías desarrollar una estrategia para encontrar a la matemática antes de que pasen los treinta días?

Este problema había aparecido, en 2010, en el hilo math puzzles for dinner (rompecabezas matemáticos para la cena) de Christian Blatter para MathOverflow, que en la propia página se describen como “una página web de preguntas y respuestas para matemáticos profesionales”.

Por otra parte, el matemático ruso Alexander Shapovalov en su página web [ashap.info/], en el apartado dedicado a “problemas para divertirse y para competiciones matemáticas” afirma que el problema fue presentado por el matemático ruso V. Shorin y él mismo en la competición internacional Tournaments of Towns, que es una especie de olimpiada internacional para educación primaria que se originó en Rusia, en la edición de 1999.

Dos años después de la publicación del problema de la búsqueda de la princesa en el hilo math puzzles for dinner (rompecabezas matemáticos para la cena) de MathOverflow, los matemáticos británicos John R. Britnell y Mark Wildon hicieron público su artículo Finding a princess in a palace: A pursuit-evasion problem (Buscando una princesa en un palacio: un problema de persecución-evasión) en el analizaban matemáticamente el problema de la princesa sobre un grafo, donde las habitaciones son los vértices del grafo y las aristas son las puertas que comunican dos habitaciones.

Recordemos que un grafo está formado simplemente por puntos –llamados vértices del grafo- y líneas que unen algunos de esos puntos –llamadas aristas del grafo- (véase, por ejemplo, El problema de los tres caballeros y los tres criados, El grafo de Marion (Gray) o El juego de Sim, entre otros), y que es una estructura matemática muy sencilla, pero a la vez muy versátil.

Ilustración de la diseñadora Stefanie Posavec. Texto del artículo ¿Cómo reducir una novela a sus signos de puntuación? de Elena Sevillano para la revista Yorokobu: “un proyecto de la artista británica Stefanie Posavec que contempla una novela como un «organismo literario» y lo ‘reinterpreta’ mediante diagramas de árbol —«una estructura de planta»— y códigos de colores. Capítulos que se dividen en párrafos; párrafos que se dividen en frases; frases que se dividen en palabras. Con este método, Posavec plasmó visualmente En el camino, de Jack Kerouac. El resultado, muy bello, inspiró a Rougeux para desarrollar su Between the Words. «Quise encontrar nuevas direcciones, porque ella había explorado ya opciones muy interesantes», explica”. Imagen de la página de Stefamie Posavec.

 

Como ya se indica en el título del artículo de Britnell y Wildon, este pasatiempo pertenece a la familia de problemas de tipo persecución-evasión (como el “juego de policías y ladrones”), que son aquellos en los cuales un grupo –en este caso quien intenta resolver el rompecabezas– intenta localizar a los miembros de otro grupo –en este caso la excéntrica matemática– en un entorno cerrado –las diecisiete habitaciones comunicadas de forma lineal–.

El estudio matemático de los problemas persecución-evasión sobre grafos se remonta a la década de 1970. Por ejemplo, en el artículo Pursuit-evasion in a graph se plantea ya la cuestión general: “Supongamos que una persona está perdida y vagando por una oscura cueva. Un grupo de rescate que conoce la cueva será enviado para buscarle. ¿Cuál es el mínimo número de personas en el grupo de rescate que se necesita para encontrarle independientemente de cómo se comporte?”.

Y seguía explicando: “Existen muchas formulaciones matemáticas, no equivalentes, de este problema, dependiendo de la naturaleza de la cueva y los posibles comportamientos de la persona perdida y de las personas del grupo de rescate. […] Un ejemplo es una cueva circular, que requiere un mínimo de dos personas en el grupo de recate: la persona perdida podría moverse siempre en la parte opuesta a una única persona de rescate”.

Imagen perteneciente al interesante proyecto Cosmic Web, cuya visualización corresponde a Kim Albrecht.

Pero regresemos al problema de la matemática excéntrica y planteemos cómo resolverlo. Lo primero que hay que hacer siempre es leer bien el rompecabezas e intentar entender todos los elementos que aparecen en el mismo. Además, en problemas como este, en el cual aparecen diecisiete habitaciones conectadas en línea, lo mejor es simplificar el problema, para comprender bien en qué consiste y analizar la solución en una situación sencilla, para luego ir complicándola hasta tener la idea de la solución del problema original. Por este motivo, imaginemos que en el pasillo del castillo solo hubiese tres habitaciones en línea, como en la siguiente imagen.

Antes de abrir ninguna puerta, la matemática puede estar en cualquier habitación, por este motivo hemos pintado de verde las puertas. ¿Qué puerta deberíamos abrir el primer día? La mejor opción es la puerta que está en el medio.

Si la matemática está en esa habitación, la hemos encontrado y se terminó. Pero si no está, entonces estará en cualquiera de las dos habitaciones, las de los extremos. Teniendo en cuenta la costumbre de la matemática de dormir cada noche en una habitación distinta, pero adyacente, la siguiente noche necesariamente dormirá en la habitación de en medio. Por lo tanto, si el segundo día abrimos la puerta de esa habitación la habremos encontrado.

En conclusión, si seguimos esta estrategia como mucho tardaremos dos días en encontrarla, resolviendo en ese plazo el reto propuesto.

¿Qué habría pasado si el primer día hubiésemos abierto una de las puertas de los extremos? Si al abrir esa puerta la habitación estuviese vacía, al día siguiente la matemática podría estar de nuevo detrás de cualquiera de las tres puertas y sería otra vez una cuestión de suerte. Abrir alguna de las puertas de los extremos no aporta ninguna certeza sobre dónde puede estar, o no estar, la matemática.

Compliquemos un poco más el problema y consideremos ahora que en el pasillo hay cuatro puertas. ¿Cuál debe ser la estrategia para encontrar a la matemática en la menor cantidad de días posibles? Ahora hemos añadido un número encima de cada puerta para identificar mejor cada una de las habitaciones.

¿Qué ocurriría si empezamos abriendo, el primer día, la puerta número 2, siguiendo la misma idea del anterior caso?

Si al abrir la puerta número 2 la matemática está ahí, entonces la hemos encontrado, aunque haya sido con un poco de suerte, ya que teníamos una probabilidad de 1 entre 4 de acertar. Pero si no hay nadie en esa habitación, al menos tenemos una pista para el siguiente día. No podrá estar en la habitación 1, puesto que para eso tendría que haber estado en la habitación 2 el día anterior, por su manía de trasladarse solo a habitaciones adyacentes.

La apertura de puertas debe estar pensada para obtener algunas certezas para el siguiente día e ir eliminando opciones. Por este motivo, el segundo día abriríamos la puerta 3.

La probabilidad de que la matemática esté tras la puerta número 3 el segundo día es de un tercio. Pero si no está en esa habitación preguntémonos qué conclusiones podemos extraer para el siguiente día. Como la habitación 2 tiene a las habitaciones 1 y 3 como adyacentes y no estaba en esas habitaciones el segundo día, entonces el tercer día no va a poder estar en la habitación 2. Lo mismo pasa con la habitación 4, que tiene a la habitación 3 como única adyacente. Por lo tanto, solo tenemos dos opciones posibles para el tercer día, habitaciones 1 y 3.

Por lo tanto, vamos a abrir la puerta 3. Si la científica no está detrás de esa puerta, al día siguiente solo podría estar en la habitación 2 y al cuarto día, como mucho, la habríamos encontrado.

Por otra parte, si el primer día empezamos abriendo las puertas 1 o 4 no obtendremos ninguna información para el día siguiente, por lo tanto, no son opciones buenas para empezar a buscar a la matemática excéntrica.

Podemos resumir nuestra estrategia para cuatro habitaciones, con las diferentes opciones, en la siguiente tabla. Cada columna es una habitación y cada fila un día. Además, las celdas verdes son las habitaciones en las que puede estar la matemática, las celdas marrones las que abrimos cada día, las celdas grises en las que no puede estar y la celda amarilla en la que va a estar finalmente, si no la hemos encontrado antes.

Por lo tanto, la secuencia de apertura de puertas [2, 3, 3, 2] es una estrategia ganadora para encontrar a la matemática. Así mismo, el razonamiento que hemos hecho nos dice que no podemos estar seguros de encontrarla en menos movimientos.

Si ahora analizamos el problema de la matemática excéntrica con cinco habitaciones, la estrategia ganadora es [2, 3, 4, 4, 3, 2] como queda explicada en la siguiente tabla. Es decir, se necesitan un mínimo de seis días para encontrar, con toda seguridad, a la persona buscada.

Si ahora volvemos al problema original, con diecisiete habitaciones, se podría dibujar una tabla similar a las anteriores y obtener que la estrategia ganadora es [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2]. Se necesitan, como mucho, treinta días para encontrar a la dueña del castillo.

Si observamos la imagen que acompañaba al pasatiempo matemático en el New York Times nos podemos plantear claramente qué ocurriría si tuviésemos habitaciones, por ejemplo, dieciocho, distribuidas en un pasillo circular, como en la anterior imagen. Ahora no existe ninguna estrategia ganadora que nos asegure que podemos encontrar a la matemática. Podría pasar que siempre abriéramos una puerta en la que no está, incluso la que está en la posición diametralmente opuesta. En este caso todo se reduce al azar.

De hecho, nos podemos plantear si existen estrategias ganadoras dependiendo de la forma en la que están conectadas las habitaciones (matemáticamente, para diferentes grafos). Claramente, por lo comentado en el ejemplo circular, cualquier distribución/grafo que tenga ciclos, partes circulares, no va a tener estrategia ganadora. En el artículo Finding a princess in a palace: A pursuit-evasion problem (Buscando una princesa en un palacio: un problema de persecución-evasión) se mostraba el grafo más sencillo, sin partes circulares, en la cual la matemática podría no ser encontrada. Es la que mostramos en la siguiente imagen.

Como cada vértice se corresponde con una habitación y cada arista a una puerta entre habitaciones, la distribución de habitaciones relacionada con el anterior grafo es la que aparece en la siguiente imagen.

Un juego clásico de la familia de problemas de tipo persecución-evasión es el juego de policías y ladrones, del que ya hablaremos en alguna otra entrada del Cuaderno de Cultura Científica. Para abrir boca, vamos a terminar esta entrada con una versión sencilla de este juego.

Reglas del juego policías y ladrones:

El tablero del juego consta de doce posiciones posibles –puntos negros– conectadas con líneas, como aparece en la imagen.

Es un juego para dos jugadores, el policía y el ladrón, cada uno con su ficha. La posición inicial de las fichas del policía (azul) y del ladrón (verde) es la que aparece en la imagen.

El objetivo del juego es doble. El policía debe intentar atrapar al ladrón, es decir, colocar su ficha en la posición en la que esté la ficha del ladrón; y el ladrón debe intentar no dejarse atrapar. Las reglas son las siguientes:

i) cada jugador, policía y ladrón, mueve su ficha obligatoriamente de una posición a otra que esté conectada con una línea;

ii) cada jugador, de forma alternada, realiza un solo movimiento por turno;

iii) empieza moviendo el policía.

El juego termina cuando el policía atrapa al ladrón o cuando desiste de hacerlo.

En el libro Matemáticas para divertirse de Martin Gardner se presenta este juego, pero con otro tablero y con un zorro y un ganso en lugar de un policía y un ladrón. El tablero es el de la siguiente imagen, con las posiciones iniciales que se muestran.

Bibliografía

1.- John R. Britnell, Mark Wildon, Finding a princess in a palace: A pursuit-evasion problem, The Electronic Journal of Combinatorics 20 (1), 2013.

2.- Raúl Ibáñez, Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos, El mundo es matemático, RBA, 2015.

3.- T. D. Parsons, Pursuit-evasion in a graph, en Theory and Applications in Graphs, Springer-Verlag, 1978, pp. 426-441.

4.- F.V. Fomin, D.M. Thilikos, An annotated bibliography on guaranteed graph searching, Theoret. Comput. Sci. 399, pp. 236-245, 2008.

5.- Tatjana V. Abramovskaya, Fedor V. Fomin, Petr A. Golovach, Michał Pilipczuk, How to hunt an invisible rabbit on a graph, European Journal of Combinatorics 52, pp. 12-26, 2016.

6.- Mohammed Ammar, Is it possible to catch the thief? , del canal de youtube Logically yours.

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 Buscando una matemática en el castillo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La invención matemática
2. Buscando lagunas de números no primos
3. Buscando las soluciones del cubo de Anda

Josu Lopez-Gazpio

Ziur egunero ikusten duzula azenarioren bat, beti egoten baita bakanen bat edo multzotxo bat hozkailuan. Ziur asko, pentsatuko duzu azenarioak onak direla ikusmenarentzat: agian, horregatik janarazten zizkizuten eta horregatik jaten dituzu. Agian noizbait kontatu dizute azenarioak laranjak direla Holandako nekazariek Orangeko printzeari egindako opariarengatik. Bada, azenarioaren mitoetan zorroztasuna jartzeko eguna iritsi da.

1. irudia: irudia: Azenarioaren zati jangarria sustraia da. (Argazkia: Maja Cvetojević – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Europan aspalditik jaten da azenarioa eta erromatarren garaitik -edo lehenagotik- kontsumitzen da Mediterraneo inguruan. Egun badakigu oxidazioaren ondorioz gorputzeko molekulek jasaten dituzten kalteak saihesteko eraginkorrak direla, baina, ez beste batzuk baino gehiago. Kolore berde iluna duten barazki asko, esaterako, artoa edo zitrikoak, hobeak dira begientzat azenarioa baino. Alabaina, txikitatik esan digute azenarioak onak direla ikusmenarentzat. Zenbat azenario jan ote genituen argudio horren aitzakiapean? Zenbat aldiz esan ote ziguten plater bazterrean utzitako azenarioak jan gabe ikusmena -edo begiak!- galtzeko arriskua izango genuela? Bada, mitoa iraultzeko eguna iritsi da eta guztiaren errua ez da zientziarena, Bigarren Mundu Gerrako kontrainformazio zerbitzu britainiarra baizik. Nola liteke, baina?

Lehen mitoa: azenarioa eta ikusmena

1940an Winston Churchillek gidatutako Erresuma Batua eta Alemania nazia gerran murgilduta zeuden bete-betean. Alemaniak Frantzia okupatu zuen eta, horren ostean, Luftwaffe Alemaniako aire armadak eta RAF Royal Air Force britainiarrak gatazka krudela izan zuten Mantxako Kanalaren gainean hainbat hilabetetan zehar. Bigarren Mundu Gerraren atal horri Ingalaterrako Gudua deritzo. Labur esanda, alemaniarren helburua airean garaipena lortzea zen Ingalaterran lurreratzeko Itsas Lehoi Operazioa martxan jartzeko. Jakina den bezala, plan hori ez zen inoiz martxan jarri Luftwaffeko hegazkinek porrot egin zutelako. Baina, zer demontre egiten dute hemen azenarioek? Bada, Ingalaterrako Guduaren bitartean, britainiarrek hegazkinentzat Radar sistema berezia garatu zuten, Airborne Interception Radar delakoa, eta sistema horri esker hegazkin britainiarrak askoz ere eraginkorragoak ziren airean haien etsaiak aurkitzeko. Jakina, hegazkinek Radar hori zeukatela sekretupean gorde behar zen kosta ala kosta eta, hortaz, hegazkin-gidarien eraginkortasuna azaltzeko gezur bat asmatu eta zabaldu zuen zerbitzu sekretuak.

Biokimikariak aurkitu berri zuten A bitamina gabeziak itsutasuna eragin zezakeela eta, hortaz, gidari britainiarren eraginkortasunaren atzean azenarioak zeudela esatea ez zen hain burugabea. Aitzitik, egun badakigu azenarioaren karotenoideek ikusmenarekin zerikusia dutela -baina ez beste barazki batzuk baino gehiago-. Antza, armada alemaniarrak ez zuen gezurra sinetsi, baina, Ingalaterrako biztanleek, bai. Gainera, Erresuma Batuan errazionamendu gogorra bazegoen ere azenarioak eta beste barazki batzuk oraindik ugariak ziren. Erresuma Batuko Elikadura ministerioak elikagai horien kontsumoa sustatzeko kanpaina egin zuen, agian, haien onurak gehiegi goraipatuz. Orduan sortu ziren, esaterako, Doctor Carrot -azenario itxurako medikua- eta Potato Pete bezalako pertsonaiak, batez ere haurrak barazkiak jatera bultzatzeko. Azenarioak RAFeko heroien elikagai miresgarria zenez eta, gainera, nutriziorako aparta zenez, azenarioen mitoa abian zen. Gezurrek zabaltzeko duren erraztasunari esker, gure egunetaraino iritsi da. Adibide modura, ez galdu Azenario doktorearen iragarkietako bat:

 

 

Azenario kontsumoaren gorakada ez zen txikia izan eta jotzen da zenbait kasutan astean bi edo hiru kilo azenario jatera iritsi zirela britainiarrak. Orain dakigunez, A bitamina beharrezkoa da ikusmenerako erretinan funtzio garrantzitsua duelako. Horregatik, A bitamina gabeziak itsumena sor dezake, baina, kontrakoa ez da egia. Hau da: behin beharrezko A bitamina daukagula, gehiegizko bitamina gibelean metatzen da eta, jakina, ez dugu ikusmen miragarria lortuko. Azenarioak osasungarriak dira eta hainbat nutriente ditu, baina, ikusmenari dagokionez ez da elikagai miragarri bat. Beste hainbat barazkik -kalabazak eta espinakak, kasu- azenarioaren antzekoak diren betakaroteno kantitateak dituzte.

Azenarioaren jatorria eta ezaugarriak

Jaten dugun azenarioa Daucus carota espeziearen azpiespezie etxekotua da eta barazki honen sustraiak dira normalean jaten direnak. Landatzen diren azenario arruntenak bi motakoak izan ohi dira: ekialdeko azenarioa edo mendebaldeko azenarioa. Ekialdekoa Asia erdialdean garatu zen eta antozianina asko ditu. Kolore more iluna izan ohi du. Mendebaldeko azenarioaren kasuan, berriz, hiru azenarioren hibridoa dela dirudi: Erdi Arotik landatzen zen azenario horia, are lehenagotik landatzen zen azenario zuriak eta azenario basatiak. Guztiok ezagutzen dugun azenario laranja azenario horien nahastea da, beraz. Azenarioak A bitaminaren aitzindaria den betakarotenoa dauka eta horixe da, hain zuzen ere, landare jatorriko betakaroteno iturririk nagusienetakoa gure dietan. Kolpeek, Eguzki-izpiekiko esposizioak eta tenperatura altuek sustraiek alkohola eta babes-substantzia mikatzak ekoiztea eragin dezakete. Horregatik kendu ohi zaio azenarioari azala. Kanpoko geruzako azala kentzen bazaio, arretzea eragiten duten konposatu fenolikoak eta substantzia mikatzak kentzen dira. Azenarioaren gozotasuna egosi ondoren agertzen hasten da, zelula-pareta gogorrak apurtu eta azukreak askatzen direnean. Zaporeari dagokionez, nukleoak zapore gutxiago du; izan ere, bertatik igarotzen da ura sutraietik hostoetara. Kanpoko geruzek erreserba funtzioa dute eta zapore gehiago dute.

2. irudia: Azenario guztiak ez dira laranjak, hainbat barietate desberdin daude. (Argazkia: Free-Photos – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Esan bezala, azenarioaren zati jangarria sustraiak dira. Normalean, landareen sustraiak ez dira jaten; izan ere, gogorrak eta haritsuak izaten dira. Jangarriak direnak zuntzezkoak ez diren erreserba zelulak dituzten sustraiak dira. Puzten diren erreserba zelula horiei esker, landareak neguko baldintzetan biziraun dezake bigarren urtean loratzeko -azenarioa eta errefaua, kasu- edo, tropikoetako landareen kasuan, lehorteei aurre egiteko gai dira -esaterako, horixe da batataren kasua-.

Bigarren mitoa: azenarioa eta Gilen I.a Orange-Nassaukoa

Azenarioaren ezaugarri bereizgarri bat baldin badago bere kolore laranja bizia da. Nondik dator, baina, kolore hori? Lehenik eta behin esan behar da karotenoideak eta azenarioa guztiz lotuta daudela. Karotenoideen izena bera hortik dator: azenariotik –D. carota– isolatu ziren lehen aldiz karotenoideak. Pigmentu horiek fruta eta barazkien kolore hori eta laranja gehienen erantzuleak dira –betakarotenoa, xantofilak zeaxantina- eta baita tomatearen, sandiaren eta piperminaren kolore gorriaren erantzuleak -likopenoa eta kapsantina, adibidez-. Kolore gorria salbuespena da; izan ere, frutek duten kolore gorria normalean antozianinen presentziagatik izaten da. Karotenoideetara itzuliz, pigmentu organiko horiek landare-zelulen bi ataletan egoten dira: kromoplasto delako pigmentu-gorputz berezietan edo kloroplastoen mintz fotosintetikoetan. Kromoplastoen kasuan, pigmentuak bertan metatzen dira fruta heltzen doan neurrian -animalientzat ere heldutasunaren indikatzaile gisa ere balio du-. Mintz fotosintetikoetan karotenoideek funtzio garrantzitsua dute: klorofila babesten dute uhin luzera kaltegarriak eta fotosintesian sortutako azpiproduktu kaltegarriak xurgatuz. Proportzioei dagokienez, gutxi gorabehera, sei molekuletatik bat karotenoidea da eta beste bostak klorofila. Azpiproduktu kaltegarriak xurgatzeko gaitasunean dago karotenoideen eragin antioxidatzailea; izan ere, gure organismoan ere antzeko lana egin dezakete, batez ere begietan.

Elikaduraren kasuan, hamar bat karotenoide daude nutrizioan garrantzi berezia dutenak. Horietako bat da azenarioaren betakarotenoa. Betakarotenoa gizakion hesteetako paretan A bitamina bihurtzen da eta horregatik diogu betakarotenoa A bitaminaren aitzindaria dela. A bitamina animalia jatorriko elikagaietan bakarrik dago, baina, A bitaminaren aitzindariak landare, barazki eta frutetan badaude -bide batez, elikagai horiek jaten dituztelako dago A bitamina animalietan-. A bitaminak hainbat funtzio garrantzitsu ditu organismoan, esaterako, begiko erretinako pigmentuetarako beharrezkoa da, artikulu honen hasieran aipatu dugun bezala.

3. irudia: Laranjaren kasuan, frutaren izena lehenagokoa da kolorearena baino. Horregatik ez daude dokumentatuta azenario laranjak XVI. mendea baino lehen. (Argazkia: S. Hermann & F. Richter – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Horrela, azenarioen atzean dagoen bigarren mitoa iraultzeko ordua iritsi da. Ziur asko, noizbait entzun duzu azenarioek kolore laranja dutela Holandako nekazariek XVII. mendean haien printzeari, Gilen I.a Orange-Nassaukoari, egindako opariarengatik. Hori ere mitoa da; izan ere, egun badakigu azenario laranjak XVII. mendea baino askoz lehenago bazeudela. Litekeena da uste horren jatorria 1957ko Otto Banga botanikari holandarraren ikerketan egotea, baina, ez dago oso argi. Bangak esan zuzen esan zuenez, egun arruntenak diren azenario barietateak Herbeeretan garatu ziren XVII. mendean, baina, horrek ez du esan nahi laranja koloreko azenarioak bertan sortu zirenik ezta Holandako monarkiarengatik egin zenik. Litekeena da arazoa hizkuntzan egotea; izan ere, azenarioen kolorea deskribatzeko laranja ez beste hitz batzuk erabili ziren antzinako liburuetan eta dokumentuetan. Zergatik? Bada, laranja koloreari ez zitzaiolako laranja deitu gutxienez XVI. mendera arte. Laranja kolorea beste izen batzuk erabiliz deskribatu zen eta frutaren ondoren jarri zitzaion izena koloreari. Baliteke hori izatea arrazoia, baina, edozein kasutan, azenario laranjak ez ziren Holandan sortu. Orangeko printzearen kolorea laranja zen, bai, eta kolore laranja espainiarren aurkako iraultzaren eta Orangeko etxearen aldeko kolorea bilakatu zen, baina, azenario laranjak lehenagotik zeuden.

Azenarioak zientziarekin eta historiarekin loturak egiteko hainbat aukera eman dizkigu, Herbereetako matxinadatik Bigarren Mundu Gerrara joan gara eta laranja kolorearen jatorrira jo behar izan dugu. Azenarioak hainbat nutriente interesgarri ditu, betakarotenoa kasu, baina, ikusmena hobetzeko elikagai miragarria izatetik urruti dago. Nolanahi ere, hurrengo azenarioa jaten duzunean baduzu zer pentsatu eta, agian, gogo onez -edo hobez- jango duzu plateraren bazterrean utzitako zati laranja hori.

Informazio gehiago:

• Ortí, Antonio (2020). Cómo Churchill trató de ocultar el radar a los alemanes. La Vanguardia, 2020ko uztailaren 11.
• Peláez, Javier (2011). Cuando las zanahorias “ayudaron” a ganar la II Guerra Mundial (1941). La aldea irreductible, 2011ko abenduaren 28a.
• Plackett, Benjamin (2020). Are carrots orange because of Dutch revolutionary? Live Science, 2020ko irailaren 5a.

Egileaz:

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

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Las redes sociales son aplicaciones o herramientas que sirven para publicar, difundir y compartir contenido entre los miembros de una comunidad y propiciar la interacción y conexión entre quienes las usan. Las redes sociales son habituales en nuestro día a día, sin embargo, ¿cómo comenzaron?

En 1995 vio la luz la web SixDegrees. SixDegrees es considerada la primera red social. Esta red permitía poner en contacto a amigas y amigos, agrupándolos según el grado de relación que tuvieran, para que interactuaran a través del envío de mensajes. SixDegrees estaba basada en la teoría de los seis grados de separación del psicólogo Stanley Milgram. Esta teoría sustenta que vivamos donde vivamos estamos conectadas y conectados, entre nosotros, a través de seis pasos. SixDegrees señalaba en su presentación: “Only social network where you will meet amazing people based on your interests” (red social donde conocerás gente increíble según tus intereses). Esta descripción dejó al descubierto el nexo de unión entre quienes usamos las redes sociales, el compartir intereses comunes.

Los vídeos de Historias de la Ciencia presentan de forma breve y amena pasajes de la nuestra historia científica y tecnológica. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se estrenan en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), los lunes a las 22:00 en la 2 de RTVE.

El artículo Historia de la primera red social se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Historia de la bombilla
2. Historia de la quinina
3. Historia de Nicolas Bourbaki

Cámara de niebla Wilson empleada en 1955 en el Brookhaven National Laboratory para el estudio de rayos cósmicos.

Fue posible distinguir experimentalmente entre las dos hipótesis posibles para explicar la desintegración artificial mediante el uso de un dispositivo llamado «cámara de niebla», que permite visualizar la trayectoria de cada partícula cargada. La cámara de niebla fue inventada por C.T.R. Wilson y perfeccionada por él a lo largo de los años. A partir de 1911 se convertiría en un importante instrumento científico para estudiar el comportamiento de las partículas subatómicas.

En el caso de la desintegración artificial, recordemos, las dos hipótesis eran:

(a) El núcleo del átomo bombardeado pierde un protón, que se “desprende” como resultado de una colisión con una partícula alfa especialmente rápida.

(b) La partícula alfa es “capturada” por el núcleo del átomo al que ha golpeado, formando un nuevo núcleo que, inmediatamente después, emite un protón.

Si la hipótesis (a) es válida, el protón “desprendido” sería la cuarta trayectoria en la fotografía de una desintegración en una cámara de niebla: observaríamos la de una partícula alfa antes de la colisión, la de la misma partícula alfa después de la colisión, la del núcleo que que se desplaza tras la colisión y la del protón desprendido.

En el caso de que la (b) fuese la válida, en cambio, la partícula alfa incidente debería desaparecer en la colisión, y solo se verían tres trayectorias en la fotografía: la de la partícula alfa antes de la colisión y las del núcleo desplazado tras la colisión y el protón emitido.

La cuestión se resolvió en 1925 cuando P.M.S. Blackett estudió las trayectorias producidas cuando las partículas atravesaban gas nitrógeno en una cámara de niebla. Encontró que las únicas trayectorias en las que se podía ver la desintegración artificial eran las de la partícula alfa incidente, un protón y el núcleo desplazado. La ausencia de una trayectoria correspondiente a una partícula alfa tras la colisión demostró que la partícula desaparecía por completo y que el caso (b) es la interpretación correcta de la desintegración artificial: la partícula alfa es capturada por el núcleo del átomo que golpea, formando una nuevo núcleo que luego emite un protón.

Trayectorias de partículas alfa atravesando (de izquierda a derecha) gas nitrógeno. Una de ellas ha golpeado un átomo de nitrógeno, convirtiéndolo en oxígeno y emitiendo un protón. ¿Ves las tres trayectorias? Fuente: Cassidy Physics Library

El proceso en el que una partícula es absorbida por un núcleo de nitrógeno y se emite un protón puede representarse mediante una «ecuación». La ecuación expresa el hecho de que el número de masa total es el mismo antes y después de la colisión (es decir, hay conservación del número de masa) y el hecho de que la carga total es la misma antes y después de la colisión (hay conservación de carga).

Esta reacción muestra que ha tenido lugar la transmutación de un átomo de un elemento químico en un átomo de otro elemento químico. La transmutación no se ha producido de forma espontánea, como ocurre en el caso de la radiactividad natural; se produce exponiendo átomos (núcleos) objetivo a proyectiles emitidos por un nucleido radiactivo. Es, pues, una transmutación artificial. En el artículo en el que informó sobre esta primera reacción nuclear producida artificialmente, Rutherford dijo:

Los resultados en su conjunto sugieren que, si se dispusiera de partículas alfa, o proyectiles similares, de energía aún mayor para experimentar, podríamos esperar que se descompusiera la estructura nuclear de muchos de los átomos más ligeros.[1]

El estudio posterior de las reacciones que involucran núcleos ligeros condujo al descubrimiento de una nueva partícula y a un modelo muy mejorado de la constitución del núcleo. Se han observado muchos tipos de reacciones con núcleos de todas las masas, desde los más ligeros hasta los más pesados, y las posibilidades indicadas por Rutherford han ido mucho más allá de lo que jamás podría haber imaginado en 1919.

Nota:

[1] Este llamamiento a conseguir mayores energías de «proyectiles» fue respondido no mucho después con la construcción de aceleradores de partículas.

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

El artículo La cámara de niebla se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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