Sareko iturriak

Quizás sea el número más famoso de la historia. Lo cierto es que el número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más importantes que existen en el mundo, estudiada por el ser humano desde hace más de 4.000 años. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal que el popular número cuenta con su propio día en el calendario, así el mes de marzo se celebra el Día de Pi en todo el planeta.

Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien en 1988 lanzó la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática: 3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 March, 14th en inglés. En los últimos años, la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo, hasta tal punto que el 26 de noviembre de 2019 la UNESCO proclamó el 14 de marzo Día Internacional de las Matemáticas.

Un año más, el Basque Center for applied Mathematics-BCAM y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU se han sumado a la celebración, organizando la cuarta edición del evento BCAM NAUKAS, que tuvo lugar el 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU.

La primera charla, Fotografía con lente matemática, corrió a cargo de la profesora del departamento de Estadística e Investigación Operativa de la UPV/EHU y fotógrafa aficionada, Irantzu Barrio.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

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

El artículo BCAM-Naukas 2023: Fotografía con lente matemática se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

 

Irudia: IllustrisTNG

 

Fisikako prestakuntza duten pertsonek ereduak gehiegi sinplifikatzeko duten joera da behiesferismoa. Behia esferatzat hartzetik datorkio izena. Noizean behin, fisika berria ziruditen kasuak aurkitzen ditugu, egia esan, ereduaren behiesferismoa da. DIPCko jendeak horrelako kasu bat deskribatu berri du. The origin of the lensing is low problem

Teoria zientifikoak holistikoak dira, hau da, oso gai zehatz bati buruzkoak izanda ere, sistema oso baten barruan daude (zorionez, baten batek paradigma deitu zuena). Zelan testatu daiteke elkar konektatutako teoria sare bat? On theory and observation (5): Testing theory-nets, Jesús Zamoraren eskutik.

Ioi astunen fluxuari zer faktorek eragiten dioten aztertzeko esperimentuak egin dira. The flow of particles in the collisions of heavy ions

Ministroak ez du eskumenik esamoldeak oso gauza desberdinak esan nahi ditu administrazio-ebazpen batean (ministroak ez du eskumenik gaia ebazteko) eta oposizioko alderdi baten mitin batean (ministroak ez du gaitasunik kargua betetzeko). Batzuetan, zentzu-desberdintasunak ez daude hain argi, hiztunek gauza desberdinak ulertzen dituztelako testuinguru berean adierazpen bererako. What do you mean? Semantic disagreements as a source of misunderstandings Juan F. Trillok egina.

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

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Un equipo internacional, del que forma parte el profesor Ikerbasque de la UPV/EHU y asociado al Donostia International Physics Center (DIPC) Tom Broadhurst, utilizó la alta resolución del Telescopio Espacial James Webb (JWST) combinada con una poderosa lente gravitacional para concluir que las galaxias que se formaron en el universo primitivo eran normalmente muy pequeñas y que, en un proceso de evolución jerárquico, estas galaxias se fueron fusionando por gravedad mutua hasta formar galaxias masivas como nuestra Vía Láctea.

El equipo miró más de 13.000 millones de años atrás para descubrir una galaxia enana muy poco brillante que podría ayudar a los astrónomos a saber más sobre las galaxias que existían poco después del Big Bang. Los 3 círculos de la imagen en color son las 3 imágenes de la galaxia lejana aumentada por el cúmulo de galaxias brillantes que se encuentran en primer plano. Imagen; ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly.

Mediante el análisis de los espectros de varias galaxias en el Universo lejano, el equipo ha podido confirmar además la detección de la galaxia enana más distante encontrada hasta la fecha. Según explica Broadhurst, “esta galaxia pequeña y de muy baja luminosidad es una de las primeras que se formaron, solo 500 millones de años después del Big Bang, cuando el volumen del universo era unas mil veces menor que el actual”.

Broadhurst forma parte de un equipo internacional que cuenta con una gran asignación de tiempo del JWST para estudiar estrellas y galaxias en el universo lejano a través de lentes gravitacionales, un método que utiliza objetos masivos, como cúmulos de galaxias, que magnifican en luminosidad y tamaño los objetos que se encuentran detrás. A principios de este año, el equipo ya había medido el espectro de varias estrellas y galaxias mediante esta técnica, “y nos sentimos muy emocionados al detectar una galaxia con un desplazamiento al rojo muy elevado”.  Las últimas observaciones permitieron al equipo confirmar que “la estimación de la distancia de esta galaxia es fiable al 100 %, porque hemos sido capaces de reconocer elementos distintivos en su espectro, como hidrógeno, carbono, oxígeno y neón, que provienen de su gas caliente”.

Pura serendipia

Las mediciones del tamaño de esta galaxia han revelado que se trata de una galaxia enana de muy baja luminosidad situada a 13.200 millones de años luz. Estas mediciones han sido realizadas “gracias a la alta resolución del telescopio James Webb combinada con el poder magnificador de un cúmulo masivo de galaxias que se encuentra en primer plano, que actúa como una lente gigante”, explica el profesor. Broadhurst es un experimentado espectroscopista y experto en lentes gravitacionales, por lo que su trabajo ha consistido en “interpretar el espectro y estimar la amplificación de esta galaxia, mediante un modelo del campo gravitatorio del gran cúmulo de galaxias que actúa como lente en este caso”.

Según explica el investigador, “esta galaxia no era nuestro objetivo principal, pero afortunadamente apareció en las imágenes obtenidas con el James Webb, por lo que decidimos añadirla a nuestra lista de objetivos para una espectroscopía de seguimiento”. Esta serendipia ha llevado al equipo a concluir que “es muy posible que este tipo de galaxia enana y poco luminosa sea típica de las primeras galaxias que se formaron en el Universo primitivo, en lugar de galaxias más brillantes, como afirman otros grupos que no utilizan lentes gravitacionales”.

Referencia:

Hayley Williams, Patrick L. Kelly, Wenlei Chen, Gabriel Brammer, Adi Zitrin, Tommaso Treu, Claudia Scarlata, Anton M. Koekemoer, Masamune Oguri, Yu-Heng Lin, Jose M. Diego, Mario Nonino, Jens Hjorth, Danial Langeroodi, Tom Broadhurst, Noah Rogers, Ismael Perez-Fournon, Ryan J. Foley, Saurabh Jha, Alexei V. Filippenko, Lou Strolger, Justin Pierel, Frederick Poidevin, and Lilan Yang (2023) A magnified compact galaxy at redshift 9.51 with strong nebular emission lines Science DOI: 10.1126/science.adf5307

Para saber más:

La estrella individual más lejana jamás vista
Las lentes gravitacionales permiten observar la aparición de una supernova varias veces

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

El artículo La serendipia de la galaxia enana más lejana se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maialen Muniozguren

Bere mugak ez dira gure galaxian amaitzen; are gehiago, bidea irekitzen du eta ez dakigu non amaitzen den –mugarik baldin badu–. Unibertsoaren hedapenaren teoria onartuta dago, baina XX. mendearen hasierara arte ez zen hala izan. Ez genekien Esne Bidetik harago milaka milioi galaxia zeudenik ere. Gaur egun badakigu unibertsoa mugagabea dela eta urrunean beste galaxia batzuk daudela, hein batean, gaurko protagonistari esker. Henrietta Hill Swope da bera, zefeidak aztertu zituen astronomo estatubatuarra (zefeidak Lur planetatik ikus daitezkeen izar aldakorrak dira, gure planetatik oso urrun dauden distantziak neurtzeko balio dute).

Henrietta txikia eta bere erreferentziak

Henrietta Hill Swope (1902-1980) Missouriko familia aberats eta kultu batean jaio zen. Gerard Swope, bere aita, ingeniaria zen, eta General Electric teknologia enpresan egin zuen lan; enpresako presidentea izatera ere iritsi zen. Mary Hill-ek, Henriettaren amak, berriz, goi-mailako ikasketak egin zituen eta gizarte gaiekin konprometitu zen; hala, Bakearen eta Askatasunaren aldeko Emakumeen Nazioarteko Ligan kargu bat izan zuen. Biak ala biak Hull-Houseko irakasleak izan ziren, non gizarte, hezkuntza eta arte arloetako programa oso berritzaileak garatu ziren. Henrietta txikia, beraz, ikasi nahi izateko eta bere gaitasunak gogokoen zuen eremu akademikoan garatzeko giro aproposean hazi zen.

1. irudia: Henrietta Hill Swope astronomo estatubatuarrak zefeidak aztertu zituen. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Zergatik hautatu zuen Astronomia? Horretarako arrazoietako bat familiaren udako bizilekua izan zen: Massachusetts-en iparraldean dagoen Nantucket irla. Izan ere, irlan hartan Maria Mitchell behatokia zegoen, Margaret Harwood astronomoak zuzendua. Zentroan, jende guztiarentzako mintegiak eta eskolak ematen zituzten eta Henrietta Harlow Shapleyk, Harvardeko behatokiko zuzendariak, emandako hitzaldietako batera joan zen. Hitzaldi horretan, Esne Bidearen egituraz mintzatu zen astronomoa eta neska gaztearengan astronomiarekiko jakin-min handia piztu zuen. Gero, amak bultzatuta, Henriettak Shapleyri idatzi zion, izarren inguruko ikasketei buruzko informazioa eskatzeko.

Harvard eta zefeiden azterketa

20ko hamarkadaren hasieran, Hill Barnard College (New York) unibertsitatean matrikulatu eta Matematikan lizentziatu zen, 1925ean. Ondoren, Chicagora itzuli, eta, Unibertsitateko Gizarte Zerbitzuen Administrazio Eskolan urtebetez aritu eta gero, Harvardeko Radcliffe College-n matrikulatu zen, Astronomiako maisutza eskuratzeko; 1928an lortu zuen.

Beka bati esker, Shapleyrekin batera izar aldakorrak aztertzen hasi zen –hau da, denborarekin distira eta tamaina aldatzen dituzten eta Lur planetatik ikus daitezkeen izarrak–. Han, Cecilia Payne-Gaposchkin eta Adelaide Ames lankideekin –astronomo bikainak haiek ere– adiskidetasun harreman handia izan zuen.

Henriettak, zehazki, zefeidak aztertu zituen; hots, denbora tarte laburretan –1 egunetik 50era artean– argitasuna modu erritmikoan aldatzen duten izar aldakorrak. Argitasunaren aldakortasuna izarren distantziarekiko proportzionala da; hortaz, aldaketa horiek behatzea baliagarria izan daiteke bai Esne Bidearen tamaina, bai beste galaxia batzuetarako distantziak neurtzeko.

Harvarden, izarren argazkiak behatuz aldaketa horiek kalkulatzen aditu bihurtu zen Henrietta. Objektu ugariren argitasuna eta pultsazio aldiak zehaztasun handiz kalkulatu zituen; 1927tik 1942ra bitartean, 1.600dik gora izar aldakor aztertzera iritsi zen, hain zuzen. Eta, epe horretan, inpaktu handiko artikuluak argitaratu zituen, Shapleyrekin batera. Adibidez, nukleo galaktiko masibo baten existentziaren lehenengo ebidentziei buruzko azterlana argitaratu zuten.

Bere grina, etenaldian

Ondo asko dakigu erreferentziazko pertsonak behar direla –etxe barrukoak nahiz kanpokoak– nor bere ametsak betetzen saiatu dadin, baina batzuetan ez dira nahikoak izaten hori lortzeko. Henriettaren kasuan, nahiz eta Harvarden astronomo lanetan aritu, gutxieneko soldata ordaintzen ziotenez, familiaren laguntza ekonomikoarekin biziraun behar izan zuen. Are gehiago, bizitza ia osoan, ezinbestekoa izan zuen laguntza hori astronomian lan egin ahal izateko.

2. irudia: Henrietta Hill Swope, Las Campanas behatokira iristen, duPont teleskopioaren inauguraziora. (Irudia: Carnegie Astronomy. Iturria: Mujeres con Ciencia)

Garai hartan, baldintza ekonomiko eskasen eraginez, Henriettak Harvard utzi behar izan zuen. Hill, izarretatik urrunduz, MITeko erradiazio laborategian hasi zen lanean. 1942tik 1947ra bitartean, Bigarren Mundu Gerra bete-betean, LORAN itsas nabigazioko taulak kalkulatzen egin zuen lan Swopek. Estatu Batuetan sortutako irrati bidezko nabigazio sistema hiperboliko bat zen eta ohiko sistemak baino maiztasun baxuagoak erabiltzen zituen, Ozeano Barean itsasontzien eta hegazkinen arteko komunikazioak zehatzagoak izan zitezen.

Grinari berriz heltzea

1947an, MIT utzi eta berriz ere astroak aztertzen aritu zen. Lizentziatu zen erakundera itzuli zen, Astronomiako eskolak ematera, eta, halaber, Connetticut College for Women Unibertsitatean eskolak eman zituen.

1952an, Walter Baade izen handiko astronomo alemanak San Diegoko (Kalifornia) Palomar behatokira berarekin batera lan egitera joateko eskatu zion Henriettari. Hill bere ikertzaile laguntzailea izatea nahi zuen, Hale teleskopioak detektatutako izar aldakorren bidez izarren eboluzioa elkarrekin aztertzeko. Hillek, azkenean, nahiko modu independentean ikertu zuen eta argitalpen propioak idatzi zituen. Argitalpenen artean, Andromeda galaxiako 275 zefeidaren argi kurben analisia nabarmentzen da. Horren bidez, galaxia horretarako distantzia kalkulatu ahal izan zuen eta ordura arte kalkulatutako zehatzena izan zen: 2,2 milioi argi urte –gaur egun dakigunez, 2,5 milioi argi urtera dago–. Emaitza hark unibertsoaren tamainaren inguruko kontzepzioa aldatu zuen, eta nebulosa espiralak gure galaxiatik urrun dauden beste galaxiak batzuk direla –beraz, ez gure galaxiaren barruan kokatutako objektuak– egiaztatu zuen ebidentzietako bat izan zen. Henrietta Hill Swope gure galaxiaren ateak ireki zituen astronomoa izan zela esan dezakegu.

Alabaina, bere ibilbidearen amaierara arte, Henriettak ez zuen lortu ikertzaile lanpostu finkorik. Azkenean, 1968an eman zioten, Kaliforniako Teknologia Institutuan.

Erretiro eskuzabala eta aitortzak 3. irudia: Henrietta Swope teleskopioa. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Erretiratu aurretik, Henriettak dohaintza handi bat egin zion Washingtongo Carnegie Institutuari, hegoaldeko hemisferioan behatoki astronomikoak garatu zitzan. Diruaren zati bat Txileko Las Campanas behatokiko teleskopioa eraikitzeko erabili zuten, zeina 1971n hasi baitzen jardunean, Henrietta Swope teleskopioa izenarekin.

Erretiratu zen urtean, 1968an, Henriettari Annie Jump Cannon saria eman zion Ameriketako Estatu Batuetako Astronomia Elkarteak, astrofisikan egindako ekarpenagatik.

78 urterekin hil zen, Pasadenan. Bere ondarearen zati handi bat Washingtongo Carnegie Institutuari utzi zion, Las Campanas behatokian mantentze-lanak egin zitzan eta erakundeak astronomia arloko ikerketan jarrai zezan.

Emakume hau izarren zale sutsua izan zen eta dena eman zion izarren azterketari; horren ondorioz, bai Esne Bidearen tamaina, bai haren zeruertzak hobeto ezagutu zituen. Eskerrik asko zure suhartasunagatik, Henrietta Hill Swope!

Iturriak:

• Quique Royuela. Henrietta Hill Swope y las estrellas variables, Principia, 2022ko urriaren 22a
• Las Cefeidas de Henrietta (II), IAC, 2020ko apirilaren 16a
• Hull-House in the Family and in the Stars, Jane Adams Paper Project, 4 noviembre 2020
• The Henrietta Swope Telescope, Observatorio Las Campanas (Chile)
• Henrietta Hill Swope, Wikipedia

Egileaz:

Maialen Muniozguren Puertas, UPV/EHUn Geologiako graduduna eta dibulgatzailea Zumaiako Flyschean.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2022ko azaroaren 15ean: Henrietta Hill Swope, la astrónoma que abrió las puertas de nuestra galaxia.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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monarca
El cultivo de maíz modificado genéticamente que sintetiza proteínas con capacidad insecticida de la bacteria Bacillus thuringiensis, el llamado maíz ttrasngénico Bt, ha aumentado exponencialmente desde las primeras variedades sembradas en 1996 en Estados Unidos y un año después en Canadá. La toxina que producen es la Cry1Ab que controla los insectos barrenadores del tallo del maíz de las especies de lepidóptero Ostrinia nubilalis y Diatraea saccharalis. Las proteínas cry se unen a receptores específicos de las membranas de las células epiteliales del tubo digestivo medio de insectos y las destruyen. Si las células no tienen receptores de proteínas cry no son afectadas por ellas. La historia del desarrollo de este maíz con el gen con capacidad insecticida la cuenta una de las participantes, Laura Privalle, en los laboratorios de la compañía CIBA-Geigy en los años ochenta.

En la revisión de Matías García y sus colegas del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas del CSIC en Madrid, se menciona que hasta el momento, en 2023, se han comercializado 210 tipos de maíz transgénico con resistencia a insectos y, en concreto, son 181 contra lepidópteros y 126 contra coleópteros.

El maíz Bt ha sido, como he mencionado, ampliamente cultivado en muchos países debido a su eficacia contra algunas plagas dañinas, lo que hace que sea competitivo además de suponer beneficios económicos, sociales y ambientales. beneficios sociales. En la Unión Europea (UE), se autorizaron solo dos variantes de maíz Bt, ambas productoras de Cry1Ab, para su cultivo hasta 2023: Bt176 (de la empresa Syngenta) de 1998 a 2005, y MON810 (de Monsanto) desde 2003. La variante de Syngenta se retiró en 2006 y, desde entonces, solo queda la de Monsanto. Entre 2011 y 2021 se cultivaron en la UE de 100000 a 130000 toneladas anuales de esta variante, un 0.05% de los cultivos transgénicos a nivel global.

De los 27 países que componen la Unión Europea, ocho han cultivado maíz Bt en algún momento: España, Portugal, Francia, Alemania, República Checa, Eslovaquia, Polonia y Rumanía. Sin embargo, desde 2017 solo España y Portugal han plantado esta variante de maíz y solo España lo ha cultivado de manera continua desde 1998, durante 24 años desde entonces hasta 2021. Donde más se siembra es en Cataluña, seguida de Aragón y Navarra, por ser las zonas donde las plagas que se controlan con esta variante son más abundantes.

En el estudio de Matías García y su grupo, se indica que el seguimiento a partir de bioensayos de laboratorio muestra que hasta 2021 no se ha producido una disminución de la susceptibilidad a Cry1Ab en estas plagas, confirmando que el maíz Bt sigue siendo eficaz. En la revisión a nivel global publicada este año por Bruce Tabashnik y sus colegas, de la Universidad de Arizona en Tucson, han encontrado un caso de resistencia a Ostrinia nubilalis, en Canadá, y dos casos a Diatraea saccharalis, ambos en Argentina.

Foto: Steve Corey / Wikimedia Commons

El debate sobre la utilización del maíz Bt comenzó en 1999 con la publicación de un breve artículo, firmado por John Losey y su grupo, de la Universidad Cornell de Ithaca, en Nature. Después de ensayar los efectos del polen del maíz transgénico sobre larvas de la mariposa monarca Danaus plexippus, muy conocida en Estados Unidos por su gran migración. Después de estudiarlo en el laboratorio llegaron a la conclusión de que había un efecto significativo del polen sobre la supervivencia de las larvas de la monarca, además de cambios en su conducta para la alimentación y un menor crecimiento. Los autores pedían más datos para evaluar los riesgos asociados con el uso de transgénicos y compararlos con los que provocan los que plantea el uso de pesticidas y otras tácticas de control de plagas.

Dos años más tarde, en 2001, Richard Hellmich y su equipo, del Departamento de Agricultura, ensayaron los efectos del maíz Bt con la variante Cry1Ab sobre larvas de la mariposa monarca y concluyeron que no tiene efectos agudos sobre ellas en entornos en el campo. Y en 2002 se publicó en Inglaterra una nueva revisión, por el grupo de Angharad Gatehouse, de la Universidad de Newcastle, llega a la misma conclusión: el cultivo de las variedades comerciales de maíz Bt (Monsanto y Novartis) no supone un riesgo significativo para las poblaciones de la mariposa monarca y, en general, para insectos que no son el blanco de la capacidad insecticida de Cry1Ab, incluyendo a los polinizadores. Para 2002 la siembra de maíz Bt ha crecido más de un 40% mientras que las poblaciones de la mariposa monarca han aumentado un 30%. Para el Departamento de Agricultura de Estados Unidos, según el resumen de Mike Mendelsohn y sus colegas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), el maíz Bt no presenta riesgos para el ambiente ni para la salud humana.

Y en el meta-análisis de 47 experimentos de campo publicado en 2007 por Michelle Marvier y sus colegas, de la Universidad Santa Clara de California, los autores concluyen que los invertebrados que no son el objetivo de la capacidad insecticida del maíz Bt son más abundantes en los campos de este cultivo que en los tratados con insecticidas.

Referencias:

García, M. et al. 2023. Monitoring insect resistance to Bt maize in the European Union: Update, challenges, and future prospects. Journal of Economic Entomology doi: 10.1093/jee/toac154.

Gatehouse, A.M.R. et al. 2002. The case of monarch butterfly: a verdict is returned. Trends in Genetics 18: 249-251.

Hellmich, R.L. et al. 2001. Monarch larvae sensitivity to Bacillus thuringiensis-purified proteins and pollen. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 98: 11925-11930.

Losey, J.E. et al. 1999. Transgenic pollen harms monarch larvae. Nature 399: 214.

Marvier, M. et al. 2007. A meta-analysis of effects of Bt cotton and maize on nontarget invertebrates. Science 316: 1475-1477.

Mendelsohn, M. et al. 2003. Are Bt crops safe? Nature Biotechnology 21: 1003-1009.

Privalle, L.S. 2017. The story behind the approval of the first Bt maize product. En “Women in sustainable agriculture and food biotechnology”, p. 71-83. Ed. por L.S. Privalle. Springer Int. Publ. Suiza.

Tabashnik, B.E. et al. 2023. Global patterns of insect resistance to transgenic Bt crops: The first 25 years. Journal of Economic Entomology doi: 10.1093/jee/toac183.

Wikipedia. 2023. Genetically modified maize. March 25.

Para saber más:

La historia de Cruz Gallastegui y el maíz híbrido
Ciencia, creencias, política y matar al mensajero

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 maíz transgénico y la mariposa monarca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Josu Alberoren Mikrobioen mundu liluragarria (2019) liburuaren helburua mikrobioen mundua desmitifikatzea da. Jakina da kaleko jendeak informazio okerra izaten duela sarritan mikrobioez, irudi desitxuratu eta aurreiritziz betea. Oro har, mikrobioak gauza negatiboekin lotzen ditugu, eta ez gara jabetzen mikrobio gehienak ez direla kaltegarriak; kontrara, horietako asko onuragarriak ere badira.

Irudia: Mikrobioen mundu liluragarria liburuaren azala. (Iturria: UPV/EHU argitalpenak)

Beraz, mikrobioen mundua hobeto ezagutarazi nahi genuke liburu honekin. Ez da, ordea, liburu tekniko bat (horretarako badaude liburu onak eskura). Aitzitik, liburu honek biologia gutxi dakitenei lagundu nahi die, azalpen ulerterrazak emanez, mikrobioen mundua hobeto konpreni dezaten. Dibulgaziozko lana duzue hau, bada, zorroztasun zientifikoari uko egin gabe ulergarritasuna ere bilatzen duena.

Josu Albero (1957) Biologia Zientzietan lizentziaduna da Bartzelonako Unibersitatean, Mikrobiologian espezializatua. Azpeitiko Izadi laborategiaren bazkide sortzailea (1996) da. Euskarazko Wikipediaren aspaldiko kolaboratzailea eta ehunka artikuluren egilea (Mikrobiologiari, Immunologiari eta Biokimikari buruzkoak). Euskal Wikilarien Elkarteko Zuzendaritza Batzordeko kide izandakoa.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Mikrobioen mundu liluragarria
• Egilea: Albero Rodríguez, Josu
  Garzia Garmendia, Juan (bildumaren zuz.); Basaras Ibarzabal, Miren (begirale tek.); Roque Eguskitza, Iñigo (hizkuntza-beg.)
• ISBN: 978-84-1319-082-2
• Edizio mota: Rustikoa
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2019
• Orrialdeak: 182 or.

Iturria:

Euskara, Kultura eta Nazioartekotzearen arloko Errektoretza, UPV/EHU argitalpenak, ZIO bilduma: Mikrobioen mundu liluragarria

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En esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica vamos a hablar de un interesante juego de estrategia para dos jugadores que fue descrito y estudiado en un libro maravilloso, como es Recreaciones matemáticas (que tenemos la suerte de que esté traducido al castellano, aunque no sea fácil de conseguir en estos momentos), del matemático francés Édouard Lucas (1842-1891) y posteriormente recuperado por el gran divulgador de las matemáticas Martin Gardner (1914-2010), en su columna en la revista Scientific American de juegos matemáticos, en 1963. Se trata del juego militar francés, que recibe también otros nombres como el juego de los soldados, la liebre y los sabuesos, o el halcón y las palomas.

Portadas de los cuatro volúmenes de Recreaciones matemáticas, de Édouard Lucas, publicados por la editorial Nivola en 2007 y 2008

En el volumen 3 de Recreaciones matemáticas (publicado originalmente, de forma póstuma, en 1893), Édouard Lucas habla de un juego con cierta fama en los círculos militares franceses, que recibe el nombre el juego militar, e incluso menciona un evento relacionado con el mismo que ocurrió en un famoso café de París, el café de la Regencia, un sitio habitual de los jugadores y apasionados del ajedrez. Aunque Lucas ya había publicado esa información en el artículo Recreaciones científicas, el juego militar de la revista científica La Nature en el año 1887.

Portada de la revista La Nature, de 1887, en la que aparece publicado el artículo Recreaciones científicas, el juego militar

En el citado artículo, así como en el volumen 3 de Recreaciones matemáticas, sobre el juego militar Lucas escribe que el juego aparece mencionado en una revista militar, el Bulletin de la Réunion des officers, de agosto de 1886, otorgándose la autoría del juego a un militar francés, Louis Dyen. Lucas incluye el siguiente párrafo de dicha publicación:

El Sr. Louis Dyen, subteniente retirado, caballero de la Legión de honor, ha dedicado su tiempo libre a la creación de un juego militar que ha ofrecido a la biblioteca y que, por sus variadas combinaciones, da una idea sobre las estratégicas maniobras empleadas por tres brigadas de caballería para cortar las comunicaciones de un cuerpo de ejercito que están asediando. Bajo una apariencia de las más simples, el juego militar presenta una variedad de combinaciones muy complicadas. La partida material del juego se compone de un tablero, parecido al del ajedrez, en el que hay 11 casillas, unidas a sus vecinas por otras tantas líneas rectas, que marcan otras tantas etapas que cada brigada debe superar para cortar al cuerpo de ejército sus comunicaciones y que el cuerpo de ejército dbe superar para evitar ser bloqueado. El cuerpo del ejército saldrá victorioso cuando, tras un número de etapas fijado con anterioridad, no se haya podido inmovilizar; es vencido en caso contrario. Menos difícil que el ajedrez el juego militar es más instructivo y merece ser recomendado como una distracción de las más útiles a los oficiales y a los suboficiales.

Sin embargo, la autoría del juego no está clara. El propio Édouard Lucas escribe la siguiente nota: “Según Martin Gall [que es un seudónimo del campeón de ajedrez francés Jules Arnous de Riviére (1830–1905)], cronista de juegos de combinación del Journal Gil Blas, el inventor del Juego militar sería el Sr. Constant Roy, de Saint-Mandé (Seine) [que son unos suburbios de París]”. El ingeniero francés Constant Roy patentó este juego en enero de 1886 (patente número 173.665) con el nombre Système de jeu dit le stratagème militaire (Sistema de juego llamado la estratagema militar).

Diseño del tablero del juego militar que aparece en la patente del ingeniero francés Constant Roy

 

Tablero del juego militar que incluye Édouard Lucas en el artículo sobre este juego de estrategia

 

Aprendiendo a jugar

Pero vayamos con las reglas del juego. El tablero consta de 11 casillas, cada una de las cuales está unida por aristas con las casillas adyacentes. Como se puede observar en las imágenes anteriores, las 9 casillas del centro, que forman un cuadrado y están unidas como en el tres en raya (que Lucas numera del 1 al 9, como se ve en la siguiente imagen), mientas que hay 2 casillas más (una la casilla 0 y otra la casilla a, en la siguiente imagen) situadas cerca de dos lados opuestos del cuadrado central y unidas a las tres casillas de cada lado cercano. Y hay cuatro fichas, tres se corresponden con las torres (imagen de Lucas) o las brigadas de caballería (versión de Louis Dyen) en la versión militar o con los sabuesos o palomas (fichas blancas en el siguiente tablero) en las otras versiones, y otra ficha que se corresponde con el cuerpo del ejército, en la versión militar, o con la liebre o el halcón (ficha negra en el siguiente tablero), en las otras versiones.

Tablero del juego militar francés, con la notación de las casillas de Édouard Lucas

 

El objetivo del juego es el siguiente, para los sabuesos (fichas blancas) bloquear a la liebre (ficha negra) y para la liebre escapar de los sabuesos.

Las reglas del juego son las siguientes:

1. En la posición inicial los sabuesos (fichas blancas) están en un extremo del tablero (véase la siguiente imagen), por ejemplo, en las casillas 1, a y 3 de la notación de Lucas, mientras que la liebre (ficha negra) está en la casilla adyacente a las otras tres, la casilla 2 en la notación de Lucas.

2. Hay dos jugadores, uno juega con las fichas blancas (los sabuesos) y el otro con la ficha negra (la liebre), y cada uno de ellos mueve, por turnos, una de sus fichas hacia una casilla adyacente. Y empieza el jugador que juega con la liebre.

3. Las fichas blancas solo se pueden mover lateralmente o hacia adelante, mientras que la ficha negra se mueve en cualquier dirección.

4. Gana el jugador con juega con los sabuesos si estos bloquean a la liebre, es decir, la ficha negra no puede moverse hacia ninguna casilla adyacente, ya que están las fichas blancas bloqueándola; en caso contrario, es decir, si los sabuesos han sido incapaces de bloquear a la liebre, gana el jugador que juega con la liebre.

Posición inicial del juego militar francés, sobre el tablero con la notación de las casillas de Édouard Lucas

 

Pero, como os suelo decir cada vez que hablamos de juegos, lo primero que os recomiendo es

¡Jugar, jugar y jugar!

En el tercer volumen del libro Winning ways for your mathematical plays, de Elwyn R. Berlekamp, John H. Conway y Richard K. Guy, se utiliza un tablero diferente (con casillas que son cuadrados y octógonos, y la adyacencia se da cuando dos casillas comparten un lado), pero que esencialmente es el mismo.

El número de posiciones distintas del juego

Como menciona Édouard Lucas en el prospecto del juego se menciona, entre otras cosas, lo siguiente:

Este nuevo juego, basado en la estrategia militar y que parece, a primera vista, de una gran simplicidad, presenta, al contrario, movimientos difíciles y exige atención continua.

Los jugadores se encuentran pronto en presencia de combinaciones incalculables de defensa y de paso, dependiendo siempre del ataque y de la réplica, lo que permite compararlo con el juego del ajedrez.

A pesar de lo que dice el prospecto de que hay “combinaciones incalculables de defensa y de paso”, más bien el número de posiciones distintas del juego se pueden calcular con facilidad y no es un número excesivamente grande.

El cálculo del número de posiciones distintas del juego es un sencillo cálculo combinatorio. Por una parte, podemos pensar de cuántas formas pueden estar colocadas las fichas blancas (las torres o sabuesos), que son tres, sobre el tablero, que consta de 11 casillas. La respuesta es el número combinatorio C(11, 3), “11 sobre 3”, el número de formas de elegir 3 objetos (en este caso, casillas donde colocar las tres fichas blancas) de entre un total de 11 objetos (las casillas del juego) posibles. Recordemos que el número combinatorio C(n, k) (puede leerse sobre los números combinatorios en cualquier libro de combinatoria, aunque también podéis leer sobre ellos en cualquiera de mis dos últimos libros, La gran familia de los números, cuyo capítulo 6 está dedicado a familias de números que surgen del campo de la combinatoria, o Las matemáticas como herramienta de creación artística, que en su capítulo 4 habla de permutaciones y combinaciones en matemáticas y en arte contemporáneo) es

donde la operación factorial está definida como

Por lo tanto, el número de formas en las que pueden estar colocadas las fichas blancas sobre el tablero son C(11, 3) = 165.

Por otra parte, para cada una de esas 165 posiciones distintas de las tres fichas blancas, la ficha negra tiene 8 posibles casillas en las que estar colocadas, luego el número de posiciones distintas del juego, de formas de colocar las tres fichas blancas y la ficha negra son 165 por 8, esto es, 1.320 posiciones distintas del juego.

Aunque puede ocurrir que dos posiciones, aunque sean distintas, sean esencialmente la misma, ya que son simétricas respecto al eje que une las casillas exteriores a y 0, como las dos que se muestran en la siguiente imagen.

La estrategia ganadora

El prospecto del juego, después de lo anterior, continúa así:

Recompensas de cien francos son ofrecidas por el inventor a las personas que ganen tantas partidas como él mismo, y recompensas de mil francos a las que ganen más de la mitad.

Eso nos hace sospechar que seguramente existe alguna estrategia ganadora para alguno de los dos jugadores, el que juega con los sabuesos o el que juega con la liebre. De hecho, como hemos comentado al inicio de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica el matemático Édouard Lucas ya analizó el juego, mostrando que existe una estrategia ganadora, en concreto, para las fichas blancas.

En primer lugar, Lucas analiza 6 finales de partida (que llama partidas elementales y denomina con las letras A, B, C, D, E y F), donde mueven las fichas blancas, en alguno de los cuales terminará la partida si las blancas juegan según la estrategia que veremos más adelante.

La partida elemental A

En este final de partida, que vemos representado en la siguiente imagen, mueven las fichas blancas y ganan en un solo movimiento. Basta trasladar la ficha blanca de la casilla 5 a la 8 y la ficha negra quedará bloqueada en la casilla 0, sin posibilidad de movimiento.

Partida elemental A

 

Podríamos describir ese final de partida como 579 0 789, donde los grupos de tres caracteres indican las posiciones de las tres fichas blancas después de que hayan movido las blancas y el grupo de un solo carácter indica la posición de la ficha negra después de que haya movido.

La partida elemental B

De nuevo mueven las fichas blancas y ganan en un solo movimiento, pasando la ficha blanca de la casilla 8 a la 7. Utilizando la anterior notación, la descripción de la partida sería 158 4 157.

Partida elemental B

 

Esta partida nos sirve para explicar que podríamos considerar la partida elemental simétrica (es decir, las fichas blancas estarían en las casillas 3, 5 y 8. mientras que la ficha negra estaría en la casilla 6), cuya solución es idéntica (la ficha de la casilla 8 pasa a la casilla 9). En todo el estudio que hace Lucas, y que estamos explicando aquí, evita repetir el análisis para las posiciones simétricas.

La partida elemental C

Para esta partida elemental donde dos de las fichas blancas están en las casillas 7 y 9, la otra ficha blanca puede estar en cualquiera de las casillas 1, 2, 3, 4 o 6 (que en la siguiente imagen hemos indicado dando un poco de color amarillo a la ficha), mientras que la ficha negra está en la casilla 8.

Las blancas mueven y ganan en dos movimientos. Se mueve la ficha blanca que está en la tercera casilla (una de las casillas 1, 2, 3, 4 o 6) a la casilla del centro, la casilla 5, luego a la casilla negra no le queda más remedio que ir a la casilla 0, y llegamos a la partida elemental A.

Partida elemental C

 

Según la notación de Lucas, asumiendo que la tercera ficha blanca estuviese en la casilla 1 (de forma similar para el resto), la partida elemental C se describiría como 179 8 579 0 789.

La partida elemental D

Otro sencillo final de partida en el que mueven las blancas y ganan en dos movimientos. Basta llevar la ficha de la casilla 6 a la 9, y estaremos en la partida elemental A. La descripción de la misma sería 567 8 579 0 789.

Partida elemental D

 

La partida elemental E

Esta partida elemental es, de nuevo, múltiple, como la partida C. Las dos primeras fichas blancas están en las casillas 5 y 7, mientras que la tercera estará en una se las siguientes casillas, 1, 2, 3, 4 o 6, como antes, mientras que la ficha negra estará en la casilla 0. Ahora, las fichas blancas necesitan tres movimientos para ganar. Las fichas blancas mueven de 5 a 9, la ficha negra solo puede mover a 8, quedando la posición de la partida elemental C.

Partida elemental E

 

La partida elemental F

En esta posición las fichas blancas mueven y ganan en 3 o 4 movimientos, en función de los movimientos de la negra. Para empezar las blancas mueven de la casilla 1 a la 4, y la ficha negra, que está en la casilla 7, tiene dos opciones, mover a la casilla 8 o a la casilla 0. En función del movimiento de la ficha negra, las blancas moverán en consecuencia. Si la ficha negra pasa a la casilla 8, será la posición simétrica a la partida elemental D, y las blancas ganarán en dos movimientos más (las blancas mueven de 4 a 7, la negra retrocede a 0 y las blancas mueven de 5 a 8, quedando bloqueada la negra), mientras que si la ficha negra pasa a la casilla 0, las blancas mueven de 5 a 7 y la ficha negra de 0 a 8 quedando la posición elemental C y las blancas ganan en dos movimientos (las blancas mueven de 4 a 5, las negras retroceden a la casilla 0 y las blancas la bloquean moviendo de 5 a 8).

Partida elemental F

 

Las dos partidas posibles serían 159 7 459 8 579 0 789 y 159 7 459 0 479 8 579 0 789, que Édouard Lucas denota de la siguiente manera, con una linea vertical, para reflejar las dos opciones de movimiento de la ficha negra.

La representación numérica del desarrollo de la partida elemental F

 

Como hemos explicado más arriba, en la posición inicial la ficha negra está en la casilla 2, mientras que las fichas blancas están en las casillas a, 1 y 3. El primer movimiento de la ficha negra es obligado, de la casilla 2 a la casilla 5 y ahí las blancas, aunque tienen diferentes opciones deberían mover de la casilla a a la casilla 2. Luego el inicio de la partida sería 2 a13 5 123. En el siguiente recuadro se recoge la tabla del análisis del juego realizada por Lucas para mostrar que ganan las fichas blancas si mueven convenientemente. Las letras, de la A a la F, indican que hemos llegado a la partida elemental con ese nombre, mientras que el símbolo del $ nos indica que más arriba en la tabla ya se ha producido esa situación y que, por tanto, se continúa de igual forma.

Recuadro con la estrategia ganadora para las fichas blancas en el juego militar francés

 

Para comprender bien la estrategia ganadora y disfrutar del análisis de Lucas lo mejor es ir reproduciendo las diferentes jugadas que nos describe el anterior recuadro.

Por cierto, como podemos observar las fichas blancas ganan en doce movimientos como mucho.

Variaciones

Para terminar podemos plantar algunas variaciones. La primera sería jugar empezando con la ficha negra en otra posición distinta. Por ejemplo, un inicio de partida bastante frecuente es con la ficha negra en el otro lado del tablero, en la casilla 0, y el jugador que empieza primero se decide a suertes o se va cambiando. Por ejemplo, en la siguiente imagen se muestra el tablero de la empresa de juegos Thinkfun que plantea esta alternativa.

Tablero del juego Sabuesos y liebre de la empresa de juegos Thinkfun, que podéis encontrar (en pdf) en la página web de Thinkfun

 

Existen diferentes alternativas al tablero del juego. Algunas de las cuales las mostraremos a continuación para quienes estén interesados en jugar a ellas. La primera es un tablero similar al anterior, pero con tan solo 9 casillas, se han eliminado dos de la parte central (véase la siguiente imagen).

Tablero del juego con tan solo nueve casillas

 

Existe otra versión con 12 casilla, que mostramos en la siguiente imagen.

Tablero del juego con doce casillas

 

Incluso un tablero circular de 13 puntos (véase la siguiente imagen), entre muchos otros que ya no incluimos en esta entrada.

Tablero circular del juego con trece casillas

 

Bibliografía

1.- Édouard Lucas, Recreaciones Matemáticas, vol. 1 – 4, Nivola, 2007, 2008.

2.- Peter Michaelsen, Haretavl – Hare and Hounds as a board game, en el libro Sport Und Spiel Bei den Germanen. De Gruyter, pp. 197 – 216, 2013.

3.- Raúl Ibáñez, La gran familia de los números, Libros de la Catarata, 2021.

4.- Raúl Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, Libros de la Catarata, 2023.

5.- Michel Boutin, Les jeux dans les collections du Conservatoire national des arts et métiers, 8-Le Jeu militaire (8e partie), Le Vieux Papier, no. 435, pp 213-222, 2020.

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 El juego militar francés se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Errenazimentutik aurrera olioaren teknika gailendu bazen ere, zenbait margolanetarako pigmentuetan oraindik arrautza botatzen zela proposatu du ikertzaile talde batek. Egin dituzten proben arabera, arrautza gehitzeak abantaila nabarmenak ditu.

1. irudia: Sandro Botticelliren Kristoren erosta (1490-1495 inguruan) margolanean bi teknika aldi berean erabili ziren. Pertsonaien azalak eta zenbait arropa tenperan marraztuta daude. Belarra eta atzeko harrizko hilobia, berriz, olioan margotuta daude. (Irudia: Wikimedia Commons– Domeinu publikoko irudia. Iturria: Yorck Project GNU)

Artearen munduan iraultza txiki bat gertatu zen Erdi Aroaren bukaera aldera. Ordura arte, margolanetan gehien erabilitako aglutinatzailea arrautza izan zen. Horretan abiatzen da, gehienetan, tenperaren teknika. Garai horretan artistak edo —horiek izatekotan— beren laguntzaileak ziren pigmentuak egiteaz arduratzen zirenak. Funtsean, jatorri mineral edo begetaleko pigmentua birrindu eta likido bat gehitzen zuten, pintzelekin zabaltzeko moduko pasta bat lortu ahal izateko. Likido hori arrautza gorringoa eta ura zen gehienetan.

Baina Jan van Eyck artista flandriarrak olioaren alde egin zuenean, artearen historia behin betiko aldatu zen, gaurdaino. Izan ere, eta XX. mendean akrilikoa agertu arte, olioa izan da handik aurrera margolanetan gehien izan den teknika. Ernst H. Gombrichek bere Artearen historia ospetsuan azaltzen duenez, abantailak nabarmenak ziren. “Arrautza beharrean olioa erabiltzean, [Van Eyckek] doitasun handiagoarekin eta mantsoago margotu ahal zuen; kolore gardenak egiten zituen geruzetan aplikatu ahal izateko; pintzel zorrotzarekin zatirik argitsuenak nabarmendu ahal zituen, eta horrela bere garaikideak harritu zituzten doitasunezko mirari horiek lortu ahal zituen; modu berean, horrek ekarri zuen olio bidezko margoa onartua izan zela kolorearentzako bide egokiena bezala”.

Philip Ball-en The Invention of Colour liburuan olioaren abantailen laburpena egiten du. “Olioaren kasuan, fluido geruza batek pigmentu partikula bakoitza ‘isolatzen’ du. Beraz, tenperan pigmentuek elkarrekintza kimikoa dute, baina olioan modu egonkor batean konbinatu daitezke. Ondoren, margolariak askatasun gehiago izango du paletaren bitartez pigmentu nahasketa konplikatuak egiteko”. Alde ona handiak izanik ere, jakina da gauza gutxitan lortzen direla erabateko abantailak. Hala, teknika berriarekin koloreak ez ziren berdin azaltzen. Adibidez, itsasoaz haraindiko urdina ilunago geratzen zen, eta gorrimina ere ez zen horren distiratsu agertzen. Hortaz, teknika berriaren erabilerak ekarri zuen pigmentuak berrasmatu edo berrantolatu beharra. Aldaketa ez zen guztiz bat-batekoa izan, noski. Kasu askotan ezaguna da teknika mistoak erabili izan zirela. Kasurako, Da Vinciren lan batzuetan bi teknikak erabili izan dira.

Dena dela, horrek ez du esan nahi arrautza behin betiko baztertu zenik. Izan ere Sandro Botticelli, Leonardo da Vinci eta beste hainbat margolariren koadroak aztertu direnean —bai eta Dürer, Vermeer edo Rembrandt-en margoak ere—, horietan aurkitu dira, olioaren arrastoaz gain, proteinen arrastoak, eta horiek arrautza bota izanaren ondorio izan dela uste da.

Nature Communications aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean nazioarteko ikertzaile talde bat horren arrazoia argitzen saiatu da; horretarako, koadroen analisia baino, probak egiteari ekin diote. Argudiatu dutenez, halako margolan garrantzitsuen inguruko azterketa batzuk eginda daude dagoeneko, baina oso mugatuak izan dira. Arrazoia sinplea da: ez da batere erraza —ezta gomendagarria ere—, maisulan preziatu horien laginak hartzea, analisian zati horiek suntsitu behar direlako. Halere, aurreratu dute etorkizunean koadroen laginekin ere lan egiteko asmoa dutela.

Probetan erabilitako pigmentuak berun-zuria eta itsasoaz haraindiko urdina izan dira, horiek mende luzez erabili izan baitira artearen historian zehar —lehenari dagokionez, eskerrak erabiltzeari utzi zitzaiola, beruna neurotoxiko indartsua delako—. Horrez gain, horien aukeraketaren beste arrazoi bat izan da modu desberdinean zahartzen direla artelanaren bizitzan zehar.

2. irudia: Olioaren kasuan, Errenazimentuko margolariek tentu handiz jardun behar zuten, lehortzean zimurrak eta arrakalak ez sortzeko. Hala gertatu zitzaion Da Vinciri, Krabelinaren Andre Maria margolanean. (Irudia: Wikimedia Commons – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Yelkrokoyade)

Maisu zaharrek egiten zuten antzera, hiru pintura mota prestatu dituzte. Lehen kasuan linazi olioan disolbatu dute pigmentua. Bigarrenean, nahasketa horri arrautza gorringo tanta batzuk bota dizkiote. Azkenik, hirugarrenean arrautza gorringoaren eta uraren arteko nahasketa batean disolbatu dituzte pigmentuak. Nahasketa hori lehortu denean, birrindu eta olioan txertatu dute. Ikertzaileek aurkitu dute arrautzaren gorringoa erabiltzeak aukera ematen duela margolanetan denborarekin agertu daitezkeen zenbait gaitzi aurre egiteko. Diotenez, hezetasunari lotutako arazoak, azalean sortzen diren zimurrak eta artelanaren horitzea ere ekidin daiteke arrautzarekin.

Gakoa arrautzaren proteinetan dagoela dirudi. Ezaguna da kozinatzen denean zer gertatzen den arrautzaren zuringoarekin: ordura arte gardena zena zuri-zuria jartzen da, eta egitura zurruna bihurtzen da. Eta hori gertatzen da, hain zuzen, beroarekin batera arrautzan dauden proteina horien arteko egitura aldatzen delako. Desnaturalizazioaren bitartez, zenbait lotura apurtzen dira, eta, lotura bakar bat mantenduta, euren artean sare zabal bat osatzen dute. Gorringoaren kasuan ere gertatzen da hori, baina mantsoago, bertan dauden lipidoek prozesua zaildu egiten dutelako.

Bada, ikertzaileek proposatu dutenez, arrautzaren proteina hauek geruza bat sortzen dute pigmentuaren partikulen inguruan, eta horrek ahalbidetzen du, adibidez, hezetasunik ez xurgatzea. Modu berean, pigmentu partikulak inguratzen dituen proteina geruza horrek ahalbidetzen du koloreak bere horretan mantendu daitezela.

Bestetik, lehortze prozesuan ere zimurrak sortzea saihesten du. Izan ere, margoen lehortze denbora handitu egin da arrautza bota denean. Ikertzaileek uste dute hau gorringoaren ezaugarri antioxidatzaileen ondorio izan daitekeela.

Zientzialariek diote ikerketa honek balio dezakeela teknika berriak garatzeko Italiako errenazimendu garaiko zenbait artistaren margo garrantzitsuak kontserbatzeko ahaleginean. Momentuz, ezin dute ziurtatu proteina aztarna horiek nahita sartutako arrautzaren ondorio direla, maisulanak margotu ziren garaian horren inguruko erreferentziarik ez dagoelako iturrietan, baina sinetsita daude artistek nahita sartu zutela arrautza olio margolanetan, ezagutzen zutelako praktikan horrek emaitza onak ematen zituela.

Erreferentzia bibliografikoa:

Ranquet, O., Duce, C., Bramanti, E. et al. (2023). A holistic view on the role of egg yolk in Old Masters’ oil paints. Nature Commun 14, 1534. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-023-36859-5

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Si la carga del electrón no fuera perfectamente redonda, podría indicar la existencia de partículas ocultas. Una nueva medición se acerca a la perfección.

Un artículo de Zack Savitsky. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Si el electrón tuviese el tamaño de la Tierra, el experimento podría detectar la protuberancia de una molécula de azúcar. Imagen: Kristina Armitage / Quanta Magazine

Imagina un electrón como una nube esférica de carga negativa. Si esa bola fuera mínimamente menos redonda ello podría ayudar a explicar las lagunas fundamentales en nuestra comprensión de la física, incluido por qué el universo contiene algo en lugar de nada.

Dado lo que está en juego, una pequeña comunidad de físicos ha estado buscando obstinadamente cualquier asimetría en la forma del electrón durante las últimas décadas. Los experimentos son ahora tan sensibles que, si un electrón fuera del tamaño de la Tierra, podrían detectar una protuberancia en el Polo Norte de la altura de una sola molécula de azúcar.

Ya tenemos los últimos resultados: El electrón es más redondo que eso.

La medición actualizada decepciona a cualquiera que tenga esperanzas de encontrar señales de una nueva física. Aun así, ayuda a los teóricos a restringir sus modelos para qué partículas y fuerzas desconocidas pueden faltar en la imagen actual.

“Estoy seguro de que es difícil ser el experimentador que mide cero todo el tiempo, [pero] incluso un resultado nulo en este experimento es realmente valioso y realmente nos enseña algo”, afirma Peter Graham, físico teórico de la Universidad de Stanford. El nuevo estudio es «una hazaña tecnológica y también muy importante para la nueva física».

Cazando elefantes furtivamente

El modelo estándar de física de partículas es nuestra mejor lista de todas las partículas que existen en el zoológico del universo. La teoría ha aguantado excepcionalmente bien las pruebas experimentales durante las últimas décadas, pero deja algunos «elefantes en la habitación» serios, afirma Dmitry Budker, físico de la Universidad de California, Berkeley.

Por un lado, nuestra mera existencia es prueba de que el Modelo Estándar está incompleto, ya que según la teoría, el Big Bang debería haber producido partes iguales de materia y antimateria que se habrían aniquilado entre sí.

En 1967, el físico soviético Andrei Sakharov propuso una posible solución a este enigma en concreto. Conjeturó que debe haber algún proceso microscópico en la naturaleza que se vea diferente marcha atrás; de esa manera, la materia podría llegar a dominar a la antimateria. Unos años antes, los físicos habían descubierto esa situación en la desintegración de la partícula kaón. Pero eso por sí mismo no era suficiente para explicar la asimetría.

Desde entonces, los físicos han estado a la caza de indicios de nuevas partículas que podrían inclinar aún más la balanza. Algunos lo hacen directamente, utilizando el Gran Colisionador de Hadrones, a menudo promocionado como la máquina más complicada jamás construida. Pero en las últimas décadas, ha surgido una alternativa comparativamente de bajo presupuesto: observar cómo las partículas hipotéticas alterarían las propiedades de las partículas conocidas. “Ves huellas [de nueva física], pero en realidad no ves lo que las hizo”, afirma Michael Ramsey-Musolf, físico teórico de la Universidad de Massachusetts en Amherst.

Una huella potencial de este tipo podría aparecer en la redondez del electrón. La mecánica cuántica dicta que dentro de la nube de carga negativa del electrón, otras partículas están constantemente parpadeando dentro y fuera de la existencia. La presencia de ciertas partículas «virtuales» más allá del modelo estándar, del tipo que podría ayudar a explicar la supremacía primordial de la materia, haría que la nube de electrones pareciese un poco más con forma de huevo. Una punta tendría una carga un poco más positiva, la otra un poco más negativa, como los extremos de un imán. Esta separación de carga se conoce como momento dipolar eléctrico (MDE).

El modelo estándar predice un MDE extremadamente diminuto para el electrón, casi un millón de veces más pequeño de lo que pueden medir las técnicas actuales. Por lo tanto, si los investigadores detectaran una forma oblonga usando los experimentos de hoy, eso revelaría señales definitivas de nueva física y apuntaría hacia lo que podría faltar en el modelo estándar.

Para encontrar el MDE del electrón los científicos buscan un cambio en el espín de la partícula, una propiedad intrínseca que define su orientación. El espín del electrón puede invertirse fácilmente mediante campos magnéticos, y su momento magnético sirve como una especie de manivela. El objetivo de estos experimentos de laboratorio es tratar de invertir el espín pero usando campos eléctricos, con el MDE como manivela eléctrica.

“Si el electrón es perfectamente esférico, no tiene manivelas que asir con las que ejercer un par”, explica Amar Vutha, físico de la Universidad de Toronto. Pero si hay un MDE considerable, el campo eléctrico lo usará para tirar del espín del electrón.

En 2011, investigadores del Imperial College de Londres demostraron que podían amplificar este efecto de manivela al anclar el electrón a una molécula pesada. Desde entonces, dos equipos principales se han ido superando uno al otro cada pocos años con mediciones cada vez más precisas.

Un experimento, ahora en la Universidad de Northwestern, se conoce con el nombre de Advanced Cold Molecule Electron MDE, o ACME (un acrónimo inspirado en los viejos dibujos animados del Correcaminos). Otro tiene su sede en el instituto JILA de la Universidad de Colorado. Las mediciones de los equipos competidores han aumentado en sensibilidad en un factor de 200 en la última década, y aún no hay MDE a la vista.

“Es una especie de carrera, excepto que no tenemos idea de dónde está la línea de meta, o incluso de si hay una línea de meta”, afirma David DeMille, físico de la Universidad de Chicago y uno de los líderes del grupo ACME.

Una carrera hacia lo desconocido

Para seguir avanzando, los investigadores quieren dos cosas: más mediciones y un tiempo de medición más prolongado. Los dos equipos toman enfoques opuestos.

El grupo ACME, que estableció el récord anterior en 2018, prioriza la cantidad de mediciones. Disparan un haz de moléculas neutras a través del laboratorio, midiendo decenas de millones de ellas cada segundo, pero solo durante unos pocos milisegundos cada una. El grupo JILA mide menos moléculas, pero durante más tiempo: atrapan unos pocos cientos de moléculas a la vez y luego las miden durante un máximo de tres segundos.

La técnica de captura de iones, desarrollada por primera vez por Eric Cornell, físico de la Universidad de Colorado en Boulder, que dirige el grupo JILA, fue «un gran avance conceptual», afirma DeMille. “Muchas personas en el campo pensaron que esto era una locura. Verlo llegar a buen término es realmente emocionante”.

Tener dos configuraciones experimentales distintas que puedan cotejarse entre sí es «absolutamente crucial», explica Budker. “No tengo palabras para expresar mi admiración por esta inteligencia y persistencia. Es simplemente la mejor ciencia que existe”.

La técnica de Cornell se presentó por primera vez en 2017 con moléculas de fluoruro de hafnio. Desde entonces, las mejoras técnicas han permitido que el grupo supere el récord de ACME por un factor de 2,4, como se describe en una prepublicación reciente dirigida por la antigua alumna de posgrado de Cornell, Tanya Roussy. El equipo rehusó hacer comentarios mientras su artículo está en revisión en Science.

Medir la redondez del electrón con mayor precisión equivale a buscar nueva física en escalas de energía más altas o buscar signos de partículas más pesadas. Este nuevo límite es sensible a energías superiores a aproximadamente 1013 electronvoltios, más de un orden de magnitud más allá de lo que el LHC puede medir actualmente. Hace algunas décadas, la mayoría de los teóricos esperaban que se descubrirían indicios de nuevas partículas significativamente por debajo de esta escala. Cada vez que sube el listón, algunas ideas quedan descartadas.

“Tenemos que seguir lidiando con lo que implican estos límites”, afirma Ramsey-Musolf. “Nada ha muerto todavía, pero está subiendo la temperatura”.

Mientras tanto, la comunidad de la MDE del electrón sigue adelante. En futuras iteraciones experimentales, los grupos rivales pretenden encontrarse en algún punto intermedio: el equipo de JILA planea hacer un haz lleno de iones para aumentar su número, y el equipo de ACME quiere aumentar la longitud de su haz para incrementar su tiempo de medición. Vutha incluso está trabajando en enfoques «totalmente locos», como congelar moléculas en bloques de hielo, con la esperanza de subir la sensibilidad varios órdenes de magnitud de un golpe.

El sueño es que estos experimentos MDE sean los primeros en detectar signos de una nueva física, lo que provocaría una ola de investigaciones de seguimiento por parte de otros experimentos de medidas de precisión y de colisionadores de partículas más grandes.

La forma del electrón es «algo que nos enseña aspectos totalmente nuevos y diferentes de las leyes fundamentales de la naturaleza», afirma Graham. “Hay un gran descubrimiento a la espera. Soy optimista de que lo haremos”.

 

El artículo original, The Electron Is So Round That It’s Ruling Out Potential New Particles, se publicó el 10 de abril de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo El electrón es tan redondo que descarta nuevas partículas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Edari alkoholdunak historiaren oso garai goiztiarretan sartu ziren gizarteetan. Hipotesi onargarrienaren arabera, hartzidura alkoholikoaren aurkikuntza nekazaritza jaio eta gutxira gertatu zen, duela 10.000 urte inguru. Droga horren kontsumoak giza gorputzean izan zituen ondorio larriak ezagutu ziren lehenik, agerikoak zirelako: desinhibizioa, euforia, nerbio sistema zentralaren depresioa, mugimenduen deskoordinazioa, oroimen hutsuneak, gorakoak, goragalea…

Hala ere, edari alkoholdunak hartzeak epe luzera osasunean duen eragina ezagutzea askoz ere lan zailagoa da, eta, gaur egun ere, oraindik ez dakigu zer-nolakoa den. Osasun Ministerioaren «Alcohol 2021. Consumo y Consecuencias» monografiaren arabera, edari alkoholdunak 200 osasun arazo eta lesio baino gehiagorekin lotzen dira; tartean, gaixotasun kardiobaskularrak, hepatikoak eta neuropsikiatrikoak.

Irudia: edari alkoholdunak 200 osasun arazo eta lesio baino gehiagorekin lotzen dira; tartean, gaixotasun kardiobaskularrak, hepatikoak eta neuropsikiatrikoak. (Argazkia: jarmoluk – Pixabay lizentziapean. Iturria: Pixabay.com)Desgaitasuna, minbizia eta heriotzak

Biztanleria azterketek erakusten dutenez, alkoholaren kontsumoa desgaitasuna izateko eta hainbat arrazoirengatik hiltzeko arriskua areagotzen duen faktore bat da. Espainian, zehazki, ohitura hori da heriotza goiztiarren kausa saihesgarrietan bigarrena, eta urtero 15.000 pertsona inguru hiltzen dira Espainian alkohola edatearekin lotutako gaixotasunen ondorioz.

Gainera, alkohola substantzia kantzerigeno bat da (DNA aldatzen du), dosi moderatuetan hartzen bada ere. Zenbat eta gehiago kontsumitu, orduan eta arrisku handiagoa dago tumoreak agertzeko, eta ez dago gutxieneko kopuru segururik. «Kopa bat ardo osasungarri», besterik gabe, ez da existitzen, edozein alkohol edateak, gutxienekoa izanda ere, hainbat lekutan minbizia agertzeko arriskua areagotzen baitu: ahoan, faringean, laringean, hestegorrian, kolonean eta ondestean, bularrean eta gibelean. Izan ere, alkoholaren kontsumoa da munduan minbizia eragiten duen bigarren kausa, tabakoaren atzetik. Osasunaren Mundu Erakundeak (OME) kalkulatu zuen 2020. urtean izan ziren 750.000 minbizi kasu (guztizkoaren % 4) edari alkoholdunen kontsumoagatik izan zirela.

Alkoholak entzefaloaren funtzionamendua aldatzen du

Kultu herrikoienean nahiko zabalduta dago alkoholak garuneko neuronak zuzenean hiltzen dituela dioen ideia. Molekula hori kontsumitzeak bizi organo horren funtzionamendua aldatzen badu ere, hori ez da gertatzen neuronak suntsituz, beste mekanismo batzuen bidez baizik.

Lehenik eta behin, alkoholak neuronen arteko konexioak kaltetu ditzake dendritak eta axoiak (zelula horien luzapenak) kaltetuta, eta horrek horien artean seinaleak bidaltzea zailtzen du. Droga horren kontsumo handi eta kronikoak hantura eragiten du garunean, eta, horrek, luzera, neuronen axoiak estaltzen dituen mielina zorroa suntsitzen du eta nerbio bulkadaren transmisioa zailtzen du.

Bestalde, alkoholak aldaketa handiak eragiten ditu neurotransmisoreen (neuronen molekula mezulariak) funtzionamendu normalean, bereziki azido gamma aminobutirikoaren (GABA izenez ezagutzen da) funtzionamenduan. GABA da garunaren neurotransmisore inhibitzaile nagusia (nerbio-seinaleen transmisioa inhibitzen du), eta alkoholaren kontsumoak eragiten duen jarduera handiagoak eragin lasaigarri tipikoak eragiten ditu. Efektu lasaigarri horiek, era berean, nerbio sistema zentralaren neurotransmisore kitzikatzaileen inhibizioak indartzen ditu, hala nola glutamatoak. Pertsona bakoitzaren arabera, neurotransmisoreen mailak batera aldatzen badira, haserrea, gogo aldarte baxua, euforia edo agresibitatea agertuko dira, beste gogo aldarte batzuen artean.

Alkoholiko kronikoetan –alkohol kontsumo handia denboran mantenduta–, neurotransmisoreen jardueraren alterazioa betikotu egin daiteke, eta aldaketa kronikoak ager daitezke burmuinean, eta atrofia hainbat erregiotan. Horrek emozio, oreka eta memoria arazoak sor ditzake. Haurdunaldian alkohola kontsumituz gero, enbrioiaren/fetuaren garuneko garapenean alterazioak sor daitezke, eta horrek arreta defizita eta hiperaktibitatea edo desgaitasun intelektuala (fetuaren sindrome alkoholikoaren zantzuetako bat) eragin ditzake.

Jakina, alkoholak garuneko lesioak (eta, beraz, kalte neuronala) ere eragin ditzake zeharka, istripuak (zirkulazio istripuak, erorikoak edo kolpeak, adibidez), koma eta iktusa izateko arriskua handitzen baita. Aurreko datu guztiak kontuan hartuz gero, argi dago kontua: edari alkoholdun osasungarri bakarra hartzen ez dena da.

Egileaz:

Esther Samper (Shora) medikua, Ehunen Ingeniaritza Kardiobaskularrean doktorea eta dibulgatzaile zientifikoa da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko otsailaren 27an: El consumo del alcohol no mata a las neuronas, pero sí las trastorna

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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mapa del vulcanismo

El pasado 20 de marzo hablábamos en el artículo ¿Es esta la prueba definitiva de que Venus tiene volcanes activos? de como una revisión de pares de imágenes de radar de la superficie del planeta tomadas por la misión Magellan en la década de los 90 parecía mostrar el antes y el después de una erupción volcánica ocurrida durante la propia misión y que había pasado desapercibida hasta ahora.

¿Por qué entonces no se había descubierto antes? En estos treinta años ha habido una verdadera revolución en la informática, tanto a nivel de potencia de computación como de capacidad de almacenamiento, que nos facilita trabajar con enormes cantidades de datos desde prácticamente cualquier ordenador. Esto se suma a los sistemas de información geográfica, con cada vez mayor permeabilidad no solo en el estudio de nuestro planeta, sino también en el de cualquier superficie de nuestro Sistema Solar, que nos permiten analizar miles de imágenes, hacer cálculos sobre estas e, incluso, comparar el antes y el después de una manera mucho más sencilla y rutinaria.

Mosaico de imágenes de radar de Sapas Mons, uno de los grandes sistemas volcánicos de Venus. Cortesía de NASA/JPL.

Obviamente, esto no quiere decir que sea una tarea fácil, ya que Venus tiene una superficie muy extensa, apenas un ~10% menor que la de nuestro planeta, por lo que encontrar cambios entre parejas de imágenes puede ser como buscar una aguja en un pajar. Una tarea que viene dificultada también por la resolución de las imágenes, que requiere de que ocurran grandes cambios -las imágenes globales de Venus tomadas por la Magellan están en el entorno de los 75 metros por píxel- para que puedan ser vistos con claridad.

Pero un nuevo estudio publicado a finales del mes de marzo puede facilitar mucho esta tarea, ya que ha servido como excusa para crear el atlas de volcanes más detallado del planeta Venus. El primer dato sorprendente es la gran cantidad de formas volcánicas reconocibles, con unas 85.000 en total. Eso sí, estos científicos piensan que es una estimación relativamente conservadora y que podrían ser muchos más, pero que debido a la resolución de las imágenes los edificios volcánicos más pequeños han pasado desapercibidos.

¿Son muchos o pocos volcanes? Quizás si lo comparamos con la Tierra nos pueden parecer muchos, ya que si por ejemplo contamos solo los volcanes que han mostrado actividad durante el Holoceno -la época del tiempo geológico en la que vivimos actualmente y que comenzó hace unos aproximadamente 11.700 años- según la base de datos de la Smithsonian Institution, una de las más completas, nos encontramos ante algo más de 12.000 volcanes.

Mapa de Venus con los volcanes catalogados en este nuevo estudio. Si nos fijamos bien en la imagen hay zonas donde a esta resolución es imposible ver edificios volcánicos individuales debido a la gran acumulación existente de estos. Fuente: Han et al. (2022).

¿Cómo es posible? Bueno, en Venus y desde la distancia no es tan fácil discriminar la posible edad de estos edificios volcánicos, por lo que podríamos estar viendo una acumulación de estos a lo largo del tiempo y no solo de los activos. Pero hay algo más: y es que Venus, al carecer de océanos, nos permite ver toda su superficie, mientras que es posible que en la Tierra una gran cantidad de la actividad volcánica siga permaneciendo invisible a nuestros ojos por la gran profundidad de los océanos.

El segundo dato sorprendente es que el 99% de estas formas volcánicas tienen menos de 5 kilómetros de diámetro y que hay una escasez de volcanes comprendidos entre los 20 y los 100 kilómetros de diámetro, lo que podría darnos alguna pista sobre cómo funciona el suministro de magma hacia la superficie y la tasa de erupciones o de actividad volcánica, algo que a su vez nos podría dar pistas para hacer modelos sobre el interior del planeta.

Esta inmensa base de datos puede servir también a los científicos para estudiar si existe alguna relación entre las concentraciones de volcanes y las distintas estructuras geológicas que existen en la superficie de Venus, ya que mientras en nuestro planeta una gran parte de la actividad volcánica ocurre en los límites de las placas tectónicas, en Venus, al no existir tectónica de placas, la distribución espacial de estos volcanes podría seguir otro tipo de patrones espaciales.

Pero sin duda también servirá para planificar detalles de las futuras misiones a Venus, como EnVision y VERITAS, que están equipadas con radares que tomarán imágenes de su superficie, si va todo según lo previsto, en la próxima década, indicándonos a que puntos de su superficie tenemos que mirar con mayor atención para confirmar si Venus sigue siendo un planeta activo.

Referencias:

Hahn, R.M. and Byrne, P.K. (2023) “A morphological and spatial analysis of volcanoes on Venus,” Journal of Geophysical Research: Planets, 128(4). doi: 10.1029/2023je007753.

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

El artículo Un nuevo mapa del vulcanismo de Venus se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

UPV/EHUk argitaratutako gidaliburuak tresna baliagarri, praktiko eta eskuragarri izan nahi du zera uler dezagun: gure dietako plateren nutrizio balioa aldatu egingo da darabiltzagun elikagaiak eta horiek prestatzeko sukaldaritza teknika zein diren. Helburua ez da kozinatzen irakastea, baizik eta erakustea zer alternatiba dauden hala prestatzen duguna nola prestatzeko modua gure osasunarentzat onuragarriagoa izan dadin.

Gero eta pertsona gehiago ohartu dira elikadura egokiak garrantzi handia duela osasun egoera ona edukiko badugu, eta ohikoa da saltokietan jendea aurkitzea elikagaien etiketak irakurtzen edo osasungarriagoak diren elikagai berriez galdetzen.

Halaber, pentsatu ohi dugu elikagai edo plater bat ezinbestean «ona» izango dela tradizionala edo ez-prozesatua bada. Baina ez du zertan horrela izan. Egiaz, jan ohi ditugun plater eta prestaketa ugarik ez du oso nutrizio profil egokirik. Izan ere, prestaketa horietako batzuek maiz kaloria ugari dute eta/edo mantenugai jakin batzuen kantitate handiak eduki ohi dituzte (gantz asea edo azukrea, adibidez).

1. irudia: gero eta pertsona gehiago ohartu dira elikadura egokiak garrantzi handia duela osasun egoera ona edukitzeko, eta ohikoa da saltokietan jendea aurkitzea elikagaien etiketak irakurtzen. (Argazkia: かわい サムライ – Pexels lizentziapean. Iturria: Pexels.com)

UPV/EHUko Farmazia eta Elikagaien Zientziak saileko Nutrizioa eta Obesitatea Taldeko eta CIBEROBN sareko ikerketa biomedikoko zentroko irakasle-ikertzaileek gidaliburu bat argitaratu dute uler dezagun gure dietako plateren nutrizio balioa aldatu egiten dela darabiltzagun elikagaiak eta horiek prestatzeko sukaldaritza teknika zein diren. Argitalpen horretan, era soil baino zientifikoki zorrotz batez azaltzen dituzte elikagaiak prestatzeko moduen ezaugarriak, plater bat «osasungarriagoa edo ez horren osasungarria» izan dadin nola eragiten duten; elikagai taldeen ezaugarriak azaltzen dituzte, eta tradiziozko/eguneroko zenbait plater ageri dira, baina moldatuak, haien kaloria eta nutrizio profila hobetzeko.

Mendebaldeko dieta

Azken hamarkadetan gure dietak aldaketa handiak izan ditu, eta aldaketon ondorioz, gaur egun «mendebaldeko dieta» deitzen duguna sortu da. Horren barnean elikadura ohitura jakin batzuk sartzen dira, eta haragi gorria, zereal findu, azukre, gantz ase eta gatz asko eta zuntz gutxi kontsumitzea da haien bereizgarria. Ultraprozesatuak dira horrelako elikagaien adibide argi bat (hots, haragi prozesatuak, galletak, lasagna, kroketak, opil industrialak…), eta gero eta toki handiagoa hartzen dute gure dietan; izan ere, merkeak dira, asko prestatu beharrik ez dago jan aurretik, eta zapore atseginekoak dira.

Gaur egungo elikadura ohitura hori oso eragin txarra izaten ari da gure osasunaren gainean, sindrome metabolikoa (SM) izateko arrisku handiagoarekin lotu ohi baita. SMaren barruan nahasmendu metaboliko batzuk sartzen dira, hala nola obesitate abdominala, intsulinarekiko erresistentzia, hipertentsio arteriala eta dislipemiak (odoleko triglizeridoen eta guztizko kolesterolaren kontzentrazioak handitzea eta HDL kolesterola gutxitzea). Ondorioz, areagotu egiten da gaixotasun kardiobaskularrak eta heriotza goiztiarra izateko arriskua.

SMa duten pazienteek tratamendu farmakologiko batzuk dituzte aukeran, baina obesitatea eta SMa, kasu gehienetan, hertsiki lotuta daudenez, pisua galtzea funtsezko estrategi bat da SMa kudeatzeko orduan. Haren kudeaketan funtsezkoak dira dieta osasungarria (kaloriak murriztuta) eta ariketa fisikoa egitea. Dieten arazo bat da, halere, ez direla oso bateragarriak gaur egun dugun bizitza sozial eta familiarrarekin, eta horren ondorioz, pertsonek bertan behera uzten dituzte agindutako dietak, eta porrot egiten dute tratamenduek. Orain argitaratu duten gidaliburuak erraztu egingo du dieta osasungarriago bat izatea gure menua asko aldatu gabe; izan ere, batetik, zenbait kontzeptu ematen ditu plater bat osasungarriagoa zergatik den uler dezagun, eta horrez gain, erraz gauzatzeko moduko alternatibak eskaintzen ditu.

Elikagaiak hautatzea eta prestatzea

Sukaldaritza teknikak, ezagutzen ditugun bezala, aldatu egiten dira pertsonek elikagai osasungarriagoak eta azkarrago prestatzeko modukoak kontsumitzeko egindako eskariari egokitzeko. Berrikuntza hori ikusten dugu, adibidez, egunerokoan erabiltzen ditugun tresnetan. Horien xedea zera da: jakiak prestatzeko ohiko teknikak ordeztea, lortzen ditugun elikagaiek kalitate organoleptiko bera (dastamen, ikusmen, usaimen eta ukimenaren bidez hautematen duguna, alegia) baina nutrizio balio handiagoa izan dezaten, eta jakiok prestatzeko denbora laburragoa izan dadin.

2. irudia: jakiak prestatzeko metodoa hautatzeak plateraren nutrizio ezaugarrietan eragingo du. (Argazkia: Tim Douglas – Pexels lizentziapean. Iturria: Pexels.com)

Ildo horretatik, frijitu ordez (teknika tradizional hau oso erabilia da herrialde ugaritan) labean, aire frijigailuan edo mikrouhin labean prestatzea hobetsi da.

Jakiak prestatzeko metodoa hautatzeak plateraren nutrizio ezaugarrietan eragingo du, baina garrantzitsua da, orobat, prestaketak eta menuak osatzeko zer elikagai aukeratzen dugun.

Koipeei dagokienez, oliba olioa da, eta oliba olio birjina estra (OOBE) batez ere, oliorik onena, hala ongailuetarako nola kozinatzeko. Hartutako koipearen kalitatearen eta kantitatearen araberakoa izango da osasunean duen eragina. Horregatik, oliba olio birjina edo birjina estra erosterik ez badugu, eta bestelako olio finduak erabili aurretik (baita besterik gabe oliba jartzen duena, birjina estra edo birjina bezalako hitzik gabe), aukera bat da oleiko ugariko ekilore olioa erabiltzea, OOBEa baino merkeagoa baita.

Fruta eta barazkiei dagokienez, haien kontsumoak ez dakar osasun arazorik; gehien atsegin ditugunak hautatu ahal izango ditugu, beraz, fruta almibarretan edo konfitatua alde batera utzita, azken horien kontsumoa mugatu behar baita. Ahal den neurrian, halaber, fruta osorik jatea lehenetsi behar dugu, eta ez zukuak, naturalak badira ere.

Horri dagokionez, «arreta berezia jarri behar dugu potoko tomate frijituan; potoko tomate natural birrindua erabil dezakegu haren ordez. Hala bada, birrindua erosten badugu denbora aurrezteko, azukre, fruktosa edo bestelako azukre erantsirik ez duela begiratu behar dugu etiketan, eta, gatzik badu, haren kantitatea ez dela oso handia», adierazi dute ikertzaileek.

Zerealei eta haietatik eratorriei dagokienez (azukrea, ogia edo pasta), kontraindikaziorik ezean, hobe da osokoak izatea (ale osotik eratorriak), izan ere, «zuri»en –hau da, finduen– antzeko energia balioa badute ere, zuntz eduki handiagoa dute. «Elikagaien multzo horren barruan gosaltzeko zereal komertzialak eta galletak jatea murriztu beharko dugu, era horretako elikagaiek azukre sinple erantsi eta irin findu kantitate handia edukitzen baitute», nabarmentzen dute.

Fruitu lehorrak (intxaurrak, hurrak, arbendolak…), kaloria ugariko elikagaiak badira ere, nutrizio profil egokia dute (zuntza dute, baita mineral jakin batzuk kantitate handian ere, eta lipido profil interesgarria dute), eta dieta orekatu baten parte izan daitezke, halakoak jatea ez baitago lotuta gorputz pisua handitzearekin, hala uste bazen ere. Hori bai, jaten ditugun fruitu lehorrak, aukeran, gordinik edo txigortuta hartu behar ditugu, bestelako osagai gehigarririk gabe (gatza eta azukrea bereziki).

Eta gatzari dagokionez, hipertentsio arteriala duten edo kozinatzean gatz gehiegi erabiltzen dutenek bestelako espeziak baliatu ditzakete janariei erantsitako gatza nolabait murrizteko, hala nola baratxuria, tipula edo piperrautsa. Gatzaren kontsumoa gutxitzea da helburua, edo janari batzuetan sodio urriko gatza hobestea (bereziki garrantzitsua da hipertentsio arteriala dutenentzat), mineral horren ahorakina txikiagoa izan dadin. Gainera, Osasunaren Mundu Erakundeak gatz iododuna kontsumitzea gomendatzen du.

Kontuan hartu beharreko beste alderdi batzuk

Bestelako trikimailu edo aholku baliagarriak ere badaude plateren nutrizio profila hobetzeko orduan. Era berean, gure elikadura ohituretan aldaketa zehatz batzuk egitea onuragarria izango da, orobat, elikagaien ahorakina gutxitu eta kontrolatzeko.

Hala, honako hau egin beharko genuke, besteak beste: janari frijituen gehiegizko koipea gutxitu, elikagaiak zerbitzatzeko eta jateko erabiltzen ditugun ontzien eta tresnen tamainaren garrantzia kontuan hartu, elikadura ohitura batzuk hobetu edo elikagaien etiketak ulertu. «Mugatu egin behar dugu berez ageri beharko ez liratekeen osagaiak dauzkaten elikagaiak eta osagai gutxiago dituzten eta osasungarriagoak direnak aukeratu», nabarmentzen dute.

Azkenik, gidaliburuaren amaieran errezeta batzuk ageri dira; adibide batzuk, besterik gabe, aurreko ataletan garatutako kontzeptuetako batzuk nola aplikatu ikusteko, bai eta irakurleek beren errezetetan erabil ditzaten animatzeko ere.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Nola lortu zure platerak osasungarriagoak izatea

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Foto: Caleb Jones / Unsplash

En una investigación en Filipinas midieron los niveles de testosterona en sangre de más de seiscientos hombres jóvenes a lo largo de casi un lustro. Observaron, por un lado, que aquellos con mayores niveles de la hormona al comienzo del estudio tenían, cuatro años y medio después, una mayor probabilidad de haberse emparejado y haber sido padres que los hombres con menor nivel.

Ese resultado no debe sorprender a nadie. La testosterona tiene efectos diversos en los varones; en la pubertad es la responsable del desarrollo de buen número de caracteres sexuales secundarios, como la aparición del vello facial y corporal, el agravamiento del tono de voz, el crecimiento de la nuez de Adán, la producción de musculatura, el crecimiento del pene, la producción de espermatozoides, y la configuración facial angulosa. En la edad adulta estimula la libido, predispone a ser más agresivos con los semejantes e induce a cortejar a la persona con la que uno se quiere emparejar. Es, por tanto, la hormona que promueve el emparejamiento y la competencia con otros hombres.

Más interesante resultó ser otro de los resultados de la investigación. Porque los jóvenes que participaron en el estudio tras ser padres experimentaban fuertes descensos en los niveles de testosterona; y esos descensos eran significativamente mayores que los que, por efecto de la edad, experimentaban los hombres que no habían sido padres. Y por si todo esto fuera poco, el descenso en la testosterona fue mayor en los padres que dedicaban mayor atención a sus hijos que en los que casi no se ocupaban de ellos.

En las especies en las que los machos asumen una parte de la tarea de cuidar a la prole, o contribuyen con su aportación de alimento a su crianza, su éxito reproductivo depende de la magnitud del esfuerzo que dedican a esa tarea. Y dado que el tiempo y otros recursos son limitados, los que se dedican a tratar de aparearse con otras parejas reproductivas no se pueden destinar al cuidado de la progenie, por lo que entre esos dos cometidos se establece un conflicto. Es decir, cuantos más recursos se dedican al cuidado de la prole, menos pueden destinarse a buscar parejas reproductivas adicionales. Parece, por tanto, lógico que la testosterona, dado su papel en la fisiología y psicología del emparejamiento, cumpla un papel importante en la regulación de esa alternativa.

En las aves, efectivamente, se ha demostrado que la testosterona cumple ese relevante papel. Sin embargo, hasta este estudio en Filipinas, en los mamíferos no se había podido determinar una relación clara entre los términos en los que se establece la disyuntiva entre emparejamientos múltiples y el cuidado de la prole, aunque había varias observaciones que no se habían considerado suficientemente concluyentes.

Así pues, si la testosterona se mantuviese en niveles altos tras la paternidad, aumentaría la probabilidad de que el varón dedicase demasiado tiempo y energía a buscar otra posible pareja, y ello iría en detrimento de la atención a sus hijos. De ese modo, la posible ganancia en términos de éxito reproductivo que pudiera derivarse de tener hijos con la nueva pareja, se vería contrarrestada por la posible pérdida que se produciría por disminuir su contribución al cuidado y atención de los que ya tiene. Por lo tanto, a través de sus efectos sobre la testosterona, la paternidad hace que disminuya la probabilidad de que los varones busquen otras parejas reproductivas y dediquen esfuerzo y recursos a ello.

Fuente:

Gettler, L. T., McDade, T. W., Feranil, A. B., Kuzawa, C. W. (2011) Longitudinal evidence that fatherhood decreases testosterone in human males. Proceedings of the National Academy of Sciences 2011, 108 (39): 16194-16199.

Para saber más:

Testosterona
La hormona de la maternidad y de la paternidad

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 Testosterona y paternidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Definiciones que parecen evidentes no lo son tanto. En ciencia, siempre sometida a revisión, cambián con el tiempo (unas más y otras menos). Y como la ciencia está hecha por una especie animal que no puede sustraerse a sus instintos, sus definiciones también tienen sesgos. Para muestra, la definición de planeta

Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico. Publica la sección Planeta B en el Cuaderno de cultura Científica sobre la actualidad del Sistema Solar.

 



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

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

El artículo Naukas Bilbao 2022: Soy un planeta, una tetera, una cuchara y un cucharón se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Brookhaven National Laboratory

Kontsumitzen dena baino gehiago arrantzatzen da. Hainbeste alferrik ez galtzeko irtenbide ekonomikorik ba al dago? Dena delakoak, lehenik eta behin, balioa aurkitu beharko du hondakinetan, dirua eman dezakeena ez baita botatzen. Marine organic waste has a promising future via biorefinery valorisation Carlota Alfaro Ortega, Erlantz Lizundia eta Maider Iturrondobeitiaren eskutik.

Oso litekeena da korapilatze kuantikoaz entzun izana. Onartzen den gauzetako bat da antzeko partikulen artean gertatzen dela. Partikula erabat ezberdinen artean ere gerta al daiteke? Esperimentu berri batek baietz dio: Quantum interference between dissimilar particles

Ama-hizkuntza ahaztu liteke egoera jakin batzuetan. Baina, erabat ahazten da edo hondarren bat geratzen da esnatzeko zain? Can the native language be forgotten? Noèlia Sanahuja eta Luis Pastorren eskutik.

Material kuantiko berrien simulazioak egiteko simulagailu kuantiko fisikoak erabiltzen dira. DIPCko jendeak landu duen azkena lau atomo artifizial (quantum dots) dituen karbonozko nanotubo bat da, emaitza oso interesgarriekin. Correlated electron-phonon physics in nanotube quantum simulators.

 

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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Foto: Nickolas Nikolic / Unsplash

El párkinson, enfermedad neurodegenerativa que aparece cuando las neuronas que producen dopamina están dañadas o se mueren, no afecta de la misma forma a hombres y mujeres.

En primer lugar, el sexo biológico es un factor de riesgo importante: los varones tienen 1,5 veces más posibilidades de desarrollarlo. ¿A qué se debe esta llamativa diferencia?

La clave parece estar en las hormonas que se encuentran principalmente en el sexo femenino: los estrógenos. Algunos estudios indican que podrían tener un efecto protector sobre las neuronas que degeneran en la enfermedad, gracias a su potencial para bloquear los principales mecanismos responsables de la muerte neuronal.

El hecho de que la proporción de mujeres diagnosticadas de párkinson en el periodo posmenopáusico sea mayor que durante el periodo premenopáusico apoyaría esta hipótesis.

Soy mujer y me han diagnosticado párkinson: ¿ahora qué?

Ese “ahora qué” es lo que realmente le importa a la persona a la que se le ha detectado la dolencia: ¿qué me va a pasar?, ¿qué voy a notar?, ¿los síntomas van a empeorar?, ¿qué tratamientos me van a aplicar y para qué?

Actualmente, el párkinson no tiene cura y sigue avanzando con el paso del tiempo, por lo que los síntomas –cuya naturaleza, frecuencia y gravedad varían entre personas– empeoran poco a poco. Aun así, diversos estudios han observado que existen ciertos patrones de estas manifestaciones que difieren entre sexos.

En el caso de las mujeres, los problemas motores suelen aparecer más tarde que en los hombres, y el temblor suele ser el principal síntoma cuando se realiza el diagnóstico. Esto es importante, porque las personas que comienzan así la enfermedad parece que la experimentan de forma más benigna. No obstante, ellas tienen un mayor riesgo de caídas a medida que avanza la dolencia.

Dicen que me quejo demasiado

“Me duele la espalda, las piernas… me encuentro todo el día cansada”. “Parece que no levanto cabeza”. “Estoy baja de ánimos, pero dicen que es normal sentirse así, ya que me acaban de diagnosticar párkinson”. Hay una creencia extendida de que esta es una enfermedad que nos hace temblar. Pero no es el único síntoma: además, los pacientes suelen padecer rigidez muscular, lentitud de movimientos e, incluso, inestabilidad postural.

Por si esto fuera poco, la dolencia viene acompañada de una serie de manifestaciones no motoras que afectan a la calidad de vida incluso más que los problemas de movilidad. Estamos hablando de estreñimiento, alteraciones del sueño, pérdida de olfato, cambios en la sudoración…

Estos trastornos están relacionados con alteraciones de otros sistemas del cuerpo, más allá de la falta de dopamina del cerebro. En concreto, las mujeres experimentan dolor, fatiga, depresión y ansiedad con más frecuencia e intensidad que los hombres.

A menudo, esos síntomas propios de la dolencia están infradiagnosticados y no se manejan adecuadamente porque ¿cómo no va a estar triste y ansiosa con la que le ha caído? Mujer con párkinson: no minimice sus síntomas, ya que muchos de ellos se pueden tratar farmacológicamente o mediante otro tipo de terapias, como la psicoterapia, el ejercicio físico o la terapia ocupacional. ¡Quéjese!, ¡quéjese mucho!

Mi enfermedad no tiene cura, pero ¿me van a tratar?

Por supuesto. La primera línea de tratamiento consiste en suplir la falta de dopamina del cerebro. Con terapia farmacológica se consigue mejorar significativamente los síntomas motores. Aunque la dosis es igual de efectiva en ambos sexos, las mujeres tienen más riesgo de desarrollar efectos adversos indeseados, como los movimientos involuntarios, también llamados discinesias.

Respecto al tratamiento de los síntomas no motores, no se sabe si a las mujeres afectadas de párkinson se les prescriben más fármacos antidepresivos, ansiolíticos, analgésicos… que estarían justificados por su sintomatología. Los expertos abogan por una medicina personalizada para mejorar la atención sanitaria. Comencemos por adaptar los tratamientos terapéuticos en función del sexo.

Para saber más:

El papel de los astrocitos en la aparición de la enfermedad de Parkinson
Párkinson en una lágrima
La mutación vasca de la dardarina y el párkinson

Sobre las autoras: Teresa Morera Herreras, profesora agregada del Departamento de Farmacología; Ane Murueta-Goyena, profesora Adjunta del Departamento de Neurociencias y Maider Zubelzu Irazusta, estudiante de doctorado en Farmacología. Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo Soy mujer y tengo párkinson: ¿qué puedo esperar? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Emakumeek ere historia idatzi dute eta ezagutza zientifikoa zabaldu dute. Horien artean dago Trota Salernokoa. XII. mendeko emakume mediku honek emakumeen gaixotasun guztiak hilekoarekin lotuta zeudela eta soilik emakumeak antzuak izan ahal zirela ezeztatu zuen.

Hasieran esan zuten bere tratatuak onegiak zirela emakume baten lana izateko, eta, beraz, bere senarrak idatzitakoak izan behar zutela. Gero esan zuten Trota ez zela existitzen. Eta geroago, existitu zela, baina bere ideia guztiak zentzugabekeriak zirela. XX. mendera arte itxaron behar izan genuen Trota Salernokoa benetan izan zenagatik ezagutzeko. Medikuntzaren buru argienetako bat eta ginekologiaren eta obstetriziaren aitzindaria.

‘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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Hace poco han estrenado una película titulada, simplemente, “65”. Aunque en algunas zonas le han puesto un pequeño añadido: “65. Al borde de la extinción”. No voy a hacer ningún espóiler de la peli, ya que no la he visto, pero con este título, el añadido del final y lo que nos muestran en los tráileres, creo que todo el mundo se imagina lo que nos podemos encontrar en esta historia. Pero, si viajásemos en el tiempo hasta hace unos 65 millones de años, ¿realmente veríamos lo que nos presenta esta película? ¿Seríamos testigos de los momentos previos de una extinción masiva? Pues siento traeros malas noticias, porque la respuesta es no.

Panel representativo de los primeros momentos del Periodo Paleoceno, tras la extinción del límite K-Pg. Diseñado e ilustrado por Antonio Grajera, está expuesto en los pasillos del Museo Geominero (IGME-CSIC, Madrid).

Estrictamente hablando, hace 65 millones de años nuestro planeta se encontraría inmerso en el primer Periodo geológico de la Era Cenozoica, al que hemos nombrado como Paleoceno. Habría pasado un millón de años desde que sucedió la quinta y última extinción masiva de los últimos 500 millones de años de la historia de nuestro planeta, la denominada extinción del límite Cretácico-Paleógeno, o límite K-Pg, en la que desaparecieron más del 75% de las especies tras la caída de un cuerpo extraterrestre en el actual Golfo de México hace 66 millones de años. Los mamíferos supervivientes reclamarían el dominio de los medios terrestres y marinos y la vida estaría empezando a diversificarse para intentar recuperar la diversidad biológica previa a la extinción, algo que no se conseguiría hasta varios millones de años después.

Vamos, que si viajásemos a hace 65 millones de años no veríamos enormes dinosaurios intentando comerse unos a otros en un espeso bosque de helechos y coníferas gigantes, sino paisajes todavía devastados donde árboles y plantas con flores servirían de refugio a pequeños mamíferos, principalmente roedores, que cazarían insectos o comerían sus semillas para sobrevivir. Mucho menos épico de lo que creíamos. Pero esto os lo digo ahora, porque si la película la hubieran estrenado hace 15 o 20 años, estaría alabando su acertado título y la utilizaría como herramienta para contaros, con pelos y señales, lo que sucedió durante la extinción del límite K-Pg.

Diversas versiones de la tabla de los tiempos geológicos, en inglés, en las que podemos ver cómo ha cambiado la edad del límite K-Pg, y de muchos otros, a lo largo del tiempo. Izquierda: versión de 2008; centro: versión de agosto de 2012; derecha: versión más reciente, publicada en abril de 2023. Créditos: International Commission on Stratigraphy. Disponible para su descarga gratuita, incluidas las versiones previas traducidas.

¿Y de dónde procede esta curiosa contradicción que os acabo de comentar? Pues de que la Geología es una ciencia en continuo cambio, incluidas las edades a las que se produjeron algunos de los eventos. Si miramos la tabla de los tiempos geológicos del año 2008, la edad estimada para el límite K-Pg era de 65,5 millones de años, con un error de +-0,3 millones de años (es decir, 300.000 años arriba o abajo), antes de la actualidad. Sin embargo, cuando utilizamos la tabla de 2012, la edad estimada era de 66,0 millones de años, número que aún se mantiene en la versión más actualizada de la tabla publicada este mismo mes.

La siguiente pregunta que os estaréis haciendo es ¿y cómo sabemos esa edad tan precisa para los eventos geológicos? Pues gracias a los métodos de datación radiométrica que se basan en la desintegración radiactiva de los isótopos. Voy por partes con esto, que me estoy metiendo en el maravilloso mundo de la química.

Los átomos tienen un número particular de protones (partículas positivas) y neutrones (partículas neutras) en su núcleo, sobre las que orbitan una serie de electrones (partículas negativas). Sin embargo, hay algunos elementos que, aunque mantienen el mismo número de protones, tienen diferente número de neutrones en su núcleo, como el Carbono o el Uranio, que se conocen como isótopos. Pues muchos de esos isótopos tienen un núcleo inestable que tiende a desintegrarse con el tiempo, dando lugar a un isótopo hijo. Es lo que conocemos como radiactividad. Esa desintegración desde el isótopo inicial o isótopo padre al isótopo hijo sigue un ritmo constante, de tal manera que pasado un tiempo X tendremos la mitad del isótopo padre, al pasar ese mismo tiempo X tendremos la mitad de esa mitad, y así continuamente. A ese ritmo de decaimiento se le conoce como vida media. Y conociendo esa vida media de un elemento y pudiendo calcular en un material geológico la cantidad de isótopo hijo formado a partir del isótopo padre original, podemos saber su edad.

Modelo muy simplificado del decaimiento radiactivo del isótopo radiactivo de Uranio (U) en un elemento geológico que lo incluya en su composición química. Pasado el tiempo de desintegración (vida media), la mitad del isótopo padre se habrá transformado en el isótopo hijo (Plomo, Pb), proceso que se reproducirá de manera consecutiva.

Hay isótopos con vidas medias muy grandes que permiten datar con bastante fiabilidad materiales tan antiguos como la propia formación de nuestro planeta. Uno de los métodos radiométricos más utilizados es la relación entre el Uranio (isótopo padre) y el Plomo (isótopo hijo), conocida como datación U/Pb, que permite conocer la edad de materiales que se formaron hace más de 1 millón de años con márgenes de error de cientos de miles de años. Pero eso es ahora, porque la relación U/Pb es uno de los métodos de datación más antiguos empleados en Geología, por lo que las técnicas analíticas de medición isotópica han ido haciéndose cada vez más precisas, lo que ha provocado que se vayan corrigiendo las edades de los eventos geológicos de manera continua. Por ese motivo, cada año se publican versiones más novedosas y precisas de la tabla de los tiempos geológicos.

Vamos, que el equipo productor de la película se quedó con dataciones de hace más de 15 años y no se molestaron en comprobar las versiones más actualizadas. Pero también es cierto que 65 es un número más redondo y llamativo para un título que 66, salvo que seas fan de Iron Maiden (como yo) y empieces a tararear el estribillo de una canción a la que le falta un último 6 cada vez que tienes que explicar cuándo sucedió la última extinción masiva de la Tierra.

Para saber más:

Datación radiométrica
Cómo usar uranio para saber si un neandertal pintó en una cueva
Datación K-Ar y las edades de Marte

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

El artículo 65, ¿un título acertado? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zientziaren esparrua bezain zabala dugu William Bynum-ek 2012an argitaratutako Zientziaren historia txiki bat. Baita zientziaren ibilbidea bezain luzea: gauzak zenbatzen eta zeruak arakatzeari ekin zioten antzinako jakintsuetatik hasi, eta galaxien sakona aztertzen eta ordenagailu kuantikoak apailatzen ari diren espezialistetaraino. Infinituki txiki denaren eta baztergabe handi denaren arteko zer guztiak ditu ikergai zientziak, natura nola antolaturik dagoen jakiteko ahalegin etengabean. Zientziaren erdian eta muinean, gizakia: haren ingurua, haren jatorria, haren gorputza, haren behar eta nahi eta ajeak eta haien konponbide eta aurrerabideak. Horrek ematen dio batasuna zientziaren zabalari, loturik baitaude arlo guztiak: geologia eboluzioarekin, biologia fosilekin, optika, fisika eta kimika medikuntzarekin, eta horrela guztia guztiarekin, Big Bangetik guganaino.

Irudia: Zientziaren historia txiki bat liburuaren azala. (Iturria: UPV/EHU argitalpenak)

Ikergai ez ezik, ikertzaile ere badira gizakiak, eta hala ageri dira liburu hau osatzen duten istorioetan, beren izaera, inguru eta garaiaren gorabehera guztien gainetik lortuz pixkanakako aurrerapen xumeren bat zein bat-bateko aurkikuntza sekulako bat; aurrerabide horretan, hortxe antzinako gizabanakoen balentriak eta oraintsuko gizatalde zabalen makroproiektuak. Hori guztia biltzen du, bere txikian, hamabi hizkuntzatan plazaratu den liburu honek: zientzialari-pertsonaia biziak urratsez urrats munduaz jabetzeko bidean. Batera datoz hemen zientziaren historia eta zientzialarien istorioak, jakingarri eta gozagarri, txiki-handi guztioi kontatuak.

William F. Bynum (1943) medikuntzaren eta, oro har, zientziaren historialaria da, eta halako gaien dibulgatzaile ospetsua. Wellcome Trust Centre for the History of Medicine, University College London delakoan lan egin du bere ibilbide osoan. Medikuntzaren historia irakasten du Londresko UCLn. Roy Porter britainiar historialari ospetsuarekin kolaboratu zuen maiz.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Zientziaren historia txiki bat
• Egilea: Bynum, William
• ISBN: 978-84-9082-945-5
• Edizio mota: Cartoné
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2018
• Orrialdeak: 389 or.

Iturria:

Euskara, Kultura eta Nazioartekotzearen arloko Errektoretza, UPV/EHU argitalpenak, ZIO bilduma: Zientziaren historia txiki bat

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Los modelos de lenguaje extenso como ChatGPT ahora son lo suficientemente grandes como para comenzar a mostrar comportamientos sorprendentes e impredecibles.

Un artículo de Stephen Ornes para Quanta Magazine

¿Qué película describen estos emojis?

Esa pregunta fue una de las 204 tareas elegidas el año pasado para probar la capacidad de varios modelos de lenguaje extenso (LLM, por sus siglas en inglés), los motores computacionales detrás de los bots conversacionales de IA como ChatGPT. Los LLM más simples produjeron respuestas surrealistas. “La película es una película sobre un hombre que es un hombre que es un hombre”, comenzó uno. Los modelos de mediana complejidad se acercaron, aventurando Emoji: la película. Pero el modelo más complejo lo clavó al primer intento: Buscando a Nemo.

“A pesar de tratar de esperar sorpresas, me sorprenden las cosas que estos modelos pueden hacer”, afirma Ethan Dyer, científico informático de Google Research que ayudó a organizar la prueba. Es sorprendente porque estos modelos supuestamente tienen una directiva: aceptar una cadena de texto como entrada y predecir lo que viene a continuación, una y otra vez, basándose únicamente en estadísticas. Los informáticos habían anticipado que la ampliación mejoraría el rendimiento de las tareas conocidas, pero no esperaban que los modelos manejaran repentinamente tantas tareas nuevas e impredecibles.

Investigaciones recientes, como en la que trabajó Dyer, han revelado que los LLM pueden producir cientos de habilidades «emergentes», tareas que los modelos grandes pueden completar y los modelos más pequeños no, muchas de las cuales parecen tener poco que ver con el análisis de texto. Van desde multiplicar hasta la generación de código informático ejecutable y, aparentemente, la decodificación de películas basándose en emojis. Nuevos análisis sugieren que, para algunas tareas y algunos modelos, existe un umbral de complejidad más allá del cual la funcionalidad del modelo se dispara. (También sugieren un lado oscuro: a medida que aumentan en complejidad, algunos modelos revelan nuevos sesgos e inexactitudes en sus respuestas).

“Que los modelos de lenguaje puedan hacer este tipo de cosas nunca se discutió en ninguna literatura que yo conozca”, afirma Rishi Bommasani, científico informático de la Universidad de Stanford. El año pasado ayudó a compilar una lista de docenas de comportamientos emergentes, incluidos varios identificados en el proyecto de Dyer. Esa lista sigue creciendo.

Ahora, los investigadores se eesfuerzan en no solo identificar habilidades emergentes adicionales, sino también en descubrir por qué y cómo ocurren; en esencia, para tratar de predecir la imprevisibilidad. Comprender la emergencia podría revelar respuestas a preguntas profundas sobre la IA y el aprendizaje automático en general, como si los modelos complejos de verdad están haciendo algo nuevo o solo se están volviendo realmente buenos en estadística. También podría ayudar a los investigadores a aprovechar los beneficios potenciales y reducir los riesgos emergentes.

“No sabemos cómo predecir en qué tipo de aplicación va a surgir la capacidad de hacer daño, ya sea gradualmente o de manera impredecible”, asegura Deep Ganguli, un científico informático de la startup de IA Anthropic.

La emergencia de la emergencia

Biólogas, físicas, ecologistas y otras personas de ciencia utilizan el término «emergente» para describir comportamientos colectivos autoorganizados que aparecen cuando una gran colección de cosas actúa como una sola. Las combinaciones de átomos sin vida dan lugar a células vivas; las moléculas de agua crean olas; las bandadas de estorninos surcan el cielo formando patrones cambiantes pero identificables; las células hacen que los músculos se muevan y los corazones latan. Fundamentalmente las habilidades emergentes aparecen en sistemas que involucran muchos componentes individuales. Pero los investigadores solo han podido documentar recientemente estas habilidades en los LLM, al alcanzar estos modelos tamaños enormes.

Los modelos de lenguaje han existido durante décadas. Hasta hace unos cinco años los más potentes se basaban en lo que se denomina red neuronal recurrente. Básicamente, toman una cadena de texto y predicen cuál será la siguiente palabra. Lo que hace que un modelo sea «recurrente» es que aprende de su propio resultado: sus predicciones retroalimentan la red para mejorar el rendimiento futuro.

En 2017 los investigadores de Google Brain introdujeron un nuevo tipo de arquitectura llamada transformador. Mientras que una red recurrente analiza una oración palabra por palabra, el transformador procesa todas las palabras al mismo tiempo. Esto significa que los transformadores pueden procesar grandes cuerpos de texto en paralelo.

Los transformadores permitieron una rápida ampliación de la complejidad de los modelos de lenguaje al aumentar la cantidad de parámetros en el modelo, así como otros factores. Los parámetros se pueden considerar como conexiones entre palabras, y los modelos mejoran ajustando estas conexiones a medida que avanzan en el texto durante el entrenamiento. Cuantos más parámetros haya en un modelo con más precisión podrá hacer conexiones y más cerca estará de imitar aceptablemente el lenguaje humano. Como era de esperar, un análisis de 2020 realizado por investigadores de OpenAI encontró que los modelos mejoran en precisión y capacidad a medida que se amplían.

Pero el debut de los LLM también trajo algo realmente inesperado. Muchas cosas. Con la llegada de modelos como GPT-3, que tiene 175.000 millones de parámetros, o PaLM de Google, que se puede alcanzar hasta los 540.000 millones, los usuarios comenzaron a describir más y más comportamientos emergentes. Un ingeniero de DeepMind incluso informó que pudo convencer a ChatGPT de que era una terminal de Linux y logró que ejecutara un código matemático simple para calcular los primeros 10 números primos. Sorprendentemente, pudo terminar la tarea más rápido que el mismo código ejecutado en una máquina Linux real.

Al igual que con la tarea con emojis para la película, los investigadores no tenían motivos para pensar que un modelo de lenguaje construido para predecir texto imitaría de manera convincente una terminal de ordenador. Muchos de estos comportamientos emergentes ilustran el aprendizaje de «cero intentos» o «pocos intentos», que describe la capacidad de un LLM para resolver problemas que nunca, o rara vez, ha visto antes. Este ha sido un objetivo durante mucho tiempo en la investigación en inteligencia artificial, afirma Ganguli. Al mostrar que GPT-3 podía resolver problemas sin ningún dato de entrenamiento explícito en una configuración de cero intentos, afirma, «me llevó a dejar lo que estaba haciendo e involucrarme más».

No estaba solo. Una gran cantidad de investigadores, detectando que los primeros indicios de que los LLM podrían ir más allá de las limitaciones de sus datos de entrenamiento, se esfuerzan por comprender mejor qué aspecto tiene la emergencia y cómo sucede. El primer paso fue documentarlo a fondo.

Más allá de la imitación

En 2020, Dyer y otros en Google Research predijeron que los LLM tendrían efectos transformadores, pero cuáles serían esos efectos seguía siendo una pregunta abierta. Así que le pidieron a la comunidad de investigación que proporcionara ejemplos de tareas difíciles y diversas para trazar los límites exteriores de lo que podría hacer un LLM. Este esfuerzo se denominó proyecto Beyond the Imitation Game Benchmark (BIG-bench), tomando como el nombre como referencia el del «juego de imitación» de Alan Turing, una prueba para ver si una computadora podría responder preguntas de una manera convincentemente humana. (Esto más tarde se conocería como la prueba de Turing). El grupo estaba especialmente interesado en ejemplos en los que los LLM habían adquirido repentinamente nuevas habilidades que no habían existido antes en absoluto.

“Cómo entendemos estas transiciones bruscas es una gran pregunta de investigación”, afirma Dyer.

Como era de esperar, en algunas tareas el rendimiento de un modelo mejoró de manera gradual y predecible a medida que aumentaba la complejidad. Y en otras tareas, aumentar la cantidad de parámetros no produjo ninguna mejora. Pero para aproximadamente el 5% de las tareas los investigadores encontraron lo que llamaron «avances»: saltos rápidos y dramáticos en el rendimiento en una escala con umbral. Ese umbral variaba según la tarea y el modelo.

Por ejemplo, los modelos con relativamente pocos parámetros, solo unos pocos millones, no pudieron completar con éxito problemas de suma de tres dígitos o multiplicación de dos dígitos; pero para decenas de miles de millones de parámetros, la precisión se disparaba en algunos modelos. Ocurrieron saltos similares para otras tareas, incluida la decodificación del Alfabeto Fonético Internacional, reordenar las letras de una palabra, identificar contenido ofensivo en párrafos de Hinglish (una combinación de hindi e inglés) y generar un equivalente en inglés similar a los refranes en suajili.

Pero los investigadores se dieron cuenta rápidamente de que la complejidad del modelo no era el único factor determinante. Algunas habilidades inesperadas podían obtenerse de modelos más pequeños con menos parámetros, o entrenarse en conjuntos de datos más pequeños, si los datos eran de una calidad lo suficientemente alta. Además, la forma en la que se redactaba una consulta influía en la precisión de la respuesta del modelo. Cuando Dyer y sus colegas plantearon la tarea con emojis para la película utilizando un formato de opción múltiple, por ejemplo, la mejora de la precisión fue menos un salto repentino y más un aumento gradual con mayor complejidad. Y el año pasado, en un artículo presentado en NeurIPS, la reunión más importante del campo, los investigadores de Google Brain demostraron cómo un modelo entrenado (prompted) para explicarse (una capacidad llamada razonamiento en cadena de pensamiento) podía resolver correctamente un problema matemático verbal, mientras que el mismo el modelo sin ese entrenamiento no podía.

Yi Tay, un científico de Google Brain que trabajó en la investigación sistemática de los avances, señala un trabajo reciente que sugiere que la cadena de pensamiento cambia las curvas de escalado y, por lo tanto, el punto donde ocurre la emergencia. En su artículo de NeurIPS, los investigadores de Google demostraron que el uso de entrenamientos de cadena de pensamiento podía provocar comportamientos emergentes no identificados en el estudio BIG-bench. Tales entrenamientos, que le piden al modelo que explique su razonamiento, pueden ayudar a los investigadores a comenzar a investigar por qué aparece la emergencia en primer lugar.

Hallazgos recientes como estos sugieren al menos dos posibilidades de por qué ocurre la emergencia, afirma Ellie Pavlick, científica informática de la Universidad de Brown que estudia modelos computacionales de lenguaje. Una es que, como sugieren las comparaciones con los sistemas biológicos, los modelos más grandes realmente obtienen nuevas habilidades de forma espontánea. “Es muy posible que el modelo haya aprendido algo fundamentalmente nuevo y diferente que no tenía con un tamaño más pequeño”, dijo. «Eso es lo que todos esperamos que sea el caso, que se produzca un cambio fundamental que ocurre cuando se amplían los modelos».

La otra posibilidad, menos sensacional, afirma, es que lo que parece ser emergente pueda ser, en cambio, la culminación de un proceso interno impulsado por la estadística que funciona a través de un razonamiento tipo cadena de pensamiento. Los LLM grandes pueden simplemente estar aprendiendo heurísticas que están fuera del alcance de aquellos con menos parámetros o con datos de menor calidad.

Pero, añade, descubrir cuál de esas explicaciones es más probable depende de una mejor comprensión de cómo funcionan en realidad los LLM. “Dado que no sabemos cómo funcionan debajo del capó, no podemos decir cuál de esas cosas está sucediendo”.

Capacidades impredecibles y trampas

Hay un problema obvio al pedirles a estos modelos que se expliquen: son mentirosos notorios. “Nos apoyamos cada vez más en estos modelos para hacer el trabajo básico”, afirma Ganguli, “pero no confío en ellos y ya está. Compruebo su trabajo.” Como uno de los muchos ejemplos divertidos, en febrero Google presentó su chatbot de IA, Bard. La publicación del blog que anuncia la nueva herramienta muestra a Bard cometiendo un error de hecho.

La emergencia conduce a la imprevisibilidad, y la imprevisibilidad, que parece aumentar con la escala, dificulta que los investigadores anticipen las consecuencias del uso generalizado.

“Es difícil saber de antemano cómo se usarán o implementarán estos modelos”, afirma Ganguli. “Y para estudiar fenómenos emergentes debes tener un caso en mente, y no sabrás hasta que estudies la influencia de la escala qué capacidades o limitaciones pueden surgir”.

En un análisis de LLMs publicado en junio pasado los investigadores de Anthropic estudiaron si los modelos muestran ciertos tipos de prejuicios raciales o sociales, no muy diferentes a los encontrados anteriormente en algoritmos no basados en LLM que se utilizan para predecir qué personas con antecedentes cometerán probablemente otro delito. Ese estudio se inspiró en una aparente paradoja relacionada directamente con la emergencia: a medida que los modelos mejoran su rendimiento cuando se amplían, también pueden aumentar la probabilidad de fenómenos impredecibles, incluidos aquellos que podrían conducir a sesgos o perjuicios.

“Ciertos comportamientos dañinos surgen abruptamente en algunos modelos”, afirma Ganguli. Cita un análisis reciente de LLMs, conocido como el punto de referencia BBQ, que mostró que el sesgo social surge con las cantidades enormes de parámetros. “Los modelos más grandes se vuelven abruptamente más sesgados”. No abordar ese riesgo, recalca, podría poner en peligro a los sujetos de estos modelos.

Pero ofrece un contrapunto: cuando los investigadores simplemente le dijeron al modelo que no se basara en estereotipos o sesgos sociales, literalmente escribiendo esas instrucciones, el modelo estaba menos sesgado en sus predicciones y respuestas. Esto sugiere que algunas propiedades emergentes también podrían usarse para reducir el sesgo. En un artículo publicado en febrero, el equipo de Anthropic informó sobre un nuevo modo de «autocorrección moral», en el que el usuario solicita al programa que sea útil, honesto e inofensivo.

La emergencia, afirma Ganguli, revela tanto un potencial sorprendente como un riesgo impredecible. Las aplicaciones de estos grandes LLMs ya están proliferando, por lo que una mejor comprensión de esa interacción ayudará a aprovechar la diversidad de habilidades de los modelos lingüísticos.

“Estamos estudiando cómo las personas usan realmente estos sistemas”, añade Ganguli. Pero esos usuarios también están jugueteando, constantemente. “Pasamos mucho tiempo conversando con nuestros modelos”, asegura, “y ahí es donde comienzas a tener una buena intuición sobre la confianza, o la falta de ella”.

 

El artículo original, The Unpredictable Abilities Emerging From Large AI Models, se publicó el 16 de marzo de 2023 en Quanta Magazine. Cuaderno de Cultura Científica tiene un acuerdo de distribución en castellano con Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Las impredecibles capacidades emergentes en grandes modelos de IA se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.