Sareko iturriak

Un estudio sobre los sedimentos arqueológicos del Arenal de la Virgen, un yacimiento al aire libre situado en un sistema dunar junto a la Laguna de Villena (Alicante), revela la existencia de campamentos con hogares durante el Mesolítico. El objetivo de este trabajo era aclarar el origen antrópico (producido o modificado por la actividad humana) de un tipo de evidencia arqueológica común pero poco estudiada en yacimientos mesolíticos de principios del Holoceno localizada en contextos dunares semiáridos de Europa: los conocidos como hogares en fosa o ‘hearth-pits’.

“En la Península Ibérica es la primera vez que se estudia este tipo de estructuras de manera detallada aplicando una metodología sistemática con el fin de determinar su formación, comprender mejor su función específica y evaluar las alteraciones sufridas tras la ocupación y el abandono del yacimiento”, señala Ana Polo-Díaz, investigadora del Departamento de Geografía, Prehistoria y Arqueología de la Universidad del País Vasco, miembro del Grupo de Investigación en Prehistoria de la UPV/EHU (Gizapre) y primera firmante del artículo.

Como novedad, para llevar a cabo ese trabajo, los investigadores han aplicado una novedosa metodología de arqueología científica interdisciplinar que integra el análisis estratigráfico y textural, la química del suelo, la micromorfología, la petrografía y la luminiscencia ópticamente estimulada y termoluminiscencia .

“Los resultados obtenidos permiten confirmar el origen antrópico de las estructuras investigadas, cuya cronología se asocia dos fases de ocupación diferentes: la más lejana, con una antigüedad de entre 9.300 y 9.100 años, mientras que la más reciente tiene una antigüedad de entre 8.700 y 8.400 años”, explica Javier Fernández López de Pablo.

Hogares y un horno

En cuanto a la fase más antigua de ocupación se han descubierto restos de estructuras correspondientes a un posible horno en cubeta, así como a una zona anexa dedicada a la acumulación de residuos de combustión procedentes de dicho horno y con un uso puntual.  Por lo que respecta a la fase más reciente, se han identificado áreas de actividad de mayor extensión en superficie respecto a la fase más antigua, en las que además de evidencia de fuego, se han documentado residuos de la ocupación de un asentamiento que se extendió entre 200 y 400 años.

Los datos obtenidos evidencian condiciones climáticas favorables de habitabilidad durante el periodo de tiempo específico en el que tuvo lugar el asentamiento en el Arenal de Virgen, durante el Holoceno Antiguo. “Esas condiciones ambientales se caracterizaron por un incremento en la humedad ambiental, la temperatura y la cubierta vegetal, en contraste a una significativa mayor aridez detectada en los momentos anteriores y posteriores a la ocupación del sitio durante el Pleistoceno y el Holoceno Medio, respectivamente”, indican los autores del artículo.

Los resultados de esta investigación abren nuevas perspectivas para la investigación de los asentamientos al aire libre de los últimos grupos de cazadores-recolectores de la Prehistoria en la Península Ibérica, en un momento crucial en la evolución humana, tras el final de la última gran glaciación y el comienzo del periodo climático en el que nos encontramos en la actualidad, el Holoceno.

Referencia:

Ana Polo-Díaz, Jose Ramón Rabuñal, Guillaume Guérin & Javier Fernández-López de Pablo (2023) Mesolithic hearth-pits and formation processes: a geoarchaeological investigation of sediments from El Arenal de la Virgen site (SE Iberia) Archaeological and Anthropological Sciences doi: 10.1007/s12520-023-01794-5

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

El artículo Hogares en fosa en un yacimiento mesolítico ibérico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Muturreko gertaera meteorologikoak fenomeno klimatikoak dira, intentsitateagatik eta tamainagatik bereizten direnak eta gizartean eta ingurumenean eragin nabarmena dutenak. Gertaera horietan sartzen dira tornadoak, urakanak, zikloi tropikalak, uholdeak, lehorteak, hotz-boladak, elurteak, haize bortitzak eta txingorra.

Hauek sortzen dituzten hondamendiak eta kalteak azaltzen ditu Onintze Salazar Pérez, fisikaria meteorologian espezializatuak. Mundu mailan, muturreko fenomeno meteorologikoek azken 50 urteetako hondamendi guztien %50 inguru eragiten dute. Gainera, hondamendiekin lotutako heriotzen %45 gertaera meteorologikoen ondorio dira, eta galera ekonomikoen %74 haiei lotuta daude.

Hildako gehien eragiten dituzten hondamendiei dagokienez, ikusi da Europan heriotza gehienak bero-boladekin lotuta daudela. Tenperatura altuko egoera horiek ondorio suntsitzaileak izan ditzakete pertsonen osasunean. Gainera, beroak eragindako estres luzeak ondorio negatiboak izan ditzake herritarren ongizate orokorrean, nahiz eta bero-boladaren ondoren hil ohi diren.

Gaur egun iragarpenak egin ahal direnez, abisua eman daiteke arriskuak arintzeko eta populazioa babesteko. Salazar Pérez-ek muturreko meteorologiari loturiko abisu-sistema ere azaltzen du. Ezagunak diren koloreak (horia, laranja eta gorria) Europa mailan erabiltzen den semaforizazio sistemari dagozkie, arrisku-maila desberdinak adierazteko.



Hitzaldia Zientziaren ertzetik zientzia-dibulgazioan oinarritzen den hitzaldi-solasaldiaren zikloaren barruan antolatu zen. Durangoko Bizenta Mogel Bibliotekaren eta EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren ekimen honek 2022-2023 ikasturtearen bitartean hilabetero hitzaldi bat eskaini zuen.

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Desde los años sesenta, la tecnología ferroviaria ha desarrollado multitud de sensores que ayudan, de una forma u otra, a la operación. Sensores de cajas calientes para determinar la temperatura de los ejes de un tren y evitar roturas y descarrilamientos. Detectores de caída o arrastre de objetos por la vía. Medidores de viento lateral, cruciales en los grandes viaductos. Detectores de incendios en túneles. La alimentación eléctrica en sí misma está controlada en los puntos donde se toma de la red de alta tensión de propósito general y se transforma para la alimentación óptima de los trenes. En estas ubicaciones, llamadas subestaciones de tracción, no faltan dispositivos capaces de cortar la corriente en milisegundos en caso de detectar cualquier problema.

Sin embargo, la propia integridad y desempeño mecánico de la catenaria ha tardado mucho más en disponer de sensores propios que los demás elementos de la infraestructura ferroviaria. Esto ha sido así por la particular dificultad que reviste instalar electrónica sensible en un entorno de alta tensión. Las elevadas corrientes, y por tanto los intensos campos electromagnéticos, pueden dañar cualquier circuitería que no esté muy protegida o suficientemente alejada.

Vías de salida de la estación Madrid-Puerta de Atocha-Almudena Grandes. Foto: Iván RiveraSensores para la catenaria

¿Qué es lo más interesante a la hora de monitorizar el comportamiento de la catenaria? La integridad de los aisladores, el movimiento de los contrapesos que regulan la tensión mecánica de los hilos o la respuesta dinámica del hilo de contacto al paso de un pantógrafo son todas ellas posibles respuestas. Esta última, la respuesta dinámica del hilo de contacto al paso del pantógrafo de un tren en marcha, es particularmente compleja de dilucidar. Los pantógrafos son sistemas mecánicos con suspensiones taradas para ejercer cierta fuerza vertical contra el hilo de contacto. Pero esta fuerza no puede ser, como en la historia de Ricitos de Oro, ni muy pequeña ni muy grande. Si la fuerza es demasiado leve, existe el riesgo de que el pantógrafo se despegue por momentos del hilo de contacto ante cualquier mínima irregularidad. La elevada corriente eléctrica que fluye entre este hilo y los frotadores montados sobre la mesilla del pantógrafo no se interrumpe inmediatamente. Antes bien, la aparición de un pequeño hueco provoca la descarga de un arco voltaico: un pequeño rayo que ioniza el aire circundante y eleva las temperaturas tanto del hilo como del material del frotador (habitualmente grafito, por sus especiales características conductoras y autolubricantes).

Arcos voltaicos en el contacto pantógrafo-catenaria. Fuente: [Zhou 2022]Este flash térmico, reiterado, provoca un desgaste temprano de los frotadores y del hilo. En casos extremos, tanto el hilo como el propio pantógrafo pueden romperse, provocando un fenómeno conocido como enganchón. En este caso, el pantógrafo dañado arrastra el hilo de contacto, provocando daños ulteriores en el tren y en la infraestructura. Si el tren circulaba a una velocidad elevada, puede destruir varios kilómetros de hilos antes de detenerse por completo. El tráfico ferroviario queda cortado durante horas o días en tanto se repara la catenaria y se hace necesario remolcar el tren afectado.

Incidente de arrastre de hilo de contacto en Cetina, línea Madrid-Barcelona-Frontera francesa. (Autor desconocido)

El caso contrario, el de un exceso de fuerza de empuje por parte del pantógrafo, también es susceptible de dañar la instalación, por un procedimiento inicialmente distinto. La fuerza de empuje para un pantógrafo extendido se ajusta en el taller, y por tanto en condiciones estáticas. Circular a velocidades elevadas, sin embargo, puede alterar esta fuerza debido a fenómenos de sustentación: la mesilla del pantógrafo se comporta como un alerón y, en función de pequeñas variaciones de su ángulo de ataque respecto de la dirección de avance, puede sufrir un empuje extra hacia arriba o hacia abajo.

El conjunto de efectos que aparecen en la práctica sobre la interfaz pantógrafo-catenaria hace muy deseable el registro de lo que ocurre en condiciones dinámicas. Tal es así, que tanto la fuerza ejercida por los pantógrafos como un parámetro relacionado y de medida más sencilla, el desplazamiento vertical del hilo de contacto, están limitados por una normativa específica. Sin embargo, realizar la medida necesaria para asegurar su cumplimiento de un modo comercialmente práctico ha estado fuera de las capacidades de la tecnología ferroviaria hasta hace relativamente poco tiempo. ¿Y cuál es el reto? Nada menos que registrar cambios en la altura del hilo de contacto de pocos centímetros que pueden suceder tan rápido como un milisegundo. Naturalmente, mientras fluyen por él intensas corrientes eléctricas y sin que el tren, que pasa justo por debajo, ni su pantógrafo, que está por definición rozando el hilo, perturben la medida o dañen el equipo.

Medida potenciométrica

La primera tecnología que se aplicó a la medida dinámica del comportamiento del hilo fue la de los sensores potenciométricos lineales. Estos dispositivos transforman una distancia en una diferencia de potencial eléctrico mediante una resistencia variable giratoria conectada a un circuito divisor de tensión; en la jerga técnica, decimos que son un tipo de transductor. El giro del potenciómetro cambia el valor de su resistencia eléctrica, de modo que, si se alimenta la entrada del circuito con una tensión constante, la salida es proporcional al ángulo total girado (por ejemplo, dos vueltas serían 720 grados).

El potenciómetro, montado en un bastidor fijo, se acopla por su eje de giro solidariamente con un carrete que aloja un cable flexible enrollado en una ranura helicoidal. El cable sale del dispositivo por una abertura. En su extremo, se acopla al elemento móvil cuya distancia se desee medir: el cambio en la longitud se traslada al giro del potenciómetro y, por tanto, a la tensión eléctrica de salida del equipo. Por último, todo el conjunto se acopla por su eje a un resorte espiral para que el sistema tienda a volver a su posición inicial. El funcionamiento mecánico es algo similar, así, al de un flexómetro, una cinta métrica de las que todos tenemos en casa.

Sensor potenciométrico lineal. Adaptado de [FUTEK 2023]) 

Existen más posibilidades técnicas muy similares para realizar este mismo montaje (por ejemplo, sustituir el potenciómetro por un encoder o codificador rotativo óptico bidireccional), pero todas adolecen de los mismos problemas: por un lado, la unión entre el hilo de contacto y el carrete es flexible, con lo que trabaja a tracción, pero no a compresión. El pantógrafo, al elevar el hilo de contacto, comprime y destensa el cable del sensor, que depende de la inercia del resorte espiral para recuperar la tensión de trabajo. El resultado será una señal de potencial eléctrico de salida que no reflejará fielmente el movimiento del hilo. Tanto menos cuanto más rápido sea este movimiento. Aunque solo vayamos a registrar la máxima cota vertical alcanzada, puede que no sea todo lo precisa que debería. Hasta ahora estos sensores se han utilizado a velocidades relativamente bajas, pero por los efectos aerodinámicos que afectan al pantógrafo, las velocidades altas, en el entorno de los 300 kilómetros por hora, son tanto o más interesantes.

El segundo problema es más evidente. El hilo de contacto tiene que estar unido físicamente al sensor, con lo que existe un riesgo de derivación eléctrica. En el mejor de los casos destruiría el equipo de medida. En función de la arquitectura concreta de la catenaria, este riesgo puede ser o no aceptable dependiendo de si es o no posible instalar el equipo sensor y todos sus elementos auxiliares en la zona con riesgo eléctrico, y extraer la señal de medida para su transmisión y procesado mediante un sistema de acoplamiento óptico en infrarrojos. El administrador de infraestructuras ferroviarias español, Adif, está probando este tipo de sensores en vías de alta velocidad.

Medida por visión artificial

Todos los problemas de la medida potenciométrica se soslayarían con un sistema que pudiera hacer la medida a distancia. La respuesta es, claramente, la visión artificial. En este caso hay que colocar una cámara de resolución suficiente apuntada hacia el hilo de contacto por un lateral. Los algoritmos del sistema, bastante sencillos, detectarán el hilo como una línea horizontal en el campo de visión, cuya altura cambiará al pasar el pantógrafo por debajo. Es necesario calibrar el sistema con un montaje de laboratorio: cada píxel que se desplace la línea del hilo corresponderá a una longitud real, cuyo valor exacto dependerá de la distancia horizontal desde la cámara al hilo, la óptica de la cámara y el sensor, similar al de cualquier cámara fotográfica actual, que digitaliza la imagen captada. Para garantizar la toma de imágenes las veinticuatro horas del día, el sistema tendrá que funcionar en el infrarrojo (el cobre del hilo es un buen reflector), con su propia iluminación [Logytel 2023].

Esta aproximación a la medida viene, sin embargo, con sus propios problemas. La niebla densa y, sobre todo, la lluvia, perjudican la visión en infrarrojo, ya que las gotas de agua también son buenas reflectoras. La imagen captada se llena de ruido y, por tanto, se hace más complicado extraer una medida fiable. En cualquier caso, el mayor problema de este tipo de soluciones es su elevado coste. Un sensor de este tipo, junto a sus sistemas auxiliares, puede suponer para la administración ferroviaria desembolsos por encima del centenar de miles de euros.

En el último capítulo de esta serie exploraremos una tecnología cuya novedosa aplicación al comportamiento del contacto pantógrafo-catenaria permitirá superar gran parte de las limitaciones de los sensores actuales.

Bibliografía

[FUTEK 2023] String potentiometer sensor. FUTEK Advanced Sensor Technology Inc. (2023). https://www.futek.com/string-potentiometer

[Logytel 2023] Detector del Comportamiento dinámico del pantógrafo (DCDP). Logytel. (2023). http://logytel.es/soluciones/ferrocarriles/detectores-sensorizacion/detector-del-comportamiento-dinamico-del-pantografo-dcdp/

[Zhou 2022] Zhou, H., Duan, F., Liu, Z., Chen, L., Song, Y., & Zhang, Y. (2022). Study on electric spark discharge between pantograph and catenary in Electrified Railway. IET Electrical Systems in Transportation, 12(2), 128–142. https://doi.org/10.1049/els2.12043

Del mismo autor:

Los límites del Hyperloop
El camión solar: ¿una posibilidad real?

Sobre el autor: Iván Rivera es ingeniero especializado en proyectos de innovación de productos y servicios para ferrocarriles.

El artículo La catenaria: sensores (3/4) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ainize Peña-Cearra, Asier Fullaondo eta Leticia Abecia

Hesteetako hanturazko gaixotasuna (HHG) traktu gastrointestinalaren hanturazko eritasun kronikoa da. HHGaren bi forma nagusiak, ultzeradun kolitisa eta Crohn-en gaixotasuna dira. Biak, nagusiki, hesteari eragiten dioten gaixotasun kronikoak, heterogeneoak eta larriak dira. Gaixoek gorozki odoltsuak, beherakoa, sabeleko mina, sukarra, nekea eta pisu-galera aurkezten dituzte.

HHGa handitzen ari den gaixotasun globala da, eta haren intzidentzia eta prebalentzia areagotuz doa herrialde guztietan. Kausa ezezaguna bada ere, uste da mikrobiotaren, immunitate-sistemaren, ostalariaren genetikaren eta ingurumen-faktoreen arteko elkarrekintza konplexuaren ondorioz sortzen dela. Mikrobiota terminoak, nitxo ekologiko jakin batean bizi diren mikrobio-komunitate bizidunei egiten die erreferentzia. Hesteetako mikrobiotak, ekosistema konplexua osatzen du, batez ere bakterioz. Mikrobioek egoera normal batean ostalariaren osasunean onurak eragiten dituzte.

Irudia: HHGa duten gaixoen hesteetako mikrobiota aztertzea baliagarri bilakatzen ari da gaixotasuna diagnostikatzeko, gaixotasunaren larritasuna zehazteko eta tratamenduarekiko erantzuna iragartzeko. (Argazkia: Monstera – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pexels.com )

Genomikako teknologia berriek HHG-pazienteetan mikrobiotaren osaeran eta funtzioan aldaketak identifikatzea ahalbidetu dute. Aldaketa horiek disbiosia bezala ezagutzen dira. HHGan, hesteetako hantura mikrobioen aniztasunaren murrizketarekin lotuta dago eta murrizketa horrek ostalaria patogenoekiko sentikorragoa izatea eragiten du. Lortutako datu kliniko eta esperimentalek, disbiosia, HHGen funtsezko eragile gisa finkatzen dute, nahiz eta oraindik argi ez egon kausa edo ondorioa den. Gaur egun HHGaren aurkako tratamendu ugari dauden arren, ez dago sendabiderik. Zitokinen artean, TNF da, gaixotasunean hantura eragiten duen zitokina nagusiena. Hori dela eta, paziente larrietan sintomatologia arintzeko, TNF inhibitzaileak dira gehien erabiltzen den tratamendua. Hala ere, pazienteen heren batek ez dio tratamenduari erantzuten eta beste heren batek denborarekin erantzuna galtzen du. Gainera, tratamenduei lotutako kostu ekonomikoa etengabe handitzen ari da. Hau kontuan hartuta, HHGa duten gaixoen hesteetako mikrobiotaren azterketa baliagarri bilakatzen ari da gaixotasuna diagnostikatzeko, gaixotasunaren larritasuna zehazteko eta tratamenduarekiko erantzuna iragartzeko, hau da, mikrobiotaren osaera biomarkatzaile edo adierazle gisa erabil daiteke.

Gaixoetan hesteetako mikrobiotaren osaera egokia berreskuratzeko, tratamendu egokiena zein den eztabaidan dago. Hiru aukera nagusi daude: emaile osasuntsu baten bidezko gorotz-mikrobiotaren transmisioa, probiotikoen edo prebiotikoen erabilera. Nahiz eta gaixoetan efektu onuragarriak dituztela ikusi, ikerketek muga asko dituzte eta ikerlan gehiago behar dira tratamendu egokiak aurkitzeko eta haien eraginkortasuna zehazteko. Bestalde, azken ebidentziek iradoki dute mikrobiotaren osaera gaixotasunaren larritasunarekin eta erantzun terapeutikoarekin lotuta dagoela. Beraz, HHG pazienteentzat, hesteetako mikrobiotaren osaera modulatzen dituzten tratamenduak garatzea estrategia terapeutiko itxaropentsu eta bideragarria izan daiteke. Ikerketa asko, HHGan hesteetako mikrobiotak duen papera ulertzera bideratu dira, gaixotasuna eragiten dituzten bakterio espezifikoak identifikatzera, eta HHGaren diagnostikoarekin, garapenarekin eta tratamendu biologikoen erantzunarekin lotuta dauden mikrobio-sinadura espezifikoak identifikatzera. Erantzun klinikoa aurreikusteko gaitasuna duten biomarkatzaileak identifikatzea interes handiko ikerketa-eremua da, tratamendu indibidualizatua garatzea ahalbidetu dezakeelako. Modu horretan, paziente bakoitzari terapia egokiena emango litzaioke, eta baliabideen erabilera arrazionalagoa bultzatuko litzateke.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena:Hesteetako hanturazko gaixotasuna: patogenia, tratamenduak eta mikrobiotan oinarritutako biomarkatzaileak
  
• Laburpena: Hesteetako hanturazko gaixotasunak (HHG, ingelesez IBD) bi gaixotasun idiopatiko ezberdin biltzen ditu, ultzeradun kolitisa (UK) eta Crohn-en gaixotasuna (CG). Biak batez ere hesteari eragiten dioten gaixotasun kronikoak, heterogeneoak eta larriak dira. HHGa handitzen ari den gaixotasun globala da, eta haren intzidentzia eta prebalentzia areagotuz doa mundu osoan. UKaren kausa zehatza ezezaguna bada ere, uste da mikrobiotaren, sistema immunearen, ostalariaren genetikaren eta ingurumen-faktoreen arteko elkarrekintza konplexuaren ondorioz sortzen dela. Genomikako teknologia berriek HHG-pazienteetan mikrobiotaren osaeran eta funtzioan aldaketak identifikatzea ahalbidetu dute. Aldaketa horiek disbiosia bezala ezagutzen dira. Lortutako datu kliniko eta esperimentalak, disbiosia, HHGen funtsezko eragile gisa finkatzen dute, nahiz eta oraindik argi egon ez kausa edo ondorioa den. Gaur egun HHGaren aurkako tratamendu ugari dauden arren, ez dago sendabiderik. Paziente larrietan sintomatologia arintzeko, TNF inhibitzaileak dira gehien erabiltzen den tratamendua. Hala ere, pazienteen heren batek ez dio tratamenduari erantzuten eta beste heren batek denborarekin erantzuna galtzen du. Gainera, tratamenduei lotutako kostu ekonomikoa etengabe handitzen ari da, batez ere tratamendu biologikoen kostuengatik. HHGa duten gaixoen hesteetako mikrobiota baliagarri bilakatzen ari da gaixotasuna diagnostikatzeko, gaixotasunaren larritasuna zehazteko eta tratamenduarekiko erantzuna iragartzeko, hau da, mikrobiotaren osaera biomarkatzaile gisa erabil daiteke. Izan ere, giza gorotzetako mikrobiota biomarkatzaile esperantzagarri eta ez-inbaditzaile bihurtu da. Mikrobiotaren azterketak HHGa duten gaixoak sailkatzeko aukerak gehitzen ditu, eta tratamendu pertsonalizatuen aukera zabaldu.
• Egileak: Ainize Peña-Cearra, Asier Fullaondo eta Leticia Abecia
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 149-170
• DOI: 10.1387/ekaia.23519

Egileez:

• Ainize Peña-Cearra eta Leticia Abecia UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Immunologia, Mikrobiologia eta Parasitologia Saileko ikertzaileak dira.
• Ainize Peña-Cearra eta Asier Fullaondo UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalien Fisiologia Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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médico
La editorial Capitán Swing no suele publicar muchos libros de matemáticas, pero cuando lo hace suelen ser verdaderas joyas, como Apología de un matemático (del famoso matemático británico Godfrey Harold Hardy), un libro que suelo recomendar habitualmente, Armas de destrucción matemática (de la matemática estadounidense Cathy O’Neil, autora del blog mathbabe.org) o Y me llevo una (del matemático Joseángel Murcia, autor del blog Tocamates, matemáticas y creatividad, junto a la ilustradora Cristina Daura). Hace poco han publicado un nuevo libro, El arte de la estadística, cómo aprender de los datos, del matemático británico David Spiegelhalter, uno de esos interesantes libros construido a partir de ejemplos reales. En palabras de su autor “este libro utiliza problemas del mundo real como punto de partida para la enseñanza de la estadística”.

Portada del libro El arte de la estadística, cómo aprender de los datos, del matemático británico David Spiegelhalter, publicado recientemente por la editorial Capitán SwingUn médico de familia

El libro El arte de la estadística cayó en mis manos a través de la periodista científica Eva Caballero, directora del programa de divulgación científica La mecánica del caracol, de Radio Euskadi. Ella me pidió que realizase una reseña del mismo en mi colaboración quincenal en su programa. El libro me enganchó desde las primeras páginas, ya que comparto con el autor la filosofía de que se puede responder a preguntas profundas, por ejemplo, qué son las matemáticas y para qué sirven, o en el caso de este libro, la estadística, utilizando ejemplos concretos y reales.

El estadístico británico y miembro del Churchill College (Cambridge), David Spiegelhalter, utiliza ejemplos reales ya desde la primera página del libro. Ante la pregunta que abre la introducción, ¿Por qué necesitamos la estadística?, nos contesta con el ejemplo de la importancia que tuvo la aplicación de la misma en la investigación del caso de Harold Shipman. Este fue un médico de familia británico, considerado el asesino en serie con un mayor número de muertes confirmadas de la historia, motivo por el cual fue apodado “doctor muerte”.

Entre los años 1975 y 1998 inyectó a un mínimo de 218 pacientes (en el primer informe sobre este caso – véase The Shipman Inquiry / La investigación Shipman – se estableció una cantidad de 215 víctimas, que en un informe posterior se elevó a las 218 que son las que se consideran confirmadas en la actualidad), aunque la cifra real se estima que podría estar entre 250 y 509, mayoritariamente ancianos, debidas a “una sobredosis masiva de opiáceos”.

Este médico estuvo asesinando a muchas personas sin que nadie se percatara de ello, hasta que cometió un error, que fue lo que destapó esta enorme serie de asesinatos. En 1998 falsificó el testamento de una de sus víctimas, Kathleen Grundy, de 81 años y exalcaldesa de Hyde (condado de Gran Manchester), para quedarse con todo su dinero, lo cual hizo que la hija de la víctima, que era abogada, empezase a sospechar que había algo raro en la muerte de su madre y en el hecho de que le dejara todo su dinero a su médico. Se exhumó y se analizó el cadáver de Kathleen Grundy y se hallaron rastros de diamorfina (es decir, heroína). Entonces, se siguió investigando. De entre las pacientes que no habían sido incineradas se exhumaron los restos de 15 (incluida Kathleen Grundy), que habían fallecido entre 1995 y 1998, y se encontraron también niveles letales de diamorfina.

Un análisis forense posterior del ordenador de Shipman mostró además que había modificado el historial de algunas de sus pacientes para que pareciesen más enfermas de lo que realmente estaban. Aunque el médico era un apasionado de la tecnología no se percató de que esas modificaciones quedaban registradas, los datos estaban ahí solo había que buscarlos.

En 1999 se le llevó a juicio por el asesinato de esas 15 pacientes, Marie West, Irene Turner, Lizzie Adams, Jean Lilley, Ivy Lomas, Jermaine Ankrah, Muriel Grimshaw, Marie Quinn, Kathleen Wagstaff, Bianka Pomfret, Naomi Nuttall, Pamela Hillier, Maureen Ward, Winifred Mellor, Joan Melia y Kathleen Grundy. El 31 de enero de 2000, el jurado encontró culpable de asesinato a Harold Shipman y el juez le condenó a quince cadenas perpetuas consecutivas y recomendó que nunca fuese liberado: “Usted ha cometido horrendos crímenes. Asesinó a cada una de sus pacientes con una calculada y helada perversión de su capacidad médica. Usted era, antes que nada, el médico de estas personas”.

Era el 13 de enero de 2004, el médico asesino Harold Shipman, con 57 años de edad, se suicidó en su celda, ahorcándose con las sábanas de su cama.

Fotos de Harold Shipman en prisión

Durante el juicio el médico decidió no defenderse y no dijo absolutamente nada, salvo declararse inocente. La cuestión de qué había pasado y el alcance de sus acciones quedó sin resolver, por este motivo se abrió una investigación para intentar conocer cuántos crímenes había cometido realmente. El autor del libro El arte de la estadística, David Spiegelhalter, fue uno de los expertos en estadística que fue convocado en dicha investigación. Se pudo establecer que había asesinado al menos a 218 pacientes y posiblemente a 45 más, aunque podrían ser incluso más aún. Se baraja una cifra entre 250 y 500 personas asesinadas, aunque solo estén confirmadas 218.

Hora de la muerte

David Spiegelhalter nos muestra algunos estudios estadísticos que proporcionan cierta información sobre el caso del médico asesino Harold Shipman.

Empecemos por una cuestión sencilla que se puede descubrir mirando únicamente al certificado de defunción, la hora del día a la que fallecieron los pacientes del doctor Shipman, y que es un buen ejemplo de cómo un sencillo análisis estadístico puede ayudar a detectar una anomalía, que en este caso escondía una terrible realidad. Se realizó un estudio de la hora a la que murieron los pacientes de este médico y se comparó con las horas a las que morían los pacientes de otros médicos de familia locales. El gráfico que aparece en el libro es contundente.

Hora de la muerte de los pacientes del médico Harold Shipman, comparada con las horas en las que murieron los pacientes de otros médicos de familia locales. Imagen del libro El arte de la estadística (Capitán Swing, 2023), de David Spiegelhalter

Si se mira el porcentaje de muertes en las diferentes horas del día de los pacientes de otros médicos de familia locales nos encontramos la típica gráfica que parece una montaña, con subidas y bajadas, pero que están en un rango de entre el 3% y el 6%, a lo largo de todas las horas del día. Por ejemplo, a las 12:00 del mediodía se produce el 5% de las muertes de los médicos locales, mientras que a las 15:00 solo se producen un 2%. Sin embargo, si miramos a la gráfica de los pacientes de Shipman se observa una gran elevación. Entre las 13:30 y las 18:00 el porcentaje de muertes de sus pacientes está entre el 6% y el 14%, es decir, un porcentaje anormalmente alto, si lo comparamos con los otros médicos de familias locales, de las muertes de sus pacientes ocurrían a esas horas.

Los datos hablaban de que ahí había un hecho anómalo, pero no explicaban qué era lo que ocurría, por qué había un pico de muertes a esas horas. Una investigación posterior reveló que el doctor Shipman realizaba visitas a domicilio después de comer, cuando podía estar a solas con sus pacientes ancianos. Les ofrecía una inyección, que supuestamente les ayudaría a estar mejor o no tener dolores, pero que realmente era una dosis letal de diamorfina. Después de que el paciente muriese el médico cambiaba el historial médico del paciente para que pareciese una muerte natural esperada. Aunque una simple autopsia hubiese desvelado que la causa de la muerte era la diamorfina, lo cierto es que la avanzada edad de sus pacientes y que supuestamente habían muerto por causas naturales hizo que dichas autopsias no se llevaran a cabo.

Victimología y año del asesinato

Otro análisis estadístico que muestra David Spiegelhalter respondía a la cuestión de qué tipo de personas asesinó Harold Shipman y cuando las asesinó, en qué año. En el libro se incluye un análisis de dispersión que muestra la edad y el año de la muerte de las 215 víctimas inicialmente confirmadas. Es decir, la edad y el año de la muerte de cada víctima es un punto y podemos analizar cómo se agrupan dichos puntos, que además son oscuros si la víctima era mujer y claros si era hombre.

Algunas conclusiones que se podían extraer del diagrama de dispersión eran las siguientes.

i) La mayoría de las víctimas eran mujeres, ya que claramente hay más puntos oscuros.

ii) Las víctimas eran personas mayores, la mayoría de ellas tenía entre 65 y 90 años, pero sobre todo estaban entre los 70 y 85 años.

iii) En el diagrama se puede observar que alrededor del año 1992 hay un periodo en el que no hay víctimas, que luego sigue con un periodo con mucha intensidad, hay una gran acumulación de víctimas y además empieza a asesinar a gente más joven, entre los 42 y 65 años, aunque la mayoría siguen siendo personas ancianas. Este último periodo seguramente coincide con el hecho de que montase una consulta privada, ya que antes compartía consulta con otros médicos.

iv) Hay dos periodos con muchas víctimas, entre 1984 y 1990, y sobre todo el último periodo, que hemos comentado, desde 1993 hasta que lo cogieron.

En este ejemplo la estadística ayudó a extraer información sobre el caso del doctor muerte, a conocer mejor lo que había ocurrido. David Spiegelhalter añade que además “el análisis estadístico formal podía haber ayudado a atrapar antes a Shipman”. De hecho, en el capítulo 10, titulado Responder preguntas y reivindicar descubrimientos, hay un apartado titulado ¿Podría haberse atrapado antes a Harold Shipman?

¿Podría haberse atrapado antes a Harold Shipman?

El autor del libro menciona que habría bastado mirar a los certificados de defunción para observar que había algo anómalo. Ya hemos comentado el estudio comparativo entre las horas de los fallecimientos de los pacientes del doctor Shipman y de los pacientes de otros médicos de familia locales, del periodo que va desde 1977 hasta 1998, extraído simplemente de los certificados de defunción. Aunque un análisis estadístico básico era, y así lo hicieron, el estudio comparativo de la cantidad acumulada de defunciones (simplemente contar el número de certificados de defunción) de los pacientes del doctor Shipman y de los pacientes de otros médicos de familia locales (que en la siguiente gráfica se ha separado además también por sexo), desde el año 1977. Se descubrió que la variación entre la mortalidad acumulada (desde 1977) para todos los médicos locales (en la siguiente gráfica la barra horizontal del cero marca la referencia de la mortalidad acumulada de los médicos locales) y la mortalidad acumulada del doctor Shipman, iba creciendo con el paso de los años, cada vez más y especialmente en las mujeres, como se puede observar en la siguiente gráfica, extraída del libro, que es, de nuevo, contundente.

Número acumulado de certificados de defunción firmados por Harold Shipman para pacientes de 65 años o más y que murieron en su casa o en su clínica. Imagen del libro El arte de la estadística (Capitán Swing, 2023), de David Spiegelhalter

Imaginemos que todos los años se hubiese realizado una comparación entre las tasas de defunción de cada médico de familia local, con la tasa esperada de todos ellos. La cuestión que se plantea el autor del libro es ¿cuándo se podría haber dado la voz de alarma? En 1979 ya se observaba una variación de la tasa de mortalidad significativa, pero David Spiegelhalter y su equipo buscaban una variación que garantizara que no había ninguna duda y crearon una serie de márgenes de error (que no explicaremos aquí y que pueden leerse, perfectamente explicados, en el texto El arte de la estadística) y que mostraban que en 1984, con total seguridad, podía afirmarse que se estaban cometiendo asesinatos de pacientes del doctor Shipman, al menos, que algo extraño estaba ocurriendo, y haber iniciado una investigación para dilucidar qué provocaba esas variaciones.

Si se hubiese realizado esta supervisión de los médicos de familia se habría llegado a detener al doctor Shipman en 1984, evitando la muerte de unas 175 personas.

Después de este caso se realizó una supervisión de los médicos de familia, la cual desveló la existencia de otro médico con tasas de mortalidad muy altas, y que, por lo tanto, se investigó. La investigación desveló que se trataba de un médico que ejercía en una ciudad costera con muchas residencias de la tercera edad, con muchas personas mayores, y que no había nada anómalo en su comportamiento. Esto nos muestra que la estadística suele detectar los resultados atípicos, y que luego hay que analizar el motivo por el cual son atípicos. O de otra forma, como dice el autor del libro, “cuidado con los algoritmos”.

David Spiegelhalter, autor del libro El arte de la estadística, cómo aprender de los datos (Capitán Swing, 2023)

Bibliografía

1.- David Spiegelhalter, El arte de la estadística, cómo aprender de los datos, Capitán Swing, 2023.

2.- Mónica G. Álvarez, Harold Shipman, el afable médico adicto al crimen: “Soy un ser superior”, La Vanguardia, 3 de abril de 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 Las estadísticas del médico que era un asesino en serie se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Munduko laku eta urtegien egoerari buruzko azterketa zabal batek argitu du erdiak baino gehiagok ura galdu dutela azken hamarkadetan.

Aral (Kazakhstan) hiriko tren geltokiko itxaron gelara iristen den bidaiariak iragan hurbil baten oroimena ikusi dezake horman marraztutako mosaiko batean: gerriraino uretan sartuta dauden pertsona batzuek arrantza sareei eusten diete, arrainak ateratzeko ahaleginean. Alboan, Leninen aurpegia agertzen da. Erika Fatland antropologo sozialak Sovietistan liburuan kontatzen duenez, horma irudiak ekartzen du gogora nola, 1921ean, jaio berria zen Sobietar Batasun gehiena gosez akabatuta zegoela, baina egoera bestelakoa zen hiri horren inguruan. Horregatik, Leninek hamalau bagoi arrantza eskatu zizkion hiriari. Garaiko estandarren arabera, Aral itsasoaren inguruan eraikitako hiriak arrantzan oinarritutako hiri aberatsa zen.

Pozak ez zuen luze jo, Fatlandek berak azaltzen duenez. 1950eko hamarkadan hasita, sobietar agintariek barne aldeko itsaso hori elikatzen zituzten Amu Daria eta Syr Daria ibaien emaria desbideratzeari ekin zioten, kotoi soro erraldoiak ureztatzeko. Planifikatutako ekonomietan horren ohikoak diren erabaki zoro horietako batean, kotoi andana lortu zuten, bai, baina XX. mendeko hondamendi ekologiko handienetako bat sortu zuten ere, barne itsasoaren zati gehiena lehortuz.

1. irudia: Aral itsasoaren galera XX. mendeko hondamendi ekologiko handienetakotzat harten da sarritan. (Argazkian, hauts ekaitz bat Aral itsasoaren gainean. Iturria: NASA)

Adibide erraldoi eta esanguratsua da, baina horren deigarriak diren galerak ere gertatzen ari dira mundu osoko barne ur eremuetan. Gaur egungo datuen arabera, lur idorrean, azalaren %3 betetzen dute lakuek. Kopuru txikia izanik ere, aintzat hartu behar da horietan bilduta dagoela planetaren lurrazalean dagoen ur geza likidoaren %87. Beraz, argi dago eremu horiek nahitaezkoak direla. Ur gezakoak direnean ura kontsumitzeko eta nekazaritzan erabiltzeko funtsezkoak izateaz gain, ur hegaztientzako habitatak dira ere, eta nutrienteen zein elementu kutsakorren birziklatzea ahalbidetzen dute. Ziklo geokimikoetan ere funtsezko rola betetzen dute, batez ere karbonoarenean.

Hau guztia aintzat izanda, zientzialari talde batek halako egiturei erreparatu die, gaurko egoera zertan den ezagutzeko. Ur geza zein gazikoak aintzat hartu dituzte. Oraingoan ez dira zentratu ur erreserba horien egoera ekologikoan, biltzen duten ur kopuruan baizik. Atera duten ondorio nagusia da laku eta urtegien %53k duela hiru hamarkada baino ur gutxiago biltzen dutela orain. Science aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean eman dituzte xehetasunak.

Orotara, 1.972 laku eta urtegi handi aztertu dituzte. Gutxi gorabehera, egitura naturalak zein gizakiak sortutakoak erdi bana aztertu dituzte: 1.051 laku eta 921 urtegi. Bederatzi satelite artifizialek jasotako irudietan oinarritu dira ikerketa egiteko. Hala, 1992 eta 2022 urte tartean satelite bidez hartutako 248.649 irudi hartu dituzte abiapuntutzat. Irudi hauen bidez, azken hiru hamarkadetan ur biltegi horietan pilatutako kopuruak ondorioztatzeko moduan izan dira. Epe luzeko datuak eskura izan ez dituzten kasuetan, iraganean ere zenbat ur zegoen kalkulatzeko teknika estatistikoak eta datu hidrografikoak erabili dituzte. Mapa batean jaso dituzte datu guztiak, horien interpretazioa erraztu aldera. Halako ikerketa bat mundu mailan modu integral batean egiten den aurreneko aldia izan dela ziurtatu dute.

Kopuru zehatzetara joanda, kalkulatu dute batez bestean lakuetan urteko 26,3 giga tona ur gutxiago daudela. Aztertutakoen artean, 457 lakutan (%43) “galera nabarmenak” atzeman dituzte. Alabaina, dena ez da galera izan: 234 lakutan (%22) irabazia garbiak izan dira. Gainerako 360 lakuetan (%35), berriz, ez da aldaketa nabarmenik egon. Dena dela, aintzat hartu behar da galdutako ur guztiaren erdia (%49) ur masa zabalenean gertatu izan dela: Kaspiar itsasoan.

2. irudia: lakuetan bilduta dago munduko ur geza likidoaren %87. (Argazkian, Saint Moritz aintzira, Suitzan – Juanma Gallego)

Ura irabazi dutenei dagokienez, ikertzaileek diote populazio asko bizi den lekuetatik nahiko urrun dauden lakuak direla gehienetan. Adibidez, Ipar Amerikako lautadetako laku handiak, edota Tibeteko ordokian daudenak dira horietako batzuk. Logikoa denez, eta azpiegiturei dagokienez, nahiko berriak diren urtegien kasuan ere normala da ur gehiago pilatu izana —adibidez, Yangtse, Mekong edota Nilo ibaietako arroiletan daudenak—.

Dena dela, egileek berek nabarmendu nahi izan dutenez, galbidean den laku edo urtegi batekiko dependentzia dute 2.000 milioi lagun inguruk, eta horrek are beharrezkoagoa egiten du baliabide hidrikoak taxuz kudeatzea.

Batez ere ikerketa deskriptiboa izan arren, zientzialariak ahalegindu dira proposatzen ur galera horien atzean egon daitezkeen zioak. Lehen erruduna, egileen esanetan, klima aldaketa da, eta, horri lotuta, ur lurrunketaren gehitzea. Beste faktore garrantzitsua da gizakiek egindako ur kontsumoa.

Urtegien kasuan —horietan ere, datuek diote %40-60 inguruk ura galdu dutela—, hirugarren faktore geologiko bat ere badago joera horren atzean: urtegietan sortzen den sedimentuen pilatzea, hain justu. Prozesu horren ondorioz, urtegien edukiera gutxitu egiten da urteen poderioz. Horrek bereziki eragiten die, noski, urtegi oso zaharrak dituzten herrialdeei. Sedimentuak kendu badaitezke ere, prozesua ez da merkea, inondik inora, eta material horien kudeaketa ere ingurumen erronka garrantzitsua da, normalean urtegia hustu behar delako eta material andana beste norabait mugitu beharra dagoelako.

“Ura kontserbatzeko ahalegin eraginkorrek ur masa horiek salbatzen lagun dezakete”, argudiatu dute egileek. Horren adibidetzat jarri dute Armenian uraren bueltan abiatu diren legeek Sevan lakuaren berreskurapenean izan duten eragin positiboa.

Erreferentzia bibliografikoa:

Yao, Fangfang; Livneh, Ben; Rajagopalan, Balaji; Wang, Jida; Grètaux, Jean-François; Wada, Yoshihide; Berge-Nguyen, Muriel (2023). Satellites reveal widespread decline in global lake water storage. Science, 380, 6646, 743-749. DOI: 10.1126/science.abo2812

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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bomba de protones
Una nueva investigación revela cómo los microbios marinos usan una membrana adicional que alguna vez tuvo funciones digestivas para aumentar su rendimiento de la fotosíntesis.

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

Los diversos microbios acuáticos de formas intrincadas llamados diatomeas son extraordinariamente efectivos para convertir el dióxido de carbono en moléculas orgánicas a través de la fotosíntesis. Fuente: Steve Gschmeissner/Science Source; modificado por Quanta Magazine

Una densa selva tropical u otra vegetación terrestre verde puede ser lo primero que viene a la mente al mencionar la fotosíntesis. Sin embargo las nubes de fitoplancton que llenan los océanos son las principales impulsoras de ese proceso en la naturaleza. Los microbios acuáticos unicelulares similares a plantas generan más del 50 % del oxígeno de la atmósfera y absorben casi la mitad del dióxido de carbono, convirtiéndolo en glucosa, grasas, proteínas y otras moléculas orgánicas que nutren la red alimentaria de los océanos. .

Un estudio publicado recientemente en Current Biology ha determinado finalmente la fuente de esta eficiencia fotosintética sin precedentes, que ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. La nueva investigación descubrió que algunos fitoplánctones están equipados con una membrana interna adicional que lleva una enzima «bomba de protones» que potencia su capacidad para convertir el dióxido de carbono en otras sustancias. Las mejoras debidas a esta modificación de proteína parecen contribuir a la producción de casi el 12% del oxígeno del aire y hasta el 25% de todo el carbono «fijado» (bloqueado en compuestos orgánicos) en el océano.

Sorprendentemente, esta innovación fotosintética parece haber evolucionado por casualidad a partir de una proteína de membrana que se utilizó originalmente para la digestión en el ancestro del fitoplancton. Además de explicar la eficiencia de las células en la fotosíntesis, el nuevo trabajo ayuda a confirmar la teoría de que ese fitoplancton surgió a partir de una alianza simbiótica entre un protozoo y una resiliente alga roja.

«Me parece asombroso que una enzima de protones que conocemos desde hace tantas décadas sea responsable de mantener un fenómeno tan crucial en la Tierra», afirma Dennis Brown, biólogo celular de la Escuela de Medicina de Harvard que estudia las funciones de las proteínas de membrana y no ha estado involucrado en el estudio.

Los investigadores sabían que ciertas clases de fitoplancton (diatomeas, dinoflagelados y cocolitóforos) destacan por sus excepcionales habilidades fotosintéticas. Estas células son extremadamente hábiles en absorber dióxido de carbono de su entorno y dirigirlo a sus cloroplastos para la fotosíntesis, pero los detalles de por qué son tan buenas en esto no estaban muy claros. Sin embargo, una característica exclusiva de esos tres grupos de fitoplancton es que tienen una membrana extra alrededor de sus cloroplastos.

Hace siete años, el microbiólogo Daniel Yee, el primer autor del nuevo estudio, estaba estudiando diatomeas para su doctorado en la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego. La fotosíntesis no era su objetivo; buscaba comprender cómo las diatomeas regulan su acidez interna para ayudar con el almacenamiento de nutrientes y construir su resistente pared celular de sílice. Pero notaba repetidamente la característica membrana adicional alrededor de sus cloroplastos.

Aprendió que la membrana adicional era ampliamente considerada por los investigadores como un remanente de un antiguo acto fallido de digestión. Los científicos habían planteado la hipótesis de que, hace unos 200 millones de años, un protozoo depredador había tratado de darse un festín con un alga fotosintética unicelular. Envolvió a la resiliente alga en una estructura membranosa llamada vacuola alimenticia para digerirla pero, por razones desconocidas, la digestión no ocurrió. En cambio, el alga sobrevivió y se convirtió en una compañera simbiótica del protozoo, alimentándolo con los frutos de su fotosíntesis. Esta asociación se hizo más profunda a lo largo de las generaciones hasta que el nuevo organismo dos-en-uno evolucionó hasta convertirse en las diatomeas que conocemos hoy. Pero la capa de membrana adicional que había sido una vacuola alimenticia no desapareció.

A fines de la década de 1990, algunos científicos plantearon la hipótesis de que era probable que la antigua vacuola alimenticia todavía poseyese una proteína transmembranal llamada bomba de protones. Las bombas de protones son moléculas muy versátiles que pueden especializarse para diversas tareas en los organismos, desde la digestión hasta la regulación de la acidez de la sangre y ayudar a las neuronas a enviar señales, explica el microbiólogo Martin Tresguerres, coautor principal del nuevo estudio y antiguo director de tesis de Yee en la UCSD. En los mamíferos, un tipo de bomba de protones puede crear condiciones ácidas altamente corrosivas dentro de áreas de los huesos para descomponer su estructura mineralizada y disolverla con el tiempo.

Yee descubrió que la misma bomba de protones también ayuda a las diatomeas a fabricar su resistente caparazón de sílice. Pero considerando la versatilidad de la bomba de protones y su asociación directa con el cloroplasto, estaba convencido de que hacía aún más.

Usando una combinación de técnicas de biología molecular, Yee y su equipo confirmaron que la membrana adicional alrededor del cloroplasto del fitoplancton contiene una bomba de protones activa y funcional, una llamada VHA, que a menudo cumple una función digestiva en las vacuolas alimenticias. Incluso fusionaron la bomba de protones con una proteína fluorescente para poder verla funcionar en tiempo real. Sus observaciones respaldaron la teoría endosimbiótica de cómo las diatomeas adquirieron la membrana adicional alrededor de sus cloroplastos.

Yee, Tresguerres y sus colegas también tenían curiosidad sobre cómo la bomba de protones podría afectar a la actividad fotosintética del cloroplasto. Para averiguarlo, utilizaron un fármaco inhibidor, la concanamicina A, para detener el funcionamiento de la bomba de protones mientras controlaban cuánto carbono seguía el fitoplancton incorporando formando carbonatos y produciendo oxígeno. Encontraron que la inhibición de la bomba de protones disminuyó significativamente tanto la fijación de carbono como la producción de oxígeno en las células.

Trabajo adicional les ayudó a comprender que la bomba mejoraba la fotosíntesis al concentrar el carbono cerca de los cloroplastos. La bomba transfería protones desde el citoplasma al espacio entre la membrana extra y el cloroplasto. El aumento de la acidez en este compartimento provocaba que más carbono (en forma de iones bicarbonato) se difundiera en él para neutralizarlo. Las enzimas convirtían el bicarbonato nuevamente en dióxido de carbono, que estaba entonces convenientemente cerca de las enzimas fijadoras de carbono del cloroplasto.

Usando estadísticas sobre la distribución de las diatomeas y otro fitoplancton con la membrana adicional en todo el océano global, los investigadores extrapolaron que este aumento en la eficiencia de la proteína de membrana VHA representa casi el 12% del oxígeno atmosférico de la Tierra. También aporta entre el 7% y el 25% de todo el carbono oceánico fijado cada año. Eso es al menos 3.500 millones de toneladas de carbono, casi cuatro veces más de lo que emite anualmente la industria de la aviación mundial. En el extremo superior de la estimación de los investigadores VHA podría ser responsable de retener hasta 13.500 millones de toneladas de carbono al año.

Los científicos ahora pueden agregar este factor a otras consideraciones al estimar los efectos del cambio climático en la rapidez con la que el dióxido de carbono atmosférico se fija en moléculas orgánicas, lo que determina la rapidez con la que el planeta continuará calentándose. También se relaciona con las discusiones sobre si los cambios en la acidez del océano tendrán un impacto directo en las tasas de fijación de carbono y producción de oxígeno. Yee afirma que los científicos también pueden comenzar a preguntarse si las soluciones biotecnológicas basadas en el mecanismo recién descubierto podrían mejorar el proceso de secuestro de carbono para limitar el cambio climático.

Yee, que ahora es becario postdoctoral en el Laboratorio de Fisiología Celular y Vegetal del Centro Nacional Francés de Investigación Científica en Grenoble, se enorgullece de que su equipo haya podido proporcionar un nuevo mecanismo sobre cómo ocurre la fotosíntesis en una forma de vida tan importante desde el punto de vista ecológico.

“Pero también nos damos cuenta”, concluye, “que cuanto más aprendemos, menos sabemos”.

 

El artículo original, Microbes Gained Photosynthesis Superpowers From a ‘Proton Pump’, se publicó el 5 de julio de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Los microbios ganaron poderes fotosintéticos gracias a una bomba de protones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Giza espeziean, gainerako animalietan bezala, norbanakoek –gure espeziearen kasuan, emakumeek gehienbat– eskuragarri duten elikagai kopuruak eragin erabakigarria izango du ugalkortasunean. Hori, agerikoa dirudien arren, ez da erraza izan dokumentatzeko, batik bat egungo herrialde garatuetan bikoteek ugalketaren inguruko kontrol nahiko eraginkorra dutelako eta ugalketarekin lotutako erabakien atzean askotariko arrazoiak daudelako.

Irudia: Des ganeuses (Buruxkariak), Jean-François Millet (1857) . Olio pintura mihise gainean. (Domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Zorionez, industriaurreko gizartearen inguruko informazio historikoa baliatu ahal izan da gai horien inguruan aztertzeko. Ikerketa talde batek parrokia erregistroetara jo du ikusteko ea erlaziorik baden, batetik, ugalkortasunaren eta, bestetik, estatus sozioekonomikoaren, elikagaien eskuragarritasunaren eta beste faktore batzuen artean. Horretarako, Finlandiako nekazaritza eremuetako parrokia erregistroak aztertu dituzte, 1649. eta 1900. urteen bitartekoak; horrez gain, zekale uztaren inguruko datuak baliatu ahal izan dituzte, hori aztertutako parrokien eremuetako zereal eta elikagai iturri nagusia izanik. Ikertzaileek jakin nahi zuten ea bikoteen nutrizio baldintzen adierazle egokia den ezkontzatik erditzera arte igarotako denbora tartea.

Ezkontzaren eta lehenengo umearen jaiotzaren artean igarotako batez besteko denbora 25,9 hilabetekoa zen, baina alde nabarmenak zeuden ikertzaileek zehaztutako hiru maila sozioekonomikoen artean: altua, ertaina eta baxua. Emakume txiroak aberatsak baino 2,6 hilabete geroago erditzen ziren lehenengo umeaz, eta maila ertainekoak baino 3,0 hilabete geroago. Bi maila horietako –ertainak eta altuak– emakumeen arteko desberdintasunak ez ziren esanguratsuak.

Nutrizio baldintzek –urte bakoitzeko pikor uztan ikus daitekeenaren arabera– eragina zuten ezkontzaren eta lehen erditzearen arteko denbora tartean, baina soilik maila ekonomiko baxuko emakumeen kasuan. Hortaz, ugalketarako gaitasunari dagokionez, emakume txiroengan zuen eragina elikagaien eskuragarritasun txikiagoa izateak. Maila ertaineko eta altuko emakumeek, berriz, uzta txarren eragina ekidin edo neutralizatu ahal izateko beste baliabide batzuk zituzten eskuragarri.

Azterketa honi esker, ikerketa taldea bere hasierako helburutik haratago joan ahal izan zen, ikusi ahal izan baitzuten ugalketarekin erlazionatutako bestelako aldagaiek lotura zutela ezkontzaren eta lehen erditzearen arteko denbora tartearekin. Bada, tarte hori zenbat eta txikiagoa izan, orduan eta luzeagoa zen erreprodukzio bizitza, jaiotzen arteko tarteak, berriz, laburragoak eta, beraz, ugalketa arrakasta globala, handiagoa. Hori horrela izanik, baliabide gutxien zituzten emakumeek, geroago erditzeaz gain, urte gutxiagoko aldi batean izaten zituzten umeak, eta jaiotzen artean igarotako denbora tarteak luzeagoak ziren.

Ugalketa funtzioan eragin handia izango du eskuragarri izandako elikagai kopuruak edo eskuratu daitekeenak. Nutrizio baldintzek, ziklo menstrualean eragiteko adinako gogorrak ez direnean ere, hormona esteroide kopuruari eragiten diote. Horren ondorioz, kontzebitzeko aukerak murriztu egiten dira elikadura baldintzak txartzen direnean. Jaiotza tasa kontrolatzeko bitartekorik ez duten Afrikako nekazaritza herrietan, ugaltzeko adinean dauden emakumeen esteroide kopurua txikiagoa da uztaren aurretik, horren ondoren erregistratzen dena baino. Eta aldaketa horiek azaltzen dute herri horietako jaiotzei dagokien urte sasoiaren araberako eredua. Fenomeno horrek egokitze balio argia du, erreprodukzioa handitzen baitu uztaren ondorengo urteko sasoietan, hau da, energia balantzea positiboa denean eta garapen bidean dagoen umekiaren beharrak asetzeko adina baliabide daudenean.

Normalean ez da aztertzen elikagai kopuruaren inguruko aldaketa txikiek ugalkortasunean izan dezaketen eragina. Hobeto ezagutzan dira gosete handien ondorioak; horietan jaiotze tasaren beherakada handiak ikus daitezke, orokorrean, populazioan. Bereziki ondo ezagutzen dira Finlandiako 1866-1868 aldiko goseteen ondorioak, baita Holandako 1944-1945 aldikoak ere; horietan gizarte maila guztietako emakumeen ugalkortasunak beherakada handia izan zuen, baxuenetan eragin larriagoa izan arren.

Ikerketa honek eta antzekoek aldagai demografikoen eta faktore nutrizionalen arteko erlazioa erakusten dute. Eta erakusten dute, orobat, aldagaien arteko erlazioa muturreko egoeren –lehenago aipatutako goseteak– aurrean ez ezik, tamaina txikiagokoetan ere azaltzen dela. Komeni da gogoratzea hautespen naturala ugalketa arrakastaren aldeen eta desberdintasunen araberakoa dela; hori horrela izanik, mota honetako ikerketek gure espeziearen –bai, baita gure espeziaren ere– eboluzioan eragina izan duten eta oraindik ere baduten mekanismoak ezagutarazteko balio dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Nenko, Idona; Hayward, Adam D.; Lummaa, Virpi (2014). The effect of socio-economic status and food availability on first birth interval in a pre-industrial human population. Proceedings of the royal society B, 281. DOI: 10.1098/rspb.2013.2319

Egileaz:

Juan Ignacio Pérez (@JIPerezIglesias) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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núcleo de marte

Para la geología es fundamental el conocer como son y en qué estado se encuentran las distintas capas que conforman el interior de los distintos cuerpos del Sistema Solar, ya que eso puede aportarnos pistas sobre su formación, composición y grado de actividad. Aunque a grandes rasgos y gracias a las medidas indirectas desde la órbita y a cada vez mejores modelos numéricos empezamos a conocer como son los planetas -y otros cuerpos- por dentro, necesitamos misiones que nos permitan ver detalles más finos. Gracias a misiones como la InSight, que llegó a Marte en noviembre de 2018 y concluyó su misión en diciembre de 2022, estamos empezando a conocer mucho mejor el interior del planeta rojo. Probablemente durante años veamos aparecer nuevos artículos con interpretaciones de los datos y modelos sobre el interior que nos ayuden a comprender por qué este planeta evolucionó de una manera tan diferente a la Tierra.

En esta representación artística podemos ver el módulo de aterrizaje de la misión InSight, junto con el “topo” introducido en el suelo marciano -a la derecha- y a la izquierda el instrumento SEIS, del que no vemos directamente el sismómetro, sino que apreciamos la cúpula que le sirve para mantenerse aislado de los cambios de temperatura y el impacto del viento. Imagen cortesía de la NASA/JPL.

Dos de sus instrumentos, SEIS -un sismómetro e instrumento principal de la misión- y RISE -un experimento que aprovecha el sistema de comunicaciones de la sonda para conocer mejor la rotación y el “bamboleo” del planeta- han demostrado con creces ser muy sensibles y útiles para ayudarnos a conseguir una “radiografía” del planeta y estudiar distintos procesos geológicos que van desde los terremotos y la posible actividad volcánica hasta la redistribución de masas entre la superficie del planeta y la atmósfera debido a la transferencia del dióxido de carbono que ocurre a causa de las estaciones.

Lo importante de tener dos instrumentos como estos de manera simultánea sobre el planeta es que, aunque usen metodologías muy diferentes, nos permiten comprobar si efectivamente los modelos de su interior generados a partir de ambos instrumentos se parecen y son comparables… algo que efectivamente ha sido así y que vamos a intentar explicar que se ha visto exactamente y que implicaciones tiene.

Empecemos por los datos de SEIS. Como decíamos anteriormente, SEIS es un sismómetro muy sensible, capaz de detectar las ondas sísmicas provocadas por los terremotos o el impacto de los meteoritos, entre otros eventos. Las ondas sísmicas, cuando viajan por el interior del planeta desde el punto donde ha ocurrido el terremoto -y que llamamos hipocentro- ven su velocidad y trayectoria alterada por el cambio de propiedades y composición de los materiales que van atravesando, ya que el interior de los planetas no suele ser homogéneo.

Para poder detectar mediante este instrumento la capa más interna de Marte, en este caso el núcleo del planeta, SEIS necesitaba detectar terremotos que hubiesen ocurrido lo suficientemente lejos como para que las ondas sísmicas que le llegasen hubiesen tenido que atravesar el núcleo o haber rebotado en la interfaz entre el manto y el núcleo.

Esto, a priori, y dado el grado de actividad geológica de Marte, podría resultar complicado en el tiempo que durara la misión, ya que tendrían que ocurrir terremotos de suficiente magnitud a una distancia importante y que fuesen detectados por la InSight -no podemos dejar de lado que una de las grandes zonas potenciales donde podría haber terremotos en Marte se encuentra, con respecto a la InSight, en lo que denominamos como zona de sombra sísmica-, pero todo cambió entre los soles 976 y 1000 -hablamos de eventos sísmicos ocurridos en 2021-, cuando un terremoto y el impacto de un cuerpo contra la superficie del planeta permitieron al sismómetro detectar las ondas atravesando el núcleo del planeta rojo.

Imagen la que podemos ver la localización de la InSight sobre un mapa topográfico de Marte y la localización de los dos epicentros de los terremotos detectados. También, a la derecha, podemos ver las fases sísmicas que llegaron al sismómetro y que permitieron reconocer el núcleo interno, como es en este caso la fase SKS. Imagen cortesía de Irving et al. (2023).

Para que nos hagamos una idea de la distancia, el epicentro del terremoto estaría localizado a una distancia entre los 7424 y los 8468 kilómetros, mientras que el impacto ocurrió a una distancia de unos 7300 kilómetros. La diferencia en la precisión en la localización entre el terremoto y el impacto se debe a un factor: mientras que el lugar del impacto ha sido observado directamente por la Mars Reconaissance Orbiter, y por lo tanto, establecer unas coordenadas muy precisas, calcular el epicentro de un terremoto requiere de que tengamos un modelo a priori del interior del planeta que nos permita establecer el comportamiento de las ondas sísmicas, lo que en el caso de Marte tiene mucha incertidumbre.

En 2021, Stähler et al. ya publicaron las primeras estimaciones del tamaño del núcleo de Marte basándose en las ondas reflejadas en la interfaz manto-núcleo, y obteniendo un valor de unos 1830±40 kilómetros, pero estos datos, aunque importantes no son suficientes… y es que, ¿de qué está compuesto y en que estado está el núcleo de Marte? Si bien es cierto que en este artículo ya se tratan algunas de las cuestiones fundamentales, era preciso el poder observar las ondas atravesando el núcleo para poder confirmar algunas de las sospechas que tenían los científicos, como los que aportan el artículo de Irving et al. (2023).

El primer detalle que salta a la vista es que el núcleo de Marte contiene, además del hierro, alrededor de un 20% de elementos ligeros como el azufre, el oxígeno el hidrógeno y el carbono, una diferencia importante si lo comparamos con la Tierra, donde el núcleo externo, por ejemplo, tiene aproximadamente un 10% de elementos ligeros.

El segundo es que no se ha observado, de momento, un núcleo interno sólido como tiene nuestro planeta y que, si existe, debería de tener un radio menor de los 750 kilómetros, y probablemente, para cerrar esta cuestión de una manera definitiva, se necesiten de nuevas misiones en superficie.

Como decíamos al principio, hay otro instrumento, en este caso RISE, capaz de aportarnos pistas de una manera más indirecta del interior del planeta. Y es que este instrumento es capaz de medir el efecto Doppler resultante de minúsculas variaciones que ocurren tanto en la rotación de Marte como en la orientación de su eje, y para lo que tenemos que imaginarnos al planeta Marte como una peonza girando.

Representación artística del interior de Marte en la que podemos apreciar los epicentros y trayectoria de las ondas de los terremotos detectados por la InSight y el tamaño de la corteza, manto y núcleo marcianos. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/University of Maryland.

Pues bien, de este experimento se ha deducido un radio para el núcleo de Marte de unos 1835±55 kilómetros, un valor dentro del rango de los anteriores estudios y que muestra que los cálculos entre diferentes estudios son coherentes entre sí, pero con una diferencia: en este modelo, por ejemplo, no habría cabida para un núcleo sólido, sino que todo se encontraría en estado líquido. Este último dato podría apuntar a que la inexistencia de un núcleo sólido fuese una de las causas del fin del campo magnético global de Marte.

Este modelo también está de acuerdo con el porcentaje aproximado de un 20% de elementos ligeros en el núcleo que también aparece en Irving et al. (2023), donde el más abundante de los ligeros sería el azufre -con un 15±2% en peso-, seguido del oxígeno -con un 2.5±0.5%-, el carbono -con un 1.5±0.5%- y por último el hidrógeno con alrededor del 1%.

Por último, gracias a los datos de RISE se ha descubierto una ligera tendencia al acortamiento de los días de la que se desconoce su origen, pero que podría ser debida o bien a la dinámica climática y a la transferencia de materia entre los casquetes polares y la atmósfera -y viceversa- o a factores internos.

Sin duda, misiones como la InSight, y que a simple vista nos pueden parecer menos atractivas que otras mucho más complejas y espectaculares como las que llevan a cabo los rovers sobre Marte, ponen de manifiesto que podemos aprender todavía mucho más sobre el interior de Marte igual que a principios del siglo XX empezamos a hacer en nuestro propio planeta gracias al avance de la sismología.

Referencias:

Irving, Jessica C. E., Vedran Lekić, Cecilia Durán, Mélanie Drilleau, Doyeon Kim, Attilio Rivoldini, Amir Khan, et al. «First Observations of Core-Transiting Seismic Phases on Mars». Proceedings of the National Academy of Sciences 120, n.º 18 (2 de mayo de 2023): e2217090120. doi: 10.1073/pnas.2217090120.

Le Maistre, Sébastien, Attilio Rivoldini, Alfonso Caldiero, Marie Yseboodt, Rose-Marie Baland, Mikael Beuthe, Tim Van Hoolst, et al. «Spin State and Deep Interior Structure of Mars from InSight Radio Tracking». Nature, 14 de junio de 2023. doi: 10.1038/s41586-023-06150-0.

Stähler, Simon C., Amir Khan, W. Bruce Banerdt, Philippe Lognonné, Domenico Giardini, Savas Ceylan, Mélanie Drilleau, et al. «Seismic Detection of the Martian Core». Science 373, n.º 6553 (23 de julio de 2021): 443-48. doi: 10.1126/science.abi7730.

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

El artículo El núcleo de Marte se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Munduko irrati-teleskopio handienetako batzuk erabiliz, urte batzuetatik hamarkadetara bitarteko periodoekin oszilatzen duten grabitazio-uhinen ebidentziak aurkitu dituzte nazioarteko hainbat lankidetza-taldetan aritu diren astrofisikariek. Gure galaxian erloju kosmiko batzuk (pulsarrak) zehatz-mehatz behatuta lortu ahal izan dituzte emaitza horiek, The Astrophysical Journal Letters aldizkarian argitaratutako artikulu-sorta batean xehatu dutenez.

Ipar Amerikako Grabitazio Uhinetarako Nanohertzetako Behatokiak (NANOGrav) — Physics Frontiers Center-ekoa (PFC)— 15 urtez hartutako datuak aztertuz, grabitazio-uhinen seinalea ikusi ahal izan dute. 190 zientzialarik baino gehiagok dihardute elkarlanean, gehienak AEBkoak eta Kanadakoak, AEBetako National Science Foundation-ek (NSF) finantzatuta. Pulsarrak, ardatzean oso azkar biratzen den neutroi-izar bat, biraketa bakoitzean ‘pultsu’ bat igortzen duena, erabiltzen dituzte grabitazio-uhinak identifikatzeko. Europan, Indian, Australian eta Txinan teleskopioak erabiltzen dituzten nazioarteko beste lankidetza batzuetan antzeko emaitzak lortu dituzte modu independentean.

Irudia: munduko irrati-teleskopio handienetako batzuk erabiliz, urte batzuetatik hamarkadetara bitarteko periodoekin oszilatzen duten grabitazio-uhinen ebidentziak aurkitu dituzte. (Argazkia: Igor Mashkov – domeinu publikoko irudia. Iturria: Pexels.com)

NANOGrav-en aurreko emaitzetan, denborari lotutako seinale misteriotsu bat ikusi zuten behatutako pulsar guztietan, baina seinale hura ahulegia zen nondik zetorren argitzeko. Argitaratu berri dituzten datuek, 15 urteko behaketatik eratorritakoek, erakutsi dute seinalea bat datorrela gure galaxia zeharkatzen duten ondulazio moteleko grabitazio-uhinen presentziarekin. “Frekuentzia oso baxuetako grabitazio-uhinen ebidentzia gakoa da hori —Vanderbilt-eko Unibertsitateko Stephen Taylor doktorearen arabera, nazioarteko lankidetza horretako egungo ikertzaile nagusia—. Hainbat urteko lanaren ondoren, NANOGrav bide berri bat irekitzen ari da grabitazio-uhinen unibertsoan“.

Lurreko tresnen bidez, hala nola LIGO bidez (laser-interferometriaren bidezko grabitazio-uhinen behatokia), behatzen diren maiztasun handiko grabitazio-uhin iheskorrak ez bezala, Lurra baino askoz handiagoa den detektagailu batekin bakarrik hauteman daiteke behe-maiztasuneko seinale jarraitu hori. Horretarako, astronomoek grabitazio-uhinen antena erraldoi bihurtu zuten gure Esne Bidearen sektorea, pulsar deritzen izar exotikoak erabiliz. NANOGrav-ek 68 pulsarren datuak bildu ditu eta detektagailu bat sortu du datuok erabiliz: “Pulsarren sinkronizazio-multzoa” (Pulsar Timing Array, ingelesezko deskribapenean).

Supernoba-leherketa batean desagertu den izar masibo baten nukleoaren hondar ultradentsoa da pulsarra. Pulsarrek azkar biratzen dute, eta irrati-uhinen pultsuak igortzen dituzte. Pultsu horiek espazioan barreiatzen dira, kostako itsasargien argi-pultsuen antzera. Beraz, badirudi izar horiek “taupaka” ari direla Lurretik behatzean. Objektu horietako azkarrenek, milisegundotako pulsarrek, segundoan ehunka aldiz biratzen dute. Oso pultsu egonkorrak dituztenez, doitasun handiko erloju kosmiko gisa erabil daitezke.

Einsteinen Erlatibitate Orokorraren teoriak zehatz-mehatz iragartzen du nolako eragina izan beharko luketen grabitazio-uhinek pulsarren seinaleetan. Denbora-espazioaren egitura luzatu eta konprimatzen dutenez, grabitazio-uhinek pultsu bakoitzaren erritmoari eragiten diote, arin baina aurresateko moduan: pultsu batzuk atzeratu eta beste batzuk aurreratu egiten dira. Pultsuen desfase horiek korrelazioan daude pulsar-bikote guztietan; hain zuzen, bi izarren artean dagoen distantziaren araberakoa da. NANOGrav-ek lortutako datuak guztiz bateragarriak dira erlatibitatearen teoriak iragartzen duenarekin.

Iragarpen teoriko horiek berriki aurkeztutako datuekin alderatuz gero, ziurta dezakegu NANOGrav-en datu berrienek erakusten dutela zenbait urte eta zenbait hamarkada bitarteko periodoak dituzten grabitazio-uhinak badaudela. Uhin horiek unibertsoko zulo beltz masiboenetatik sor litezke: Eguzkia baino milaka milioi aldiz masiboagoak, Lurraren eta Eguzkiaren arteko distantzia baino tamaina handiagokoak. Seinale horren etorkizuneko azterketek leiho berri bat irekiko dute grabitazio-uhinen unibertsoan, eta informazioa emango dute urrutiko galaxien bihotzean barneratzen diren zulo beltz titanikoei buruz, besteak beste.

Jose Juan Blanco-Pillado UPV/EHUko Ikerbasque ikertzailearen eta NANOGrav-eko kide elkartuaren hitzetan, “emaitza horiek mugarri bat dira grabitazio-uhinen detekzioaren historian, eta aukera ematen digute unibertsoa ikuspegi berri batetik behatzeko. Etorkizunean, espero dugu horrelako behaketek laguntzea prozesu astrofisiko ezagunak ulertzen eta orain arte ezkutuan egon diren beste fenomeno batzuk identifikatzen edo aurkitzen”.

“UPV/EHUn, zehazki, unibertso sortu berrian gertatu ziren prozesuak identifikatzen dihardugu, mota honetako grabitazio-uhinen behatokiek detektatzeko moduko seinalea eman dezaketen prozesuak. Horrelako seinaleak garbi detektatzeak oso informazio baliotsua emango liguke unibertsoak lehen uneetan izan zuen bilakaerari buruz”.

Mundu osoko astrofisikariak ibili dira grabitazio-uhinen seinale horren atzetik. Australiako Parkes Pulsar Timing Array, Txinako Pulsar Timing Array eta Europako Pulsar Timing Array/Indiako Pulsar Timing Array detektagailuekin jasotako datuetan seinale beraren zantzuak badaudela adierazten dute argitaratutako zenbait lanek. Nazioarteko Pulsar Timing Array partzuergoaren bidez, eskualde guztietako lantaldeak elkarlanean ari dira denen datuak konbinatzeko, eta, hala, seinalea hobeto karakterizatzeko eta seinale-iturri berriak bilatzeko. Izan ere, ziur daude nazioarteko taldeak lankidetzan jarduteko garrantziaz eta beharraz.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Izar exotikoak erabiliz, sinfonia kosmikoaren murmurioa sintonizatu dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Agazie, Gabriella et. al. (2023). The NANOGrav 15 yr Data Set: Evidence for a Gravitational-wave Background. The Astrophisical Journal Letters, 951, L8. DOI: 10.3847/2041-8213/acdac6

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contaminación lumínica
La luz artificial nocturna, el despliegue de constelaciones de satélites y las interferencias de radio están impactando negativamente en las observaciones astronómicas, limitando los descubrimientos científicos, nuestras conexiones culturales con el cielo nocturno y las posibilidades del astroturismo.

Cielo nocturno desde el destino turístico Starlight Pampa Joya (Antofagasta, Chile). Foto: Braham Millal (foto premiada en el V Maratón de Fotografía Starlight en la temática «Contaminación lumínica»)

A lo largo de la historia de la humanidad, mirar al cielo estrellado ha sido una fuente de inspiración para la humanidad. Así nació la astronomía, como un elemento común en todas las culturas que, desde antiguo, se ha utilizado para establecer calendarios, navegar, descubrir nuevas tierras e impulsar muchas investigaciones científicas.

Pero en las últimas décadas la comunidad astronómica, tanto de profesionales como de aficionados, ha comprobado que cada vez es más difícil desarrollar su labor debido a la creciente contaminación lumínica y otras nuevas amenazas: las nuevas constelaciones de satélites y las interferencias de radio.

Hasta hace solo un par de años nuestra principal preocupación se centraba en la pérdida progresiva del cielo nocturno debido al creciente aumento de la contaminación lumínica, con aproximadamente un 10 % de crecimiento al año y una cuarta parte de la superficie del planeta ya contaminada.

Fuimos los astrónomos los primeros en advertir de este problema y los que señalamos que este deterioro tenía serias implicaciones, no solo en la ciencia sino también en el medioambiente (existe una relación entre sobreiluminación y cambio climático que el público desconoce), en la biodiversidad, la salud, el patrimonio cultural asociado al cielo nocturno y en el desarrollo socioeconómico sostenible a través del astroturismo.

Pero en los últimos años hemos visto despuntar nuevas y muy serias amenazas para la astronomía profesional y amateur. El despliegue de un gran número de satélites en órbita terrestre baja (LEO) ha tenido un impacto imprevisto. Al darnos cuenta, ya los teníamos sobre nuestras cabezas.

Cuando se lanzó un lote prototipo de 60 naves de este tipo en mayo de 2019, los astrónomos se sorprendieron por lo brillantes que parecían desde el suelo. Entre el 5 y el 10 % de estos satélites están presentes sobre lugares astronómicos en un momento dado, y una proporción de ellos está iluminada por el Sol en un cielo oscuro.

Estrella Albireo en la constelación del Cisne tomada el 26 de diciembre de 2019. Dos de las diez exposiciones de 2,5 minutos grabaron satélites Starlink moviéndose por el campo. Foto: Rafael Schmall

Con planes de hasta 400.000 satélites en estas constelaciones para 2030, miles serán visibles desde cada lugar en cualquier momento. Hasta el 30 % de las exposiciones de campo amplio en un gran telescopio se perderían durante las primeras horas de la tarde y antes del amanecer, y casi el 50 % de las exposiciones crepusculares estarían contaminadas.

Uno de los proyectos que se verán fuertemente afectados serán los estudios automatizados en busca de objetos en movimiento como asteroides potencialmente peligrosos.

El tercer problema son las interferencias de radio. La radioastronomía consiste en observar el universo en longitudes de onda que también son utilizadas por las radiocomunicaciones generadas por el hombre. Hemos convivido con ellas y con acuerdos internacionales que permitían definir bandas de radio protegidas.

Pero el incremento del ancho de banda y de la potencia de transmisión de las radiocomunicaciones ha provocado un aumento de las interferencias de radiofrecuencia en las observaciones astronómicas.

El despliegue de constelaciones LEO también producirá cientos de fuentes de radiointerferencias brillantes en rápido movimiento, visibles para los radiotelescopios a cualquier hora del día.

España es pionera en la conservación del cielo

La contaminación lumínica cuenta ya con regulaciones eficaces y tecnología para su disminución y ya se están dando algunos pasos en algunos países como en España que ha sido pionero en la preservación del cielo con la Ley del Cielo de 1988 de Canarias, pero me temo que el riesgo por las megaconstelaciones avanza muy rápidamente y es demoledor.

Los primeros satélites (década de 60 y hasta ahora) no eran maniobrables, pero el avance en la tecnología espacial ha contribuido a construir satélites cada vez más resistentes y maniobrables. Estos ya disponen de sistemas de propulsión que les permiten cambiar su órbita, así como desviarse de trayectorias de objetos entrantes y evitar colisiones, consiguiendo así misiones más largas.

La proliferación de pequeños satélites eleva los riesgos de colisión, especialmente en la órbita baja que ya está densamente poblada y, por tanto, aumentan el riesgo de colisión y de generar basura espacial. Estos impactos pueden poner en peligro satélites de observación, de vigilancia terrestre y para comunicaciones, cruciales para nuestra seguridad entre otros aspectos.

Por otra parte, están los satélites Starlink (operados por la compañía Space X de Elon Musk), equipados con sistemas de propulsión que pueden utilizarse para maniobrarlos fuera del camino de posibles colisiones. Esto podría ayudar a reducir el riesgo de colisiones y evitar aumentar aún más la cantidad de desechos en el espacio. Pero su creciente número no hará sino aumentar este riesgo y el espacio será cada vez menos sostenible.

Amenaza para la astronomía profesional y amateur

Esta contaminación lumínica, en su conjunto, amenaza los observatorios astronómicos profesionales, que se localizan precisamente en lugares remotos del planeta por contar con cielos muy oscuros. Cualquier resplandor del cielo puede saturar la débil señal de los objetos astronómicos, impidiendo su detección.

Sin embargo, las observaciones astronómicas terrestres impulsan importantes descubrimientos de gran repercusión en astrofísica y física fundamental y, a menudo, son esenciales para interpretar las observaciones de los telescopios espaciales. Actualmente existen más de 40 telescopios ópticos terrestres con espejos de 3 metros o más de diámetro.

Por su parte, la astronomía amateur también está fuertemente amenazada por la también llamada luz artificial de la noche (ALAN) y las megaconstelaciones de satélites LEO, especialmente en los ámbitos de los programas de investigación con científicos profesionales, la astrofotografía y el astroturismo.

Ejemplo de contaminación lumínica, sobre todo por el uso de leds blancos y azules y el escaso blindaje de las luminarias. Cielo nocturno fotografiado desde la isla de Sálvora, en el Parque Nacional de las Islas Atlánticas en Galicia, certificado como Destino Turístico Starlight. Foto: Fernando Rey

Aproximadamente un millón de personas se dedican a la astronomía amateur, dos órdenes de magnitud más que el número de astrónomos profesionales. Los aficionados utilizan cámaras y telescopios con campos de visión más amplios que los grandes telescopios, por lo que es más probable que sus imágenes contengan estelas de satélites artificiales.

Los astrónomos aficionados descubren cometas, buscan supernovas en las galaxias, realizan campañas de seguimiento de estrellas variables y meteoritos, y confirman candidatos a exoplanetas.

Estas operaciones son especialmente vulnerables a la contaminación lumínica porque este colectivo no tiene acceso a los recursos económicos y tecnológicos necesarios para mitigar sus efectos. El incremento de la luz artificial nocturna y las megaconstelaciones satelitales compromete seriamente estas actividades, que serán prácticamente imposibles en la próxima década si se mantienen las tendencias actuales.

Asimismo, la demanda de certificación y formación en astroturismo ha crecido más de un 300 % en los últimos cinco años, atrayendo a decenas de miles de visitantes y proporcionando un retorno económico de más de cien millones de dólares en múltiples territorios, crecimiento que también se ve amenazado por el aumento de la contaminación lumínica.

En busca de soluciones

Es absolutamente necesario que trabajemos juntos y coordinadamente las partes interesadas (observatorios, industria, comunidad astronómica, organismos de financiación de la ciencia, responsables políticos nacionales e internacionales) sobre las medidas técnicas y políticas necesarias para limitar el impacto de la contaminación lumínica, radiofrecuencias y megaconstelaciones en la astronomía.

Respecto a estos últimos, las observaciones astronómicas se beneficiarían enormemente si las constelaciones de satélites planificadas utilizaran el menor número posible de naves espaciales (siendo el número óptimo cero) y mantuvieran las órbitas de los satélites bajas para que entraran en la sombra de la Tierra poco después de la puesta de sol.

También se necesitan establecer estrictasregulaciones y normativas nacionales e internacionales y vigilar su cumplimiento. En este sentido es esperanzador el papel que desempeña el recientemente creado Centro para Protección del Cielo (CPS) oscuro y silencioso de interferencias de megaconstelaciones de la Unión Astronómica Internacional (IAU).

Es necesario un pacto mundial en defensa del cielo. Esto implica educar y concienciar a la sociedad en su conjunto, algo que hacemos desde la Fundación Starlight a través de la difusión de la astronomía y el desarrollo socioeconómico local de las comunidades locales a través del astroturismo.

También sumando adhesiones a la Declaración Mundial de La Palma en Defensa del cielo Nocturno y el Derecho a la Luz de las Estrellas, y dando un paso más, defendiendo ante Naciones Unidas junto con la asociación de mujeres empresarias y profesionales BPW Spain, que el cielo sea un objetivo de desarrollo sostenible, porque sin cielo no hay planeta.

Referencia:

Varela Perez, A. (2023) The increasing effects of light pollution on professional and amateur astronomy Science doi: 10.1126/science.adg0269

Sobre la autora: Antonia M. Varela Pérez es investigadora de Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y directora de la Fundación Starlight

Este texto apareció originalmente en SINC.

 

El artículo Crecen los efectos nocivos de la contaminación lumínica en la astronomía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Ingeniaritza

Enedina Alves, Brasilgo ingeniari beltza erreferentea izan zen ibaietako presa hidroelektriko handien eraikuntzan. Paranáko estatuan jaio zen Enedina, 1913ko urtarrilean, eta Ingeniari zibil gisa graduatu zen 1945ean. Hala, 32 urterekin Brasilgo lehen emakumezko ingeniari beltza bihurtu zen. Graduatu ondoren, Paranáko Plan Hidroelektrikoan lan egitera destinatu zuten, eta bertan lanean zegoela eraiki zuen Usina Capivari-Cachoeira lurpeko hidroelektrikoa, herrialdearen hegoaldeko handiena. Enedina hil eta urte batzuk geroago haren hiriko kale garrantzitsu bat eskaini zioten, eta 2006an, Enedina Alves Marques Emakumeen Institutua sortu zuten, bere omenez. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Enedina Alves, Brasilgo ingeniari beltz aitzindaria.

Antropologia

Kobre Aroan Iberian gizarte-estatus handiena zuena emakumezkoa zela ondorioztatu dute, pertsona baten hortzetako esmaltea aztertuta. Pertsona horren hondarrak Valentziako hilobi batean aurkitu zituzten, eta duela 3.200 eta 2.200 urte artean bizi izan zen. Bakarrik zegoen hilobiratua, eta objektu baliotsuz inguratua; horrek erakusten du estatus handia zuela pertsona horrek. Hasiera batean 17 eta 25 urte bitarteko gizonezkotzat hartu zuten, baina hortzetako esmalteko amelogenina peptidoak emakume bat zela frogatu du. Antzeko estatusa izan zezakeen beste kasu bat ere topatu zuten ehorzketa-eremu berean, eta hura ere emakumea zen. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Arkeologia

Ikerketa arkeologikoetan momentuko aurreiritziek aurkikuntzen interpretazioa baldintzatzen dute. Horren adibide dira 2009an Modenan (Italia) topatu zituzten eskeletoak. Batera ehortzita zeuden, eskutik helduta, eta posizioagatik, asumitu zen harreman heterosexual bat irudikatzen zutela. 2019an, ordea, teknika berriei esker ezagutu zenean bi hilotzak gizonezkoak zirela, eta zuzenean baztertu zen haien arteko harreman erromantiko edo sexuala. Geroztik, neba, lehengusu edo batailan batera hildako bi soldadu zirela ere iradoki da. Aurreiritzi guzti horien gainetik, Mikel Herran eta Enrique Moral de Eusebio ikerlariek ‘Queer’ arkeologia aldarrikatu dute. Azalpen guztiak Berrian: Iraganeko ezagutza, orainak mugatuta.

Teknologia

UPV/EHUko ikerketa batek ondorioztatu du 4.0 Industriako teknologien integrazioak eragin positiboa duela langileen laneko segurtasunaren eta osasunaren zenbait alderditan. Datuak inkesta baten bidez lortu zituzten, eta 4.0 Industriako teknologiak garatzen aitzindariak diren enpresetako 130 zuzendarik eta/edo teknikarik erantzun zuten. Emaitzen arabera, oro har, 4.0 Industriako teknologiak eragin positiboa du langileengan, eta enpresei eraginkorragoak eta lehiakorragoak izaten laguntzen die. Alabaina, arrisku berriak ere sortzen direla argudiatu dute, batez ere psikosozialak. Datuak Zientzia Kaieran: 4.0 Industriako teknologien ondorioak langileen segurtasunean eta laneko osasunean.

Kimika

Etilenoa industria petrokimiko olefina arinen merkatuan liderra da, eta substantzi horren ohiko ekoizpen-prozesuak iturri fosiletan oinarritu da. Gaur egun, alabaina, etilenoaren bidez hidrokarburo likidoak ekoiztea sustatu da, energia berrizkagarri modura. Etilenoaren oligomerizazioaren bitartez hainbat produktu ekoitzi daitezke, hala nola, olefina astunak, erregaiak edota aromatikoak. Prozesu horretan lehengai modura erabiltzen den etilenoa iturri jasangarrietatik etorri daiteke, esate baterako CO2-aren balorizaziotik, eta beraz, energia-iturri jasangarri bat dela esan daiteke. Azalpenak Zientzia Kaieran: Hidrokarburo likidoen ekoizpena etilenoaren oligomerizazioaren bitartez.

Osasuna

Esther Samper mediku eta doktoreak Zientzia Kaierako artikulu batean azaldu du ez dela egia urteekin metabolismo basal motelagoa izateak kiloak irabaztea eragiten duela. Zientzialariak aurkitu zuten metabolismo basala bizitzaren lau etapa oso zehatzetan aldatzen dela, baina 20 eta 60 urte bitartean kontsumo metabolikoa egonkorra da. Beraz, baieztapen horrek ez du inolako oinarri zientifikorik. Hala, urteak pasa ahala pisua irabaztea, normalean, bizitza sedentarioago batekin erlazionatzen da.

Mikrobiologia

Gizakiak hegazti-gripetik babesten dituen gene bat identifikatu dute gizakien goiko nahiz beheko arnasbideetan. BTN 3A3 izena du, eta ikusi dute gai dela hegazti-gripearen andui gehienen erreplikazioa blokeatzeko giza zeluletan. Alabaina, izan dira gizakian izurri bihurtu diren hegazti-gripeak, hala nola, 2013az geroztik, 1.500 pertsona baino gehiago kutsatu dituen H7N9 birusa. Birus hori ere aztertu dute, eta frogatu dute mutazio genetiko bat duela, BTN 3A3 genearen eragina saihesteko. Urtaroko giza gripearen birusak ere erresistenteak dira gene horren mekanismoaren aurka. Datuak Elhuyar aldizkarian: Gizakiak hegazti-gripetik babesten dituen gene bat identifikatu dute.

Biologia

Hainbat ikerketak erakutsi dute kulturak gene-aldaera batzuen hautespenean eragin dezakeela. Prozesu horri gene-kultura koeboluzioa deritzo, eta populazioen eboluzioa eraldatzeko gai dela ikusi da. Horren adibide argia da giza-populazio batzuetako helduetan garatu den laktosarekiko tolerantzia, adibidez. Ugaztunak kumeak direnean esnearen laktosa digeritu dezakete, baina heldutasunean gaitasun hori galdu egiten da aldaketa genetiko batzuen ondorioz. Alabaina, historian zehar giza-populazio batzuk heldusunean ere laktosa digeritzeko gaitasuna mantendu zuten. Gene-kultura koeboluzioaren adibideak topatu daitezke beste animalia batzuetan ere, hala nola, orketan. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Hautespen kulturala: kulturak eragina du geneetan.

Astronomia

Lehen aldiz, grabitazio-uhin indartsuenen seinalea detektatu dute LIGO behatokian. Grabitazio-uhinak denbora-espazioaren distortsioak dira, eta Einsteinek 1916an deskribatu bazituen ere, ez ziren baieztatu 100 urte geroagora arte. Orain, bi zulo beltzen arteko talkaren ondorioz sortu ziren grabitazio-uhinak detektatu dituzte pultsarren bidez. Zehazki, denbora-espazioaren luzatzeak eta uzkurtzeak pultsarren irrati-uhinetan sortzen duten aldaketa neurtu dute 15 urtetan zehar. Emaitzek iradoki dute distortsio handiak egon direla denbora-espazioan, eta horiek gertuko orbita batean dauden zulo beltz supermasiboek sortuak direla ondorioztatu dute. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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Cómo influyen los parásitos en el comportamiento de los animales, cómo se modifica la conducta de las madres mamífero o cuáles son las enfermedades que nos afectan y desde cuándo hemos desarrollado comportamientos funerarios ante la muerte son algunos de los aspectos que se analizarán en la V Jornada Nacional sobre Evolución y Neurociencias.

Especialistas en ambas materias se reunirán el 11 y 12 de mayo en una nueva edición conducida por Eva Garnica y Pablo Malo, psiquiatras y miembros de la Red de Salud Mental de Bizkaia, y organizada por esa misma entidad y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

La jornada, cuya primera edición se celebró en 2017, se ha convertido en una cita imprescindible para las y los expertos en ámbitos como la psiquiatría, la psicología o la biología. Una jornada que sirve para analizar el comportamiento humano desde un punto de vista evolucionista y divulgar de un modo accesible para todos los públicos.

Nunca estamos sanos al 100 % sanos, ni al borde de la muerte estás completamente enfermo. La salud es un espectro en el que nos movemos continuamente. ¿Qué es lo que hace que nos movamos hacia la enfermedad? Sari Arponen apunta algunas pautas.

Sari Arponen es doctora en Ciencias Biomédicas por la Universidad Complutense de Madrid, profesora universitaria en la Universidad Camilo José Cela y experta en microbiota. Licenciada en Medicina por la Universidad de Murcia, se especializó en Medicina Interna en el Hospital Universitario de la Princesa de Madrid. Es autora de varios libros.

 



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

El artículo ¿Qué nos enferma a los humanos? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irudia: Lurra, Artizarra eta edibideko planeta. Carl Sagan Institute/R. Payne.

Zein da planeta baten bizigarritasunaren benetako muga? The edge of planet habitability

Gure gailu elektronikoetan prozesadoreak ditugu alde batetik, eta memoriak bestetik: autoak eta furgonetak. Karga-ahalmen handiko autoa izatea merkeagoa eta eraginkorragoa izango litzateke, ezta? Ba, hori: A resistive switching memory based on hafnium dioxide.

Geneak ala hazkuntza? Bada, galdera birformulatu beharko da hirugarren faktorea gehitzeko: zortea. Nature, nurture and randomness Kate Laskowskiren eskutik.

Torlojua tinkatzea dohainik dela zioen hark, zein torloju tinkatu behar den jakiteko zirela hogei duroak. DIPCko jendeak badaki elektroi bat non sartu: Emergence of superconductivity in a metallic single-layer by minute electron doping

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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párkinson

Foto: Pexels / Pixabay

Por curioso que parezca, ciertas enfermedades se pueden relacionar con distintos olores característicos. Por ejemplo, la diabetes puede hacer que el aliento huela a manzanas podridas; la insuficiencia renal, que lo haga a amoníaco u orina; mientras que la enfermedad hepática grave se ha relacionado con el olor del aliento a moho, ajo y huevos podridos. Las personas con esquizofrenia pueden tener un aroma corporal característico que recuerda al del moho.

Quizás se pregunte: ¿por qué cambia el olor de una persona cuando está enferma? Resulta que nuestros cuerpos expulsan constantemente sustancias volátiles al aire que respiramos, mediante el aliento, sudoración, excreciones, etc. El aroma de estas sustancias puede variar dependiendo de la edad, el estilo de vida y la dieta, pero también si una enfermedad produce alteraciones en nuestro organismo.

La mujer que puede oler el párkinson

La escocesa Joy Milne acudió con su marido Les, diagnosticado con párkinson, a una conferencia sobre esta patología. Unos años antes de que Les fuese diagnosticado, Joy notó que el olor de su esposo había cambiado: se había vuelto más almizclado, parecido al de la madera. Pero la sorpresa llegó cuando Joy reconoció ese mismo olor en la conferencia, donde la sala estaba llena de personas afectadas por párkinson.

En una posterior conferencia, realizada en Escocia en 2012, Joy, nerviosa ante la mirada de los espectadores, se lo comentó al ponente de la conferencia, el investigador de la Universidad de Edimburgo Tilo Kunath. Este contactó con la química analítica de la Universidad de Mánchester, Perdita Barran, para conocer su opinión al respecto.

Aunque Kunath estaba esperanzado, Barran se encontraba algo escéptica. Finalmente hicieron una prueba a ciegas, donde le dieron a oler seis camisetas usadas por personas con párkinson y otras seis de controles sanos. Joy consiguió identificar las prendas de las personas enfermas y, además, marcó la prenda de uno de los controles sanos como si tuviese la dolencia. Un buen porcentaje de acierto que intrigó aún más a los investigadores cuando la persona supuestamente sana fue diagnosticada con párkinson nueve meses después.

¿Sirve el olfato para hacer diagnósticos precoces?

Tras este trabajo piloto, se siguió investigando, y en 2019 se publicó un estudio, dirigido por Barran y financiado por Parkinson’s UK y la Michael J. Fox Foundation, donde participaron 64 personas, 21 controles y 43 pacientes. En él pasaban una gasa por la parte trasera del cuello y la parte superior de la espalda para analizar los componentes presentes en el sebo, un biofluido ceroso que contiene compuestos volátiles olorosos y es rico en lípidos.

El sebo es excretado por las glándulas sebáceas de la piel y su sobreproducción, conocida como seborrea, es un síntoma de la enfermedad de Parkinson. Un momento, pero ¿por qué obtenían la muestra de sebo de esas zonas y no de alguna otra parte corporal? Pues porque Joy decía que ahí era donde más olor a párkinson encontraba en las camisetas.

Sigamos con el estudio. Se llevaron a cabo dos pruebas con sendas técnicas: la espectrometría de masas, un método analítico para identificar compuestos en una muestra, y el agudo sentido del olfato de Joy (conocido como hiperosmia). En este trabajo observaron diferencias entre los compuestos volátiles presentes en el sebo de los controles y de los pacientes, encontrando el aldehído perílico disminuido y el icosano aumentado en personas con párkinson.

Siguieron investigando y se centraron en estudiar los lípidos presentes en el sebo. Ya en un estudio publicado en 2021 encontraron diferencias entre las personas afectadas por la enfermedad neurodegenerativa y los controles. En otro trabajo publicado posteriormente, en 2022, desarrollaron una nueva técnica no invasiva para analizar muestras de sebo de forma mucho más rápida (2-3 minutos) y accesible.

David Krestin y las observaciones olvidadas

No obstante, estos estudios sobre el sebo no son nuevos. En 1927, el cardiólogo David Krestin se percató de que las personas con párkinson presentaban seborrea en la cara y que esto se podría utilizar para diagnosticar la enfermedad. Sin embargo, al ser Krestin cardiólogo, la comunidad científica no tuvo en cuenta sus observaciones y el sebo se quedó en el olvido hasta que Joy hizo prender la mecha.

Estas antiguas observaciones y los recientes estudios liderados por Barran confirman el potencial del sebo en el diagnóstico precoz de la enfermedad de Parkinson. Se puede obtener mediante técnicas no invasivas y puede ser adecuado para la búsqueda de biomarcadores de las enfermedades.

La importancia de encontrar nuevos biomarcadores

Un biomarcador es una sustancia cuya alteración podría indicar la presencia de alguna enfermedad. La búsqueda de biomarcadores cobra mayor importancia en patologías difíciles de diagnosticar como el párkinson.

Esta enfermedad neurodegenerativa es diagnosticada cuando aparecen los síntomas motores característicos que todos relacionamos con el párkinson: temblores, movimientos lentos, rigidez muscular, etc. El problema es que para cuando llega el diagnóstico, ya se han perdido el 60 % de las neuronas que producen dopamina en la sustancia negra, área afectada en esta enfermedad.

Encontrar biomarcadores podría abrir las puertas al diagnóstico temprano de la dolencia. Al igual que un test de embarazo dice si una mujer está embarazada o no, o con un alcoholímetro podemos saber si alguien ha bebido, el análisis de biomarcadores en distintas muestras como el sebo podría convertirse en un gran indicador de presencia de párkinson.

Por lo tanto, es de suma importancia que se siga financiando este tipo de estudios para hallar señales tempranas de esta enfermedad, de la que se espera que afecte a más de 12 millones de personas para el 2040.

Este artículo resultó ganador de la III edición del certamen de divulgación joven organizado por la Fundación Lilly y The Conversation España.

Sobre la autora: 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 ¿Se puede oler el párkinson? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Rosa M. Tristán

Ikerketaren munduko emakumeen historia batzuk eleberri bat idazteko modukoak dira, eta hori da Enedina Alves Marquesen kasua, zeina Brasilgo lehen emakumezko ingeniari beltza izan zen. Aurten 110 urte beteko lituzke. Halabeharrak, bere familiaren historiarekin zerikusirik ez zuenak, hala nahi izan zuen:
XX. mende hasierako mundu arrazista eta matxistan, Brasilen azalaren “zuriketa” politiken alde egiten zutenean gizarte zuri baino beltzago batean, Enedina erreferente bihurtu zen mendilerroak zeharkatzen dituzten ibaien gaineko presa hidroelektriko handien eraikuntzan.

Enedina Curitiban jaio zen, Paranáko estatuan, 1913ko urtarrilean, anai-arrebaz inguratuta. Haren gurasoak, Virgília Alves Marques latsaria, Dona Duca gisa ezaguna, eta Paulo Marques nekazaria, hiru urte lehenago iritsi ziren hirira, leku ezezagun batetik. Neskatoak zazpi urte zituenean, Dona Duca militar eta intelektual baten etxean hasi zen lanean, Domingos Nascimento Sobrinho maiorrarenean, zeinak Enedinaren adineko alaba bat baitzuen. Neskak lagun min bihurtu ziren, eta, are gehiago, militarrak bere zerbitzariaren alabaren –hark ere laguntzen zuen etxeko zereginetan– ikasketak ordaindu zituen biek batera jarrai zezaten.

1. irudia: Enedina Alves Marques (1913-1981) ingeniari brasildarra zen. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Barnealdeko hirietara joan ziren biak irakasle, 20 urte ere ez zituztenean. Enedina Curitibara itzuli zen 1935ean, eraikitzaile baten familiarekin bizitzera irakasle ikasketak egiten zituen bitartean. Baliteke horrek eragin izana gerora eraikuntzaren munduarekiko bokazioa deskubritzea. Hiru urte geroago, haren ikasteko grina aseezinak bultzatuta, aurreingeniaritza ikastaro bat egiten zuen, gaueko ordutegian, egunez lan egiten baitzuen. Izugarri erakarri zuen horrek, eta 1940an Paranáko Ingeniaritza Fakultatean hasi zen, nahiz eta hilean gutxieneko bi soldataren pareko kuota ordaindu behar izan. Ingeniari zibil gisa graduatu zen 1945ean, eta titulu horri esker Brasilgo lehen emakumezko ingeniari beltza bihurtu zen 32 urterekin. Haren promozioko kideak 32 gizon zuri izan ziren. Izan ere, hark baino lehenago bi gizon beltzek baino ez zuten halakorik lortu.

“Haren graduazioa markatu zuen, funtsean, egin zuen balentriak Curitibako gizartearen interesa piztu zuela, hegemonikoki gizonezko zuriena zen espazio bat gurutzatzea lortu zuelako”, esan du Jorge Luiz Santanak, Enedinaren biografoetako batek.

Diskriminazio bikoitza: generoa eta arrazakeria

Unibertsitateko etapa ez zen batere erraza izan harentzat. Generoagatik eta azal koloreagatik asko jazarri zuten bai kideek, bai irakasleek; irakasgaiak suspenditu nahi zizkioten gaitasunak gorabehera. Haren kideetako batek gertaera hauetako batzuk ekarri zituen gogora urte batzuk geroago: “batean, irakasle batek oso puntuazio baxua eman zion eta jendaurrean frogatu behar izan zion jarri zuen paragrafoa irakaslearen liburuan idatzita zegoenaren berbera zela”.

Graduatu ondoren, 32 urte zituela, ingeniari laguntzaile bihurtu zen gerora Brasilgo Uren eta Energia Elektrikoaren Estatu Idazkaritza izango zenean. Paranáko Plan Hidroelektrikoan lan egitera destinatu zuten, zehazki presen bidezko Capivari, Cachoeira eta Iguazú ibaietako uren aprobetxamenduan. Herrialdearen hegoaldeko lurpeko hidroelektrikorik handiena, Usina Capivari-Cachoeira, haren ingeniaritza lan nagusietako bat da. Inaugurazioa 1971n izan zen. Funtziona zezan, Capivari ibaitik Cachoeirara ura eraman behar izan zuten, eta horretarako tunel handi bat eraiki behar izan zuten, Paranáko kostaldeko lautadan amaitzen den Serra do Mar mendikatea zeharkatzen duena.

2. irudia: Enedina Alves Marques Usina Capivari-Cachoeira eraikitzen zen bitartean. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Ingeniari izateko zailtasunak izan zituen eta, gainera, zaila egin zitzaion mendi eta oihanetako lan hartan bere burua errespetaraztea sektoreko gizonen artean, lankide edo langile izan. María Rita Asisek, haren beste biografoetako batek, idatzi zuenez, bizitza pertsonalean nahiko apaina izan arren, lanean beti eramaten zituen laneko mantalak, gainerako langileek bezala. Gainera, diotenez, arma bat eraman ohi zuen gerrian, eta behin baino gehiagotan egin omen zuen tiro airera errespetua bereganatzeko. “Energikoa eta zorrotza izan behar zuen emakumea eta beltza izateagatik bere burua errespetarazteko”, dio De Asisek.

Emakumeek ezkondu eta seme-alabak eduki beharko lituzketela pentsatzen zuen mundu batean, Enedinak ez zuen halakorik egin, baina emakume askorentzat pentsaezina zen bide bat ireki zuen. Alde batetik bestera bidaiatzen aritu zen 1950eko eta 1960ko hamarkadetan, zenbait ingeniaritza proiekturekin. Paranáko hidraulikako buru eta estatistika dibisioko eta ingeniaritza zerbitzuko buru izatera iritsi zen.

Hil ondorengo aitortza

Umetatik aitatzat izan zuen militarrak oinordeko izendatu zuen 1961ean, baina lanean jarraitu zuen 1962an erretiroa hartu zuen arte. Orduko Paranáko gobernadore Ney Bragak dekretu batean bermatu zituen Enedinak profesional gisa lortutako lorpen guztiak, eta epaile baten soldataren pareko erretiroa eskaini zion bere zerbitzuak eskertzeko.

Enedina 68 urterekin hil zen, 1981ean, bihotzekoak jota. Hilda aurkitu zuten haren Curitibako apartamentuan hil eta astebetera, ez baitzuen bere zaintzaz arduratuko zen gertuko seniderik. Tokiko prentsak gertaeraren berri eman zuenean ezezagun bati buruz ariko balira bezala, Enedinaren Paranáko Ingeniaritza Institutuko lankideak haserretu egin ziren, eta aitzindari handi haren merituak nabarmendu zituzten hainbat artikulutan. Azkenean, merezitako omenaldiak jaso zituen.

3. irudia: Enedina Alvesen omenezko Googleren doodlea. (Iturria: Mujeres con Ciencia)

Urte batzuk geroago, haren hiriko kale garrantzitsu bat eskaini zioten eta haren izena Emakume Aitzindariaren Memorialean inskribatu zuten. Mende honetan, 2006an, Enedina Alves Marques Emakumeen Institutua sortu zuten, Maringán. Azken urteetan, haren bizitzaren inguruko ipuinak idatzi dituzte umeentzat, eta haren historiari buruzko dokumental bat ere proiektatu dute. Azken omenaldia pasa den urtarrilean izan zen, haren jaiotzaren 110. urteurrenean Googlek bere doodleetako bat dedikatu baitzion.

Iturriak:

• Jorge Luiz Santana. (2021) Enedina Alves Marques: a trajetória da primeira engenheira do sul do país na Facultade de Engenharia do Paraná (1940-1945), Vernáculo aldizkaria 28, 2, 42-75
• Mariana Tokarnia. (2023, urtarrila) Primeira engenheira negra do Brasil completaria hoje 110 anos. Enedina Alves Marques formou-se na UFPR em 1945, Agencia Brasil
• Quem é Enedina Alves Marques, homenageada do Google nesta sexta (13), (2023ko urtarrilaren 12a). Diario Do Nordeste
• Juan Ignacio Lofredo. (2023) Quién fue Enedina Alves Marques, recordada por Google en el doodle de HOY. BolaVip
• Londrina. (2023). Enedina Alves Marques: conheça a primeira engenheira negra do Brasil. Globo
• Enedina Alves Marques, Wikipedia

Egileaz:

Rosa M. Tristán (@RosaTristan) zientzia eta ingurumen dibulgazioan espezializatutako kazetaria da duela 20 urtetik baino gehiagotik. Maila nazionaleko hainbat prentsa eta irrati hedabidetan parte hartu ohi du.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2023ko urtattilaren 24an: Marian Elliot Koshland, la inmunóloga que nos descubrió cómo eran nuestros anticuerpos

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Afloramiento de rocas graníticas en Salamanca, España

Ahora que llega el buen tiempo y los días de vacaciones, también regresa una costumbre muy arraigada en muchas localidades de nuestra geografía, el cine de verano. No hay nada mejor que sentarse a la fresca durante el atardecer en la plaza del pueblo, con tu familia y amistades, viendo una película gratuita en pantalla grande mientras cenas un buen bocadillo con una ensalada. Y, si encima aprendemos un poco de Geología mientras nos divertimos con esa película, la experiencia se convierte en algo mucho más gratificante.

Hoy voy a hablaros de una de esas películas con las que podemos conocer un poquito más el trabajo de las personas profesionales de las Ciencias de la Tierra. Pero no creo que sea una de las que os estaréis imaginando ahora mismo, porque no trata de desastres naturales en donde un héroe de camisa vaquera arremangada salva el mundo, o de bichos prehistóricos gigantes atacando ciudades, ni tampoco de aventuras en selvas, desiertos o cuevas buscando minerales preciosos. Es una película que no creo que pongan en los cines de verano, salvo en la “hora golfa”, porque es un clásico del cine de terror de finales del siglo XX. Me estoy refiriendo a “Tremors”.

Fuente: Wikimedia Commons

“Tremors”, traducida al castellano como “Temblores”, es una película de terror y ciencia ficción norteamericana estrenada en 1990. En una sinopsis rápida, el film está ambientado en un pequeño pueblo en mitad del desierto de Nevada, Estados Unidos, donde su minúscula población se ve atacada por unas extrañas criaturas subterráneas y deben buscar la manera de sobrevivir ante esta amenaza. Hasta aquí la parte sin destripar la película.

Os estaréis preguntando que dónde está la Geología en todo esto. Pues en que es, precisamente, el conocimiento teórico y práctico en esta ciencia lo que salva a la población. Y aquí empieza la parte con destripe de este artículo.

Justo al principio de la película se introduce a una de las protagonistas, una estudiante de Geología que se presenta a sí misma como sismóloga. La sismología es una de las disciplinas de las Ciencias de la Tierra y se encarga de estudiar los terremotos, esos movimientos del terreno debidos a la liberación de energía del interior de la Tierra en forma de ondas. Uno de los mecanismos que se utiliza para monitorizar terremotos son los sismógrafos o sismómetros, unos aparatos que consisten en un tambor cilíndrico forrado de papel que va girando con un periodo de tiempo determinado, sobre el que se sitúa un péndulo con un peso y un punzón que va escribiendo en dicho papel. Cuando se produce un movimiento del terreno todo el aparato vibra, excepto el péndulo, que se mantiene quieto por el peso, lo que hace que el dibujo reflejado por el punzón pase de una línea recta a una serie de picos oscilatorios de lado a lado. Este registro gráfico en papel de los terremotos se denomina sismograma.

Sismógrafo del Departamento del Interior de Estados Unidos, en el que se aprecia la señal gráfica que dejan las vibraciones del terreno en el sismograma. Fuente: Wikimedia Commons

En la película vemos cómo la geóloga está instalando los medidores de vibraciones en la zona de estudio, unos pequeños bloques metálicos que entierra en el suelo a poca profundidad y que se conectan por cables al sismógrafo. Y también cómo se marcan en el papel los movimientos del terreno al pasar las criaturas cerca de los aparatos. De hecho, las lecturas que hace la chica de los sismogramas obtenidos por varios sismómetros que tiene distribuidos por todo el valle en el que se asienta el pueblo, le permiten saber cuántos organismos hay y hacia donde se mueven: directos a por la población para darse un buen festín.

Pero la parte geológica no termina aquí. Cuando consiguen acabar con uno de los bichos y se ponen a estudiarlo, se dan cuenta de que es una especie de gusano sin ojos, con tentáculos y una extraña boca. Entonces la gente le pregunta a la geóloga sobre el origen del organismo, que para eso es la científica del grupo y debería saberlo. Obviamente responde que no tiene ni idea de lo que es, pero que no existe nada similar en el registro fósil, así que hipotetiza que puede tratarse de un organismo más antiguo que el propio registro fósil en sí, llegando a tener más de 2200 millones de años de antigüedad. Una estimación de edad muy acertada para ser 1990, pero hoy en día se han descubierto fósiles más antiguos, unos estromatolitos de hace entre 3700 y 3500 millones de años, así que la prota se quedó corta por más de 1000 millones de años. Y en cuanto al origen, cualquier friki de la ciencia ficción como yo sabe que estos bichos están basados en los gusanos de arena del planeta Arrakis de las novelas Dune de F. Herbert, que a su vez se basan en los chthonians, unas criaturas gusanoides imaginadas por H. P. Lovecraft dentro de su bestiario de criaturas del terror cósmico.

Reconstrucción del aspecto ambiental que tendría nuestro planeta hace unos 3500-3700 millones de años, durante el Eón Arcaico, con mares poco profundos colonizados por estromatolitos. Ilustración de Christian Jegou Publiphoto Diffusion. Fuente

Pero sigamos con la película. Al descubrir que los organismos no tienen ojos, la geóloga comenta que no los necesitan porque viven bajo tierra, por lo que su manera de orientarse se basa en detectar con los tentáculos las vibraciones que se transmiten por el interior del terreno. Es así como localizan a las presas que caminan sobre el suelo. Esto la empuja a plantear la manera de escapar de la amenaza, comentando al resto de la gente que, textualmente, “debemos evitar los aluviones del Pleistoceno”. Cuando todo el mundo se la queda mirando sin entender lo que ha dicho, explica que se refiere a que tienen que alejarse del suelo blando que cubre todo el valle en el que se asienta el pueblo, escapando hacia las montañas de granito puro que les rodea, ya que son rocas muy duras que no pueden atravesar los gusanos. Esto hace que otro protagonista grite, en un momento de la película, “las rocas pueden salvarnos”.

Me voy a quedar con esta frase y no voy a desvelar más sobre la película. Aunque sea de terror y del subgénero de “bichos comiéndose a la gente”, apenas tiene sangre ni escenas desagradables. Pero lo que sí la diferencia de otras similares es que todas las decisiones que toman a lo largo de la trama están basadas en el conocimiento geológico del terreno, así que se salvan gracias a la Geología. Por mi parte, os la recomiendo encarecidamente, porque podéis aprender Ciencias de la Tierra mientras pasáis un rato entretenido este verano.

Más películas geológicas:

El aperitivo preferido de los Comerrocas
65, ¿un título acertado?

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 Geocine de verano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka, Eva Epelde

Etilenoa industria petrokimiko olefina arinen merkatuan liderra da, urteko %3,4 gorakada zenbatesten duena. Produktu kimiko desberdinak ekoizteko lehengai garrantzitsuenetakoa da, adibidez, plastikoak, polimeroak edo bilgarriak. Horien artean, bere erabilera nagusiena plastikoen ekoizpena da, %63ko ekarpenarekin, bereziki, dentsitate altuko eta baxuko polietilenoaren ekoizpenerako (HDPE eta LDPE).

Etilenoaren ohiko ekoizpen-prozesuak iturri fosiletan oinarritzen dira, eta horien artean nabarmentzekoak dira: ur-lurrun bidezko cracking termikoa (SC), cracking katalitikoa ohantze fluidizatuan (FCC) eta parafinen deshidrogenazioa (PDH). Gas naturalaren eskuragarritasuna handitzearen ondorioz, bereziki, eskisto gasarena, etanoaren prezioak beherakada nabarmena izan du, eta horrek SC teknologia bultzatu du, eta horrekin batera, etilenoaren ekoizpena handitzea. Hala ere, ohiko teknologia horien eragozpen handienetako bat ingurumenean duen eragina da. Energia eskakizuna altua da eta atmosferara CO2 kantitate handiak isurtzen dira. Ingurumen-lege gero eta murriztaileagoek eta iturri fosilen agortze eta menpekotasuna murrizteak, teknologia iraunkor eta berriztagarrien garapena bultzatu ditu. Hau horrela, etilenoaren balorizazioak oligomerizazioaren bitartez balio erantsiko produktuak ekoiztea ahalbidetzen du, hala nola, olefina astunak, erregaiak (gasolina, jet fuela eta diesela) edota aromatikoak; eta beraz, interesa piztu du bai gaur egungo findegietan zein industria petrokimikoetan.

Irudia: etilenoaren oligomerizaziotik eratorritako produktuak eta aplikazioak. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Olefinen oligomerizaziorako dauden teknologia gehienek propilenoa edo butenoak erabiltzen dituzten arren lehengai gisa (EMOGAS, NexOctane), industrialki etilenoan aberatsak diren korronteetan oinarritutako hainbat teknologia eskuragarri daude (SHOP, MOGD). Prozesu hauetan katalizatzaile homogeneoak erabiltzen dira. Katalizatzailearen eta disolbatzailearen arteko banaketa zaila, garestia eta berrerabilpena mugatua denez, katalizatzaile heterogeneoak gero eta garrantzi handiagoa hartzen ari dira. Etilenoa oligomerizatzeko prozesu industrialetan Al Ziegler-Natta katalizatzailea, Ti konplexuak edo ZSM-5 zeolitak erabiltzen dira. Gaur egun, egitura desberdineko katalizatzaile heterogeneoen erabilera aztertzen ari dira, balio erantsi handiko konposatuen hautakortasuna handitzeko eta desaktibazioaren eragina arintzeko asmoz. Katalizatzaile hauek hiru familiatan sailkatzen dira: (1) silize-alumina amorfoak, (2) egitura ordenatuko material mesoporotsuak (OMM), eta (3) zeolitak/ zeotipoak.

Etilenoaren oligomerizazio teknologiaren bitartez 2030 Agendan zehazten diren garapen jasangarrirako helburu batzuei ekarpena egiten da: GJH 7,“Energia eskuragarria eta ez-kutsatzailea”eta GJH 13, “Klima babesteko ekintza”. Oligomerizazioan erabilitako etilenoa iturri jasangarrietatik baldin badator, esate baterako CO2-aren balorizaziotik, lortutako oligomerizazio-produktuek, bereziki erregaiek, ez dute sufrerik izango, ezta heteroatomorik; eta, beraz, toxikotasun-maila askoz baxuagoa erakutsiko dute eta jatorri fosiletik lortutako erregaiek baino eragin txikiagoa izango dute ingurumenean. Gainera, klima aldaketaren murrizketari laguntzen da, behar energetiko gutxiago dituzten teknologia garbiagoen erabilerarekin, alegia.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena: Hidrokarburo likidoen ekoizpena etilenoaren oligomerizazioaren bitartez
• Laburpena: Etilenoa industria petrokimikoko olefina arinen merkatuan liderra da, eta haren eskaria urtean % 3,4 igotzen da. Gas naturalaren eskuragarritasuna dela eta, etanoaren prezioak beherakada nabarmena izan du mundu-mailan eta horrek findegietan etanoaren ur-lurrun bidezko cracking termiko (SC) izeneko prozesuaren erabilera areagotu du, non etilenoa ekoizten den nagusiki. Horrek findegietan etilenoaren gaindikina izatea eragin du, eta areagotu egin du propilenoaren ekoizpenean dagoen defizita. Hori horrela, etilenoa oligomerizazioaren bitartez balorizatzeak balio erantsiko produktuak ekoiztea ahalbidetzen du, hala nola olefina astunak, erregaiak (gasolina, jet fuela eta diesela) edota aromatikoak; beraz, interesa piztu du gaur egungo findegietan zein industria petrokimikoetan. Izan ere, etilenoaren gaindikinari aurre egiteaz gain, oligomerizazioan erabilitako etilenoa iturri jasangarrietatik baldin badator, esate baterako CO2-aren balorizaziotik, lortutako oligomerizazio-produktuek, bereziki erregaiek, ez dute sufrerik izango, ezta heteroatomorik ere; beraz, toxikotasun-maila askoz baxuagoa izango dute, eta jatorri fosiletik lortutako erregaiek baino inpaktu txikiagoa ingurumenean. Artikulu honetan, lehendabizi etilenoaren erabilerak, ohiko teknologiak eta teknologia berriztagarriagoak laburki azaldu dira. Jarraian, etilenoaren oligomerizaziorako industrian ezarrita dauden teknologiak deskribatu dira, katalizatzaile motak, operazio-baldintzak (tenperatura eta presioa) eta erreakzio-mekanismoa aztertuz. Azkenik, etilenoaren oligomerizazioak eta garapen jasangarrirako helburuen (GJHen) arteko harremana erlazionatzen duten gakoak laburbildu dira.
• Egileak: Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka eta Eva Epelde
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 325-340
• DOI: 10.1387/ekaia.23766

Egileez:

Zuria Tabernilla, Asier Barredo, Josu García, Julen Garmendia, Ainara Ateka eta Eva Epelde UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Ingeniaritza Kimikoa Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

 

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Marie Crous fue una matemática francesa del siglo XVII. Se desconocen sus datos biográficos, en particular las fechas de su nacimiento y fallecimiento.

Fue la maestra de escritura y preceptora de la joven aristócrata Charlotte de Caumont La Force (1650-1724). Tuvo como mecenas a otra mujer, a Madame de Combalet duquesa de Aiguillon (1604-1675), sobrina del cardenal Richelieu. Aunque su protectora conocía a Marin Mersenne (1588-1648), Marie Crous no fue reconocida por el entorno científico de Mersenne y no figura en la lista de las eruditas célebres de su tiempo.

En 1636, y posteriormente en 1641, publicó dos manuales de aritmética que proporcionaron un estudio sobre el sistema de numeración decimal muy innovador en su época.

Portadas de los dos escritos de Marie Crous. Fuente: Institut de France.

 

Solo existe una copia conocida de estos dos escritos (encuadernados juntos). Se encontró en la antigua colección de la biblioteca personal del cardenal Giulio Raimondo Mazarino (1602-1661), protegido de Richelieu, mecenas de las artes y coleccionista de libros.

El primer escrito matemático de Marie Crous

El escrito Avis de Marie Crous aux filles exerçant l’arithmétique : sur les dîmes ou dixième du sieur Stevin. Contenant plusieurs avertissements démonstrations, et propositions : en lesquelles est declaré comment elles se peuvent servir de la partition des dîmes, sans le changement des divisions des monnaies, poids, et mesures : par le moyen de cinq tables y contenues.. Le tout renvoyé à mon abrégé pour y être très utile (París, 1636) va mucho más allá de lo que puede encontrarse en los manuales elementales de iniciación al cálculo.

Crous dedicó este trabajo a su alumna Charlotte de Caumont La Force.

Dedicatoria a Charlotte de Caumont La Force. Fuente: Institut de France.

 

Este trabajo incluye una presentación de las fracciones decimales, reproducida a partir de De Thiende (1585, traducida ese mismo año al francés como La Disme) de Simon Stevin (1548-1620). Marie Crous introduce en esta obra un cambio importante respecto a Stevin: el punto (hoy la coma en España y otros países) para separar la mantisa de la parte decimal.

También reemplaza las unidades decimales que faltan con ceros: un cambio fundamental que dio a la numeración decimal su forma actual.

El segundo escrito matemático de Marie Crous

En su escrito Abbregé recherché de Marie Crous pour tirer la solution de toutes propositions d’aritmetique, dependantes des reigles y contenuës : avec quelques propositions sur les changes, escontes, interests, compagnies, associations, payemens, departemens de deniers, meslanges, bureau des monnoyes, & thoisages. Divisé en trois parties. Ensemble un advis sur les dixmes, ou dixiesmes du sieur Stevin (París, 1641), Crous desarrolló un texto completo de matemáticas comerciales. Esta obra comienza con una epístola dedicada a su protectora, la duquesa de Aiguillon.

Dedicatoria a Madame de Combalet. Fuente: Institut de France.

 

En la primera parte (páginas 1 a 32) Crous introduce demostraciones (así las denomina ella, aunque no incluye ningún razonamiento) en las que muestra cómo deben realizarse las diferentes operaciones basándose en las cuatro reglas. La autora indica, entre otros muchos ejemplos, cómo hacer varias operaciones simultáneamente; por ejemplo, 956 menos 784 más 230 o 9 por 472 más 683.

Algunos ejemplos de operaciones. Fuente: Institut de France.

 

En la segunda parte (páginas 39 a 69) incluye métodos para la realización de cálculo mental, en particular para fracciones decimales y para la realización de la regla de tres y sus aplicaciones en el intercambio comercial.

Y en la tercera parte, propone diferentes aplicaciones de las dos primeras del Abbregé.

La intención de sus escritos

Estos libros de aritmética estaban dirigidos a las mujeres “para tratar de aliviar a aquellas que ejercen esta ciencia tanto por las necesidades de sus asuntos como

por el placer de su mente”. Crous cita explícitamente en sus tratados la compra de joyas o el forrado de tapices, pero también la comparación de valores económicos procedentes de la compra de terrenos o la constitución de una renta vitalicia con una suma determinada.

La historia de Marie Crous me recuerda a la de la matemática y maestra de niñas María Andresa Casamayor de La Coma (1720-1780), cuyo Tyrocinio arithmetico, Instrucción de las quatro reglas llanas también fue un manual de aritmética para aprender de manera directa el empleo de las cuatro reglas básicas, tan necesaria en las transacciones comerciales de la época.

¿Cuántas Marie o María Andresa habrán existido?

Referencias

• Orly Terquem et Camille-Christophe Gerono, Notice bibliographique sur le calcul décimal en Nouvelles annales de mathématiques, vol. 12, 1853 [el artículo habla sobre Simon Stevin y Marie Crous, la parte de Crous está en las páginas 200-205].

• Catherine Goldstein, Neither public nor private: mathematics in early modern France, preprint, 2003

• Catherine Goldstein, Les fractions décimales : un art d’ingénieur ? (2010). ffhal-00734932v2

• Hannah Wills, Sadie Harrison, Erika Jones, Rebecca Martin, and Farrah Lawrence-Mackey (ed.), Women in the History of Science. A source book, UCL Press, 2023 (páginas 112-120)

• Marie Crous, Wikipédia

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

El artículo Marie Crous, la matemática que introdujo el punto en la notación decimal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez

Aurreko artikulu batean kulturaz eta animaliez jardun ginen, eta ikusi genuen kultura nola identifikatzen den animalietan eta zein adibide ikertu diren jada. Gaur esku artean dugun artikuluan biologia eta kultura uztartzen dituen beste gai batean murgilduko gara; hain zuzen ere, kulturaren eta genetikaren arteko elkarrekintzan. Kultura, geneen antzera, belaunaldien artean informazioa transmititzeko sistema bat da, eta hainbat ikerketak erakutsi dute kulturak berak gene-aldaera batzuen hautespenean eragin dezakeela. Prozesu horri gene-kultura koeboluzioa deritzo.

Kultura al dute animaliek? Artikuluan ikusi genuenez, animalietan kideen artean irakasten diren jarreren multzoari deitzen zaio kultura. Jarreren multzo hori animalia talde baten berezkoa izan ohi da (zein landare jan eta zein ez, zein eremutan bizi inguruan harrapari gutxiago izateko, zein migrazio-ibilbide erabili…), eta banakoz banako eta belaunaldiz belaunaldi hedatzen da jarrera-multzo talde barnean. Horregatik esaten da, hain zuzen ere, kulturak horretan bat egiten duela genetikarekin: biak ala biak informazioa transmititzeko mekanismoak dira.

Irudia: kulturak eboluzioa eraldatzeko gaitasuna duela erakutsi du. Horren adibidea laktosaren tolerantziarena da. (Argazkia: Amelia Hallsworth – domeinu publikoko irudia. Iturria: Pexels.com)

Hain zuzen, duela 40 bat urte hasi zen buruari bueltaka populazio-genetikaren adarreko teoriagile talde bat, genetikaren eta kulturaren artean erlazio bat egon zitekeela pentsatuz. Zientzialari horiek sinisten zuten bi herentzia-mekanismoek moduren batean elkarreragin behar zutela, eta ondorengoek beren aurrekoen ondare genetikoa eta kulturala jasotzen zutela. Ezaugarri genetikoek espezie edo animalia talde baten garapenean eragiten dute, eta ondorioz, bere ikasketan. Kulturalki transmititutako informazioak, bestalde, animalia talde horren jokabidea baldintzatzen du, eta hautespena gertatuko da kultura horretan bizitzeko egokiak zaizkion geneetan. Hala, genetikak taldearen gaitasun kulturala baldintzatzen du, eta taldearen kulturak bueltan geneak aldatuko ditu denboran zehar. Prozesu horri deitu zioten, hain zuzen ere, gene-kultura koeboluzioa.

Gaur egun, gene-kultura koeboluzioaren hainbat adibide identifikatu dira jada espezie ugaritan. Adibide ikertuenek, ordea, gizakia dute protagonista. Giza genomaren hainbat analisik erakutsi dute gizakiaren gene-aldaera batek baino gehiagok hautespen positiboa izan dutela berriki, eta gene horiek praktika kulturalekin erlazionatuta egon daitezkeela uste da. Kasu horietako ezagunena eta agian argiena laktosaren tolerantziarena da.

Laktosa digeritzeko gaitasuna laktasa proteinak ematen du, heste meharrean jariatzen den entzima batek. Haurtzaroan laktasa entzima sintetizatzeko gai izatea oso garrantzitsua da amaren esnea digeritu ahal izateko, baina kumea helduz joan ahala, laktasa sintetizatzeko gaitasuna galtzea da ohikoena ugaztunetan. Duela gutxira arte, zientzialariek uste zuten heldutasunean laktosarekiko tolerantzia izatea duela 9.000 urte inguru hasi zela hedatzen populazio eskandinaviarretan, eta abeltzaintzaren hedatzearekin ikusten zitzaion lotura.

Haatik, ikerketa berriek erakutsi dute tolerantziarako bidea ez zela hain zuzena izan. Ikerketa horien arabera, goseteetan egin zen bereziki abantailatsua laktosarekiko tolerantzia, jada esnea eta esnekiak kontsumitzen ziren populazioetan. Batetik, elikagai-iturri gehigarri bat zirelako, eta, horrez gain, besterik ez bazegoen, intoleranteak zirenei beherakoa eragiten zielako, eta nutrizio-egoera are gehiago okertzen zitzaien jada ahuldurik zeudenei. Bigarren hipotesi batek iradokitzen du laktosarekiko intolerantziak sortutako osasun arazo a priori garrantzirik gabekoek beste gaixotasun batzuen aurrean zaurgarriagoak egiten zituela laktosarekiko tolerantziarik ez zuten banakoak. Esnekiak kontsumitzeak, gainera, abereekin kontaktu zuzenagoa izatea zekarren, eta ondorioz, zoonosi-esposizio altuagoa.

Hala, heldutasunean laktosa digeritzeko gaitasuna aldaketa genetiko bati zor zaio, laktasa proteinaren sintesia erregulatzen duen gene batean gertatu zena. Aldaketa horren ondorioz, laktasa entzimaren sintesia ez zen eteten behin haurtzaroa amaituta; aitzitik, jarraitu egiten zuen heldutasunean ere. Munduko beste eremu batzuetan, ordea, ez zen geneen eta kulturaren arteko koeboluzio hori gertatu, eta horrek azaltzen du gaur egun ipar-europarren %5 soilik izatea laktosarekiko intolerantea, eta kontrara, Asia eta Afrikako zenbait komunitatetan biztanleriaren %90ek izatea intolerantzia hori.

Ikerketa askorekin gertatzen den moduan, gene-kultura koeboluzioa gizakietan ikertu da gehien. Animalia kulturalen inguruko artikuluan argi geratu zenez, alabaina, ez gara kultura dugun animalia bakarrak, eta, beraz, espero izatekoa da kulturaren eta geneen arteko elkarrekintza hau beste espezie kultural batzuetan ere gertatu izana. Orkaren kasua da gehien ikertu dena gaur egunera arte, jakina baita kultura konplexuak dituzten animaliak direla. Hain zuzen ere, gizakia eta laktasaren adibidean bezala, orketan ere digestio-entzimen sintesia ikertu da espezie horren populazio ezberdinetan, eta antzeko prozesuak hauteman dira. Esaterako, metioninaren zikloarekin (proteinen sintesiaren tarteko ziklo batekin) erlazionatutako geneak oso desberdinak zirela ikusi zuten arrainez elikatzen ziren edo ugaztunak ehizatzen zituzten orka populazioetan.

Laburbilduz, esan genezake “hautespen kulturalak” belaunaldiz belaunaldi geneetan aldaketak eragiteko gaitasuna duela frogatu dela. Gene-kultura koeboluzioaren ideiak erabateko iraultza ekarri du eboluzioa ulertzeko orduan, kulturak eboluzioa eraldatzeko gaitasuna duela erakutsi baitu. Horrek, bere aldetik, esan nahi du gertaera estokastikoak eta kontrolatu ezin diren inguruneko baldintzak alde batera utzita, kultura duten animaliek beren eboluzio propioaren norabidea modula dezaketela.

Erreferentzia bibliografikoak:

Evershed, P. Richard et al. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 608, 336–345. DOI: 10.1038/s41586-022-05010-7

Laland, Kevin N; Odling-Smee, John; Myles, Sean (2010). How culture shaped the human genome: Bringing genetics and the Human Sciences together. Nature Reviews Genetics, 11, 137–148. DOI: 10.1038/nrg2734

Whitehead, Hal; Laland, Kevin N.; Rendell, Luke; Thorogood, Rose; Whiten, Andrew (2019). The reach of gene–culture coevolution in Animals. Nature Communications, 10. DOI: 10.1038/s41467-019-10293-y

Egileaz:

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

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