Sareko iturriak

arqueas
Reconozco que, de siempre, me ha encantado seguir las grandes vueltas ciclistas veraniegas, pero no por el deporte en sí, sino por la gran oportunidad de ver unos paisajes increíbles que caracterizan los países por los que pasa la serpiente multicolor. Y el Tour de Francia de este año me está encantando, porque no paran de subir unas montañas míticas. Así que esta semana os voy a hablar de la geología del Tour de Francia, pero no como os lo estáis imaginando.

Maillot del equipo ciclista Arkéa Samsic en el Tour de Francia 2023. Imagen tomada de www.letour.fr

Si estáis siguiendo la ronda gala, os habréis encontrado con un equipo francés llamado Arkéa Samsic. Pues cada vez que veo las letras Arkéa bien grandes en los maillots, lo que menos pienso es en una empresa de finanzas o en un grupo ciclista. Lo que me viene a la mente es en el origen de la vida en nuestro planeta.

Hoy en día, toda la vida del planeta se puede dividir en tres grandes grupos, llamados Dominios: Archaea (más conocidas en el argot popular como arqueas), Bacteria (creo que estas no necesitan traducción) y Eucarya (o células eucariotas). Los dos primeros grupos son organismos unicelulares sin núcleo diferenciado (lo que en mi época de estudiante se llamaban procariotas y formaban el Reino Monera), mientras que el último está compuesto por organismos con células que tienen un núcleo verdadero.

Arquea es una palabra de origen griego que significa “antiguo”, ya que, hasta no hace mucho, a estos organismos se les consideraba como las formas de vida más antiguas de nuestro planeta. Además, se creía que eran todos extremófilos, es decir, que habitaban ambientes considerados actualmente como muy extremos para la vida: unas arqueas se alimentaban de metano, otras se desarrollaban en medios de alta salinidad y un tercer grupo vivían en condiciones de temperaturas muy elevadas.

Pero todo esto ha cambiado en los últimos años. Recientemente, se han descubierto arqueas en ambientes muy normalitos, por decirlo de alguna manera, como el agua del mar o el fango del suelo continental. Incluso, se pone en duda que realmente sean los organismos vivos más primitivos de la Tierra. Así que vamos a viajar en el tiempo, a ver si nos situamos un poco en toda esta historia… Aunque no va a ser tan fácil como os podéis imaginar, porque la ausencia de un registro fósil tan antiguo nos obliga a trabajar con edades estimadas a partir del estudio genético de actuales grupos de arqueas, bacterias y eucariotas.

Fotografía coloreada de Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) de una arquea Sulfolobus, un grupo de organismos extremófilos que habita en medios acuáticos de agua caliente con abundante azufre disuelto. Cada célula mide, aproximadamente, 0,002 mm. Imagen de Oliver Meckes EYE OF SCIENCE /Pixels

Hoy en día se acepta que nuestro planeta tiene unos 4570 millones de años de edad, millón de años arriba, millón de años abajo. Pues se considera que las primeras formas de vida verdaderas, es decir, células sin núcleo que incluían moléculas de ADN en su interior, aparecieron hace unos 4350 millones de años. Como dice el grupo de música heavy Nightwish en su canción Greatest Show on Earth, que entre LUCA. Estas siglas significan Last Universal Common Ancestor, que se puede traducir como el Último Ancestro Común Universal. Lo primero, no era un organismo en singular, sino un grupo de organismos evolucionados a partir de la unión de los ladrillos de la vida, moléculas de ARN libres que se combinaron para secuenciar ADN.

Pero, ¿qué tipo de organismos eran LUCA? Hasta no hace mucho se consideraban como las primeras arqueas. Actualmente, se ha llegado al consenso de que se trata de un grupo primitivo de bacterias. Por tanto, los organismos más antiguos de nuestro planeta no son el grupo cuyo nombre significa, precisamente, antiguo, sino que lo son las bacterias. Aunque la diferenciación entre los dos dominios pudo producirse muy rápido, hace entre 3800 y 4100 millones de años, dando lugar a dos clados muy diferenciados.

Mecanismo simbiótico propuesto entre las arqueas y las bacterias para dar origen a los organismos eucariotas. Imagen tomada de Imachi et al. (2020) Isolation of an archaeon at the prokaryote–eukaryote interface. Nature volume 577, pages 519–525

¿Y los eucariotas? Pues parece que tardaron un poquito más en aparecer, estimándose su presencia más antigua hace unos 2300 millones de años. Estudios recientes han llegado a la conclusión de que este último dominio surgió de un grupo de arqueas primitivas que pudieron hacer simbiosis con bacterias más evolucionadas. Estos primeros eucariotas debieron ser unicelulares, pero rápidamente evolucionaron, dando lugar a organismos pluricelulares hace entre 1900 y 2100 millones de años. Es decir, que los dos grupos primigenios unieron fuerzas para generar la vida compleja en nuestro planeta.

Todo esto que os he contado parecen simples curiosidades biológicas, pero es algo mucho más complejo, porque tanto la aparición como la evolución de las primeras formas de vida provocaron cambios en nuestro planeta que lo condicionaron todo. Los primeros seres vivos aparecieron en un mundo sometido al bombardeo continuo de cuerpos extraterrestres, con una atmósfera reductora y mares repletos de hierro disuelto en el agua. La evolución de estos organismos primitivos dio lugar a las cianobacterias hace entre 3400 y 3700 millones de años, los seres fotosintéticos más antiguos, que llegaron a provocar un cambio desde una atmósfera reductora a una débilmente oxidante. Llegando hace unos 2400 millones de años a producirse el Gran Evento Oxidativo, a partir del cual disfrutamos de una atmósfera totalmente oxidante, lo que aceleró aún más la evolución biótica. Unos cambios ambientales radicales gracias a los cuales los seres humanos estamos aquí hoy.

Espero que, a partir de ahora, sigáis las etapas ciclistas de otra manera. Y cuando algún miembro del equipo Arkéa tome protagonismo con una escapada, os acordéis de la importancia evolutiva de estos pequeños organismos. Incluso, que veáis a un eucarionte con arqueas y bacterias en simbiosis con su organismo para permitirle hacer esos titánicos esfuerzos subiendo esas preciosas montañas, fruto de millones de años de evolución de nuestro planeta.

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 Geología en el Tour se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Natalia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edurne Avellanal-Zaballa, Rebeca Sola-Llano, Leire Gartzia-Rivero eta Jorge Bañuelos

Betidanik naturan aurki ditzakegun koloreen aniztasunak liluratu gaitu. Gizakiok koloreak erabiltzen ditugu estetikan, ingurunearekin komunikatzeko, gure sentimenduak azaleratzeko, bai eta erabilera praktiko askotarako ere. Antzinako zibilizazioetan esaterako, baliabide naturalak (lurra eta ikatza) erabiltzen zituzten pigmentu bezala, gauzak eta larruazala koloreztatzeko. Beraz, gizakiok argiak eragindako prozesuetatik inspirazioa jaso dugu, koloredun konposatu berriak aurkitzeko, batez ere fotosintesiaren prozesua imitatzeko.

Landareen hostoek kolore ezberdinak izaten dituzte, barnean dauden molekula bereziak direla eta (hala nola, klorofilak, bilirrubinak, karotenoideak edo xantofilak). Hauek eguzki-argia eraginkortasunez xurgatzen dute eta, ondoz-ondoko energia-truke prozesuei esker, argia erreakzio-gunera iristen da, non eguzki-argia energia kimiko bilakatzen da. Propietate hau “antena” bezala ezagutzen da, izan ere, energia jakin bateko argia xurgatu ondoren sistemak honen garraioa ahalbidetzen du, nahi den gunera eta behar den energiara eraldatuz.

1. irudia: fotosintesian parte hartzen duten hainbat koloratzaile naturalen xurgapen-bandak eguzki espektroaren eremu ikusgaian. Banda bakoitzaren oinarrizko kromoforo-familien egiturak ere irudikatzen dira. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Naturan aurkitu ditzazkegun antena-sistemen gune fotoaktiboei dagokienez, kromoforo-familia ezberdinez osatuta egoten dira. Gaur egun, kimikariak nahi den kolorea lortzeko gai dira, kromoforo organiko sintetiko berriak diseinatuz, edota eskuragarri daudenak eraldatuz. Nolanahi ere, koloratzaile sintetikoen potentzial osoaz baliatzeko, propietate fotofisikoak aplikazio teknologikoen eskakizun berezietara moldatu behar dira. Horretarako ikerlariek gainditu beharreko hainbat erronka dituzte oraindik. Esate baterako, kromoforoen xurgapen-leiho espektrala mugatua da, gehienetan igorpen eta xurgapen bandak nahiko hurbil daude interferentziak sortuz, eta ez dute jasaten erradiazio luze eta ahaltsua.

Arazo horiek guztiak molekula-egitura sinple batekin gainditzea oso zaila da. Hala ere, konponbidea naturan aurkitu daiteke. Lehen aipatu den bezala, fotosintesian eguzki-argiaren xurgapena zabala eta eraginkorra da landareetan dauden antena-sistema naturalak direla eta. Sistema konplexu horien eredutik abiatuta, kromoforo ezberdinak kobalenteki elkartu daitezke eta egitura multikromoforiko bat sortu. Antena-sistema artifizial horiek alternatiba aproposa dira koloratzaile indibidualen mugak gainditzeko, eta ondorioz, sistema fotoaktiboen belaunaldi berri bat diseinatzeko.

Sistema hauetan energia-trukea da prozesu gakoa. Hala, energia-emaile den entitate kromoforikoak kitzikapen argia hartzen du eta energia-hartzaile bati transferituko dio, azken horren igorpena behatzeko. Antena-portaera egokia izateko, diseinu molekularrean hainbat faktore hartu behar dira kontuan. Izan ere, kromoforoen xurgapen espektroak osagarriak izan behar dira xurgapen zabala ahalbidetzeko ultramore, ikusgai eta infragorri hurbilean zehar, eta hauen arteko energia-truke eraginkorra sustatu behar da. Horretarako, kromoforoen arteko lotura kobalentea aproposa izan behar da bakoitzaren izaera elektronikoa mantentzeko. Gainera, antena artifizial hauetan detekzio eta kitzikapen eremuak oso urrun daude bata bestearengandik. Honek, interferentziak murrizten ditu, eta aldi berean, fotoegonkortasuna nabarmenki handitzen da, kromoforo igorlea ez delako zertan zuzenki kitzikatu behar, baizik eta emailetik etor dakioke energia. Beraz, kromoforo sinpleek erakusten dituzten desabantailak gainditu daitezke.

Argitalpen honetan koloratzaile organikoetan oinarritutako multikromoforoen propietate fotofisikoak aztertu dira antena naturaletan inspiratutako sistema fotoaktibo aurreratuak garatzeko helburuarekin. Aukeratu diren koloratzaileak errodamina, perileno gorria eta boro-dipirrometenoa (BODIPYa) izan dira. Hiru kromoforo hauek eskakizun guztiak betetzen dituzte: xurgapen eta igorpen bandak intentsuak dituzte eta oso fotoegonkorrak dira. Gainera, BODIPYaren kasuan, bere nukleo kromoforikoan ordezkatzaile aproposak erantziz gero, banda espektralak ikusgaiaren alde gorrira edo infragorri hurbilera lerrokatu daitezke.

2. irudia: aztertutako koloratzaile multikromoforikoen molekula-egiturak (eskuinean) eta haien osagaiak diren energia-emaile eta -hartzaileak banaka (ezkerrean). Horrez gain, emailearen igorpen-bandaren eta hartzailearen xurgapen-bandaren arteko gainjartze espektrala adierazten da. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Koloratzaile hauek konbinatzean, xurgapen pankromatikoa lortzen da (ultramoretik infragorri hurbilera) eta ondoz-ondoko energia-truke eraginkorrari esker, azken energia-hartzailearen igorpena bereganatu daiteke selektiboki, nahiz eta energia-emailea kitzikatu. Beraz, sistema hauek egokia izan daitezke edozein energiadun eguzki-argia eraginkortasunez xurgatzeko, eta selektiboki eremu infragorriko argia lortzeko. Izan ere, erradiazio-mota hau oso mesedegarria da eguzki-zeluletako erdieroaleak edo bioteknologiako zunden fotoaktibazio eraginkorra ahalbidetzeko.

Horrez gain, multikromoforoen laser-portaera frogatu da eremu gorri eta infragorri hurbilean. Era berean, energia-trukearen probabilitatea modulatuz, inguruneko polaritate-sentsore fluoreszenteak garatu dira, non aztergaia den propietatea (polaritatea), bai kolorearen (kualitatiboki, begi bistaz) zein espektroskopiaren (kuantitatiboki, xurgapen eta fluoreszentzia espektroekin) bidez jarraitu daitekeen.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 43
• Artikuluaren izena: Koloratzaile fotoaktiboen belaunaldi berria
  
• Laburpena: Gizakiok, maiz, naturan inspiratzen gara garapen teknologikoa bultzatzeko. Bada, fotosintesia horren adibide argia da. Prozesu natural horretan, eguzki-argia kromoforo naturalen bidez xurgatzen da, eta gaur egun antena-sistema natural hori modu eraginkorrean imitatzeko azterlan ugari egiten ari dira, koloratzaile organiko berrien diseinuan oinarrituta. Hala ere, molekula sinpleak direnez, zenbait muga izaten dituzte; adibidez, zailtasunak dituzte espektro elektromagnetiko osoan argia xurgatzeko, argi-energia ga- rraiatzeko eta erradiazio jarraituaren pean luze irauteko. Hala, hainbat kromoforoz osatutako koloratzaileak, multikromoforo deritzenak, irtenbide aproposa dira. Molekula-egitura horietan, kromoforo edo koloratzaile ezberdinak modu kobalentean konbinatzen dira eta energia-trukea sustatzen da. Hortaz, antena naturalak imitatzeko funtsezkoa den prozesua lortzen da eta argiaren xurgapen zabala eta eraginkorra bermatzen da. Hori dela eta, koloratzaileen kimikan, multikromoforoak etorkizuneko sistema fotoaktibotzat hartzen dira antena artifizialak garatzeko eta gailu optiko eta fotovoltaikoetan aplikatzeko. Argitalpen honetan, beraz, antena eraginkor eta egonkorrak garatzeko ezinbestekoak diren irizpide molekularrak eta fotofisikoak zehazten dira. Adibide gisa, errodaminan, perileno gorrian eta BODIPYan oinarritutako koloratzaile multikromoforikoak aurkezten dira, eta horien portaera fotonikoa deskribatzen da laser eta sentsore bezala erabiltzeko.
• Egileak: Natalia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edurne Avellanal-Zaballa, Rebeca Sola-Llano, Leire Gartzia-Rivero eta Jorge Bañuelos
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 58-100
• DOI: 10.1387/ekaia.23762

Egileez:

Natalia Casado, Ainhoa Oliden-Sánchez, Edurne Avellanal-Zaballa, Rebeca Sola-Llano, Leire Gartzia-Rivero eta Jorge Bañuelos UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Kimika Fisikoa Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En mi tercer año [en la Universidad de Missouri] conocí a una morena llamada Martha Betz, de Kansas City, y nunca me separé de ella, ni quise hacerlo. Nos conocimos en una clase de matemáticas: ella se sentaba en primera fila y conocía todas las respuestas. Era una mujer inteligente… Hizo cinco cursos completos y obtuvo las mejores calificaciones en todos ellos.

Harlow Shapley

Martha Betz Shapley. Fuente: MacTutor.

 

Martha Betz nació el 3 de agosto de 1890 en Kansas City, Missouri (Estados Unidos). Era la tercera de las siete hijas e hijos de Carl Betz y Louise Wittig Betz. El abuelo paterno de Martha, John G. Betz había nacido en Hannover (Alemania) y emigrado a Estados Unidos junto a su esposa en 1863. Contó a su nieta que había visto una vez en las calles de Hannover a la astrónoma Caroline Lucretia Herschel (1750-1848). Aunque ella recordaba esta anécdota de su abuelo, en aquel momento, Martha no sospechaba que dedicaría toda su vida a estudiar las estrellas.

Carl Betz era maestro de música en varias escuelas de Kansas City y transmitió su pasión por la música a su prole; tocar música fue uno de los mayores pasatiempos de Martha a lo largo de su vida.

De maestra a astrónoma

Como su madre y dos de sus hermanas, y con solo 15 años, Martha se convirtió en maestra de escuela primaria tras completar su formación secundaria. A los 18 comenzó sus estudios en la Universidad de Missouri, donde obtuvo una licenciatura en educación, y se convirtió en profesora de matemáticas de secundaria en 1912. En 1914, se casó con el astrónomo Harlow Shapley (1885-1972) al que había conocido durante sus estudios en la universidad. Lo hicieron después de que Shapley finalizara su tesis doctoral en Princeton. De hecho, según confirma su nieta Deborah Shapley, Martha ayudó a Harlow realizando algunos cálculos para su tesis que trataba sobre sistemas binarios eclipsantes.

El matrimonio se trasladó al Observatorio Mount Wilson donde comenzaron a trabajar como astrónomos profesionales. Mientras él estudiaba las estrellas variables cefeidas, Martha se centró en el análisis de las binarias eclipsantes que, como ya hemos comentado, habían sido el tema de investigación doctoral de su marido. Redactó una serie de artículos dedicados al cálculo de los elementos y la variación de los períodos de los sistemas eclipsantes que fueron contribuciones destacadas en su época. Entre estos trabajos destacan The period of U Cephei(1916) o The Light Curve and Orbital Elements of the Eclipsing Binary Y Leonis (1918). 

También colaboró ​​varias veces en la investigación de Shapley, algunas ocasiones como coautora. Algunos de esos trabajos son The Light Curve of XX Cygni(1915) o Studies Based on the colors and magnitudes in stellar clusters (1919).

En 1921 Harlow Shapley fue nombrado director del Observatorio de Harvard. Martha lo acompañó en su nuevo puesto y continuó su trabajo sobre binarias eclipsantes durante un tiempo, aunque pronto su familia de cinco hijos (Mildred, Willis, Alan Horace, Lloyd Stowell y Carl Betz) se convirtió en el centro de su atención.

Durante la Segunda Guerra Mundial, los Shapley participaron en actividades humanitarias, encontrando hogar para muchas familias judías que habían huido de Europa. Además, Martha se unió a Zdeněk Kopal (1914-1993) y otros astrónomos de Harvard que estaban trabajando para la División de Cooperación Industrial en el Instituto Tecnológico de Massachusetts. Sus habilidades matemáticas fueron esenciales para calcular trayectorias de proyectiles para la Armada y las Fuerzas Aéreas. Tras finalizar la contienda, continuó colaborando con el mismo grupo, midiendo posiciones y calculando órbitas de meteoros.

Cuando sus hijos e hija abandonaron el hogar familiar, Martha Shapley regresó a sus investigaciones astronómicas. Su última contribución a la astronomía fue Catalogue of the Elements of Eclipsing Binaries (1956) en colaboración con Zdeněk Kopal.

Primera Dama del Observatorio de Harvard

Durante los 32 años en los que Harlow Shapley fue director del Observatorio de la Universidad de Harvard, a Martha se la conocía como la Primera Dama del Observatorio. El matrimonio era muy apreciado por su hospitalidad con “la familia astronómica de Harvard” (personal fijo y personas que trabajaban temporalmente o visitaban el Observatorio), y Martha era una anfitriona entregada en las reuniones que organizaban en su casa.

Tres de sus hijos también se dedicaron a la astronomía y las matemáticas: Mildred Shapley Matthews (1915-2016) se convirtió en una destacada astrónoma; Willis Shapley (1917-2005) trabajó como administrador de la NASA; y Lloyd Shapley (1923-2016) fue un brillante matemático que recibió el Premio Nobel de Economía el año 2012 junto a Alvin E. Roth (citamos a estos dos investigadores en Matemática discreta y trasplantes cruzados de riñones).

Martha Shapley falleció el 24 de enero de 1981, a los 90 años de edad.

La Sra. Shapley lamenta no haber hecho más por su cuenta. No es el tipo de mujer que se conforma con el mérito de haber ayudado a su marido. Cree que una mujer nacida con aptitudes, y ella evidentemente las tenía, tiene la obligación de utilizarlas, y no sólo en su calidad de esposa y madre.

MacTutor

Referencias

• John J O’Connor and Edmund F. Robertson, Martha Betz Shapley, MacTutor History of Mathematics Archive, University of St Andrews

• Barbara L. Welther, Guilt by Association: How Mrs. Harlow Shapley Lost Her Job, Bulletin of the American Astronomical Society 18 (1986) 1055

• Zdeněk Kopal, Obituary – Shapley, Martha-Betz 1890-1981, Astrophysics and Space Science 79 (1981) 261-264

• Deborah Shapley, Martha Shapley – Astronomer, Harlow Shapley Project, 8 marzo 2023

• Martha Betz Shapley, Wikipedia

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 Martha Betz Shapley, la “Primera Dama del Observatorio de Harvard” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

AEBn hogei urtez hartutako datuetan abiatutako ikerketa batek ondorioztatu du hirien inguruan hodei gehiago pilatzen direla, batez ere udan.

Gizakiak hainbat modutan eragiten du kliman. Aipatu beharrik ez dago beroketa globalaren ondorioz eragindako klima aldaketa dela eraginik ezagunena, eta, aldi berean, larriena. Horri aurre egiteko geoingeniaritza saiakerak egin dira, baina horiek, momentuz, ez dute gainditu maila lokalean egindako esperimentu txikien izaera, eta halako tekniken zilegitasunaren eta segurtasunaren inguruko ezbaia handia dago ere.

1. irudia: hiriaren kokapenaren eta ezaugarri orografikoen arabera efektuak desberdinak izan arren, oro har, AEBko hirien inguruan hodei gehiago sortzen direla ondorioztatu dute ikertzaileek. (Argazkia: Juanma Gallego)

Klimatik harago, eguraldian epe laburreko nolabaiteko eragin bat sortzeko saiakerak askotarikoak izan dira ere. Fenomeno horren atzean dagoen planteamendu teorikoa nahiko sinplea da, lehen itxura batean bederen: hodeiak eta ondorengo euria ahalbidetuko duten ur tantatxoen eraketa kondentsazioa nukleo ñimiñoetan abiatzen dela ezagutzen da. Hortaz, partikula txikiak atmosferan une eta toki jakin batean barreiatuz gero, euriaren sorrera abiatzea posiblea izango litzateke, inguruan hezetasun nahikoa egonez gero. Baina, ohi bezala, natura eta errealitatea bera teoria baino tematiagoak dira gehienetan, eta gai horren bueltan batez ere Ameriketako Estatu Batuetan negozioak eratu badira ere, momentuz inork ez du demostratu halako jarduerek izan dezaketen benetako eraginkortasun praktikorik.

Nahigabean sortzen den beste efektu bat hiriei berei dagokie. Horrenbeste giza jardueren pilaketaren ondorioz —hala nola industria jarduera, garraioaren gasak edo eta berogailuen eragina—, hirietan landa eremuan baino bero gehiago pilatu ohi da, bero uharte efektuaren fenomenoa eraginez. Fenomeno hau arras ezaguna da adituen artean, baina ez dago argi bero honek inguruko hodeien eraketan izan dezakeen eragina. PNAS aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean zientzialari talde bat gaia argitzen ahalegindu da. Atera duten ondorio nagusia da hodeiak errazago pilatzen direla hirietan inguruko landa eremuarekin alderatuz, bereziki udan. Halere, ñabardurez betetako emaitzak jaso dituzte.

Satelite bidez hemezortzi urtez hartutako irudiez baliatu dira ikerketa egiteko. Zehazki, NASAren Aqua satelitean dagoen MODIS espektroradiometroak 2002 eta 2020 urte tartean hartutako irudietan abiatu dira. Ameriketako Estatu Batuetako 447 hiri ertain eta handien inguruan jasotakoak dira horiek; guztiak, 50.000 biztanle baino gehiagokoak. Hiri horietatik 217 barnealdekoak ziren; 127, kostakoak; eta 103, mendi ingurukoak. Hirien tamainaz eta kokapenaz gain, aintzat hartu dituzte urtaro eta klima desberdinak.

Azken honetarako, klimatologian sarritan erabiltzen den Köppen-Geiger sailkapenaren arabera antolatu dituzte, hiri bakoitza klima lehor, hotz edo epel baten barruan dauden adierazita. Baina, horrez gain, klima eta meteorologiaren gaineko ikerketetan ohikoa den bezala, ezaugarri orografikoak ere kontuan hartu dituzte.

Ikerketa honek izan duen hain eremu espazial eta tenporala aintzat izanda, logikoa denez, ikertzaileak behaketaren alorrean zentratu dira, datuen inguruko analisi estatistikoak eginez. Funtsean, kilometro koadro bat hartzen duen pixel bakoitzean hodeiak ziren ala ez konprobatu dute, eta hirien barruko eta kanpoko egoerak alderatu dituzte, ondorioak atera nahian.

Analisi estatistikoen bidez ikusi dutenez, hirien inguruan udako egunetan hodei gehiago pilatzen dira, inguruetan baino. “Ebaluazio sistematikoak iradokitzen du hiri gehienetan hodei estaldura handiagoa gertatzen dela egunean zehar, bai udan zein neguan ere”, idatzi dute ikertzaileek zientzia artikuluan. Gauez, ordea, emaitzak ez dira hain argiak.

Oro har, ondorioztatu dute udan hirien gainean %3-6 hodei gehiago biltzen direla. Esku artean duten hipotesiaren arabera, hirietan sortzen den beroa egunez biltzen da, eta gauez askatzen da. Hiriaren eta inguruko landa eremuaren artean sortzen den alde termodinamikoak eragiten du pilatutako beroa goranzko haize-laster gisa abiatzea, eta horrek hirien gaineko hezetasuna handitzen du, hodeien sorrera faboratuz. Gizakiaren jardunaren ondorioz hirietan sortzen den beroak mantendu ditzake laster horiek, baita Eguzkia ezkutatu denean ere. Ondorioz, hirietako beroak eragindako aire fluxuak hezetasun horrekin elikatu daitezke ere, gau partean hirien gaineko hodeien sorrera edo mantentzea ahalbidetuz.

Modu horretan, bai hirietan bertan dagoen beroak zein alboko landa lurretan dagoen hezetasunak hirien gainean konbekzio termikoa elikatzen dute, hodeien sorrera ahalbidetuz. Dena dela, ohartarazi dute leku guztietan ez dagoela beti eskuragarri inguruko hezetasun hori. Gainera, inguruan dagoen orografiak ere baldintzatu dezake prozesua: mendietatik datozen haizeak ere egon daitezkeelako, edo eta laku edo itsasotik etorritako haizeak ere.

Dena dela, ohi bezala, teorian marraztutako efektu hau ez da horren sinple eta argia, zientzialariek ohartarazi dutenez. Adibidez, neguan prozesu hori askoz txikiagoa dela ikusi dute. “Gure ikerketak agerian uzten du hiriek eragin zabala dutela tokiko hodeien patroietan, baina eraginak askotarikoak dira, denboraren, kokapenaren eta hiriaren ezaugarrien arabera”, idatzi dute.

2. irudia: inguruko landa eremuko hezetasunarekin elikatzen da hirietako eguraldiak, batez ere udan. Hiriaren beroarekin batera, konbentzio termikoa sortzen da, hodeien sorrera indartuz. (Argazkia: Juanma Gallego)

Izan ere, eta hiri guztietan hodei gehiago pilatzeko joera egiaztatu badute ere —bai mendi inguruetan zein kostan dauden hirien artean— aldea aurkitu dute lur idorreko eta kostaldeko hirien artean. Azken hauen kasuan, itsasoaren bueltan sortzen diren haizeek zeresan handia izan dezaketela uste dute, eta hezetasun jatorri gisa ere itsasoa funtsezko elementua da.

Haizea ere faktore erabakigarria da mendi inguruetako hirietan. Kasu horietan guztietan, hiriaren tamainak ez du horrenbesteko eraginik. Orografia bera faktore determinantea da kostako zenbait hiriren kasuan: Ozeano Bareko kostan dauden zenbait hiri oso toki berezietan daude, itsasoaren parean baina menditik gertu, eta, horietan, orografia berezi horrek sortzen ditu lainoak.

Konturatu dira neguko gauetan hodei gutxiago sortzen direla, eta hau inguruko ezaugarri klimatikoengatik dela, eta ez hiriaren beraren ezaugarriengatik. Hiriaren tamainaren ondorioz sortzen den beroaren eta hodeien arteko harreman estatistikorik ez dute aurkitu behintzat.“Eragin urbano nahiko unibertsala aurkitu dugu tokiko hodei patroietan, gauaren eta egunaren arteko aldeekin, eta urtaroen araberako aldeekin ere”. Adibidez, barnealdeko hiri gehienetan hodei gehiago dituzte udan egunean zehar. Neguan, hodei gehiago daude egunez, baina gauez gutxitzen dira.

Eguraldian parte hartzen duten prozesuen konplexutasunaren adierazle, aerosolen efektuen inguruan zalantzan daude zientzialariak. Diotenez, egia da horiek hodeien kondentsazioa lagundu dezaketela, basoetan barra-barra sortzen diren konposatu organiko lurrunkor biogenikoek hodeien sorrera faboratzen duten modu berdinean. Baina, balantzaren beste aldera begiratuz gero, aerosol hauek hodeiaren bizitza laburtu dezakete ere, partikulen inguruan eratzen diren tanta ñimiñoen herrestatzea eta lurrunketa erraztu ahal dituztelako ere. “Ondorioz, hodeien eraketan aerosolek duten efektuak eztabaidan daude oraindik ere”. Gauzak horrela, egileek aurreratu dute etorkizunean kutsadurak sortutako aerosolek hodeien eraketan duten eragina argitzen ahalegindu direla.

Askotan aipatu den beste fenomeno bat ez dute aurkitu oraingoan: astean zehar eguraldian izandako zikloak, sarritan hirietako giza jardunaren ondoriotzat jo izan direnak. Beste hainbat ikerketatan proposatu da astean zehar garraioaren eta industria jardunaren ondorioz bero isuri gehiago sortzen dela hirietan, eta asteburuko eguraldian horrek eragin bat duela. Hemen soilik hirien %4,4an aurkitu dute nolabaiteko aldaketa tenperaturan, baina, halere, ez dute harreman argirik aurkitu hodeien sorrerarekin.

Erreferentzia bibliografikoa:

Thuy Trang Vo et al. (2023). Urban effects on local cloud patterns. PNAS, 120 (21), e2216765120. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2216765120

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Es la especie animal invasora más grande del mundo, tal como titulan su artículo Jonathan Shurin y sus colegas, de la Universidad de California San Diego de La Jolla. Mide entre tres y cinco metros de la cabeza a la punta de la cola, con metro y medio de altura hasta los hombros. El peso medio es de 1500 a 1800 kilos, aunque puede llegar a los 3000. Es el hipopótamo común, de nombre científico Hippopotamus amphibius. Habita el África subsahariana hasta Sudáfrica y es una especie invasora en Colombia por los caprichos de un célebre narcotraficante, Pablo Escobar.

Fuente: Wikimedia Commons

La portada y el primer capítulo de Historia de las especies invasoras, del biólogo Ángel León Panal, libro publicado en 2021, están dedicados a los hipopótamos de Colombia y al narco Pablo Escobar. Dirigía en 1978 el Cártel de Medellín. Visitaba el curso medio del valle del río Magdalena, en el centro de Colombia. En la zona compró varias fincas con selva, agua y montaña y fundó la Hacienda Nápoles, en el municipio de Puerto Triunfo, Departamento de Antioquía, así llamada en homenaje a su admirado Al Capone, nacido en Napolés.

En la finca mostraba su colección de automóviles y practicaba varios deportes, entre ellos el tenis. Pero el mayor atractivo era el Zoológico. Se informó de las especies que se adaptarían al clima de aquella zona de Colombia y, por medio de intermediarios de Estados Unidos, compró, por ejemplo, cebras, elefantes, rinocerontes, jirafas, hipopótamos y más especies que, poco a poco, iban llegando a la hacienda. En total llegaron a ser unos mil doscientos animales.

Los hipopótamos primero fueron cuatro, tres hembras y un macho, en 1981, y pronto llegaron a seis con la compra de otros ejemplares (quizá, no está claro, eran entre dos y seis los ejemplares del grupo inicial). Tras la muerte de Pablo Escobar a los 44 años, en 1993 y acribillado a balazos por la policía colombiana, los hipopótamos y otros animales quedaron en la Hacienda Nápoles. Eran muchos hipopótamos y en 2016 llegaban a 30 ejemplares y, para 2020, se calculó que había entre 60 y 80 individuos. Viven, de media, unos 40 años en estado silvestre y las hembras tienen unas 25 crías. Las proyecciones para el futuro hablan de 800-1400 individuos en Colombia para 2040.

Las últimas previsiones publicadas hace unas semanas por Amanda Subalusky y sus colegas, de la Universidad de Florida en Gainesville, estiman que el crecimiento de la población de hipopótamos es del 9.6% al año, lo que supone 230 individuos para 2032. Incluso el cálculo de crecimiento de la población, según D.N. Castelblanco-Martínez y su grupo, del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de Ciudad de México, podría llegar a los 800 individuos en 2034. Todos estos datos suponen que, según la estrategia de control que adopte el Gobierno de Colombia, hay hipopótamos en el país por unos 50-100 años.

En conclusión, es el único grupo de hipopótamos en estado salvaje y viable que se puede encontrar fuera de África.

Algunos ejemplares abandonaron la Hacienda Nápoles y siguieron el curso del río Magdalena hacia el norte hasta, por ahora y con datos confirmados, unos 150 kilómetros de la finca, aunque las citas más al norte parecen que están a unos 400 kilómetros. Para los habitantes de los márgenes del río es un asunto difícil pues los hipopótamos son agresivos y peligrosos. En África causan más muertes al año que leones, elefantes, búfalos y rinocerontes juntos, como escribe Ángel León Panal. Además, pueden transmitir enfermedades como la tuberculosis, la brucelosis, la leptospirosis, el ántrax y la salmonelosis.

Ingenieros de ecosistemas

Son los hipopótamos lo que se denomina ingenieros de ecosistemas, pues pueden modificar los hábitats en que se encuentran. Es un herbívoro que transporta nutrientes desde las plantas de las que se alimenta hasta las zonas acuáticas donde libera sus heces. Algo así como una tonelada de carbono y otros compuestos al año y por individuo. En los ecosistemas acuáticos en que vive puede provocar la eutrofización por exceso de nutrientes por la acumulación de los componentes de las heces. Según el resumen de Jonathan Shurin y sus colegas, los hipopótamos importan al hábitat acuático materia orgánica y nutrientes con un impacto apreciable en el metabolismo del ecosistema y en la estructura de la comunidad.

Por cierto, desde 2012 y por orden judicial está prohibida la caza de hipopótamos en Colombia. Y en 2014, el Gobierno optó por la conservación de los hipopótamos, controló su reproducción y exportó algunos ejemplares a zoológicos de otros países como Ecuador y Uruguay. Sin embargo, en 2021, la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza envió una carta de intervención al Gobierno de Colombia recomendando iniciar un programa para eliminar la población de hipopótamos. Y en sentido opuesto, el hipopótamo fue declarado legalmente como especie invasora hace poco más de un año, el 24 de marzo de 2022.

El control de la población de hipopótamos en Colombia ha planteado varios problemas. En 2018 revisaron los métodos Santiago Monsalve, de la Corporación Universitaria Lasallista, y Alejandro Ramírez, de la Universidad de Durham. Se han propuesto los anticonceptivos para las hembras y la castración química en los machos. Pero faltan datos sobre su eficacia. Ninguno de estos métodos parece funcionar con ella tal y como se propone su aplicación según D.N. Castelblanco-Martínez y su grupo. Para la aplicación de estas técnicas se necesita controlar la agresividad de los hipopótamos, también poco estudiada y difícil de evitar por su tamaño y peso. También la población ha crecido en tal cantidad que la captura y entrega a zoológicos ya no es posible. La caza y eliminación de individuos ha provocado un gran debate con ONGs y la sociedad en general por lo que, por ahora, se ha abandonado.

La conservación compasiva de los hipopótamos no es una opción

Como resumen final valen los comentarios de Amanda Subalusky y sus colegas, de la Universidad de Yale, publicados en 2021. El hipopótamo es un ingeniero de ecosistemas que puede tener efectos profundos en los entornos terrestre y acuático y afectar la biodiversidad original de la cuenca del río Magdalena. Los hipopótamos también son agresivos y representan una amenaza para los habitantes de la región del río Magdalena aunque, por otra parte, también podrían generar beneficios económicos por el turismo. Sin embargo, se necesita más investigación para cuantificar el tamaño y la distribución de la población de hipopótamos y para predecir los efectos ecológicos, sociales y económicos que pueden provocar. Pero el conocimiento debe equilibrarse con la consideración de las preocupaciones sociales y culturales al desarrollar estrategias de manejo apropiadas para la introducción de una especie invasora. 

Además, en este debate sobre cómo manejar una especie invasora, Colombia depende en gran medida del negacionismo científico: varios participantes en debates públicos tergiversan el trabajo y las opiniones de los científicos y cuestionan su ética y motivos. Destacan la necesidad y la confianza en la acción basada en la ciencia, proponen participar en discusiones sobre las preocupaciones éticas, y deben superar falsos dilemas, a menudo poco argumentados. La “conservación compasiva”, que valora los derechos e intereses de los individuos de una especie exótica carismática, no puede prevalecer sobre (1) los derechos e intereses de los individuos de las especies nativas y (2) la conservación de poblaciones, ecosistemas y servicios que suponen las especies nativas. Como proponen Sebastián Restrepo y Carlos Daniel Cadenas, de las universidades Javeriana y de los Andes, de Bogotá, sin una acción decisiva por parte de las autoridades ambientales de Colombia, con una variedad de medidas que incluyen la matanza selectiva bajo estándares humanitarios de bienestar animal, las poblaciones de hipopótamos continuarán expandiéndose a expensas de los ecosistemas que sustentan a comunidades humanas vulnerables y las especies nativas.

Referencias:

Castaño, J.A. 2008. Dos hipopótamos tristes. Letras Libres junio: 22-25.

Castelblanco-Martínez, D.N.et al. 2021. A hippo in the room: Predicting the persistence and dispersion of an invasive mega-vertebrate in Colombia, South America. Biological Conservation 253: 108923.

Dembitzer, J. 2018. The case for hippos in Colombia. Israel Journal of Ecology & Evolution doi: 10.1163/22244662-06303002.

León Panal, A.L. 2021. Historia de las especies invasoras. Guadalmazán. Córdoba. 425 pp.

Monsalve Buriticá, S. & A. Ramírez Guerra. 2018. Estado actual de los hipopótamos (Hippopotamus amphibius) en Colombia: 2018. Revista CES Medicina Veterinaria y Zootecnia 13: 338-346.

Resolución nº 0346, de 24 marzo 2022, Por la cual se modifica el artículo 1º de la Resolución Nº 848 de 2008, adicionando la especie Hippopotamus amphibius (Hipopótamo común) y se toman otras determinaciones. El Ministro de Ambiente y Desarrollo Sostenible. Colombia.

Restrepo, S. & C.D. Cadena. 2021. Science denialism limits management of invasive hippos in Colombia. Frontiers in Ecology and the Environment 19: 323-325.

Shurin, J.B. et al. 2020. Ecosystem effects of the world’s largest invasive animal. Ecology e02991.

Subalusky, A.L. et al. 2021. Potential ecological and socio-economic effects of a novel megaherbivore introduction: the hippopotamus in Colombia. Oryx 55: 105-113.

Subalusky, A.L. et al. 2023. Rapid population growth and high management costs have created a narrow window for control of introduced hippos in Colombia. Scientific Reports 13: 6193.

Wikipedia. 2023. Hippopotamus amphibius. 12 mayo.

Para saber más:

Los invasores

Catástrofe Ultravioleta #18 INVASORES

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

El artículo Los invasores: Los hipopótamos del narco Escobar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ainara Sangroniz, Leire Sangroniz

San Ferminetan, 2005etik ohitura den bezala, aurten ere 1500 litro produktu irristagaitz bota dituzte ibilbidearen zenbait lekutan zezenen eta korrikalarien erorketak saihesteko. San Ferminetara joan gabe ere, erorikoak ohikoak dira, batez ere lurzorua labainkorra dagoenean.

Zientzialariek urteak daramatzate irristada eta erorketak nola gertatzen diren ikertzen, haiek saihestu ahal izateko. Izan ere, irristatzea prozesu sinplea dela dirudien arren fenomeno konplexua da, bertan faktore ugarik parte hartzen baitute, esaterako lurzoruaren eta oinetakoaren zolaren zimurtasuna eta interakzioak, irristatze-marruskadurak, etab.

Marruskadura honela definitu daiteke: mugimenduan dagoen gorputz batek jasaten duen erresistentzia, mugimendu horren aurka. Hau da, bi gainazal kontaktuan jartzean batak besteari eutsiko diote edo erraz irristatuko dira. Marruskadura-indarrak garrantzitsuak dira eguneroko bizitzan. Esaterako, kotxeen kasuan gurpilek marruskadura jakin bat izan behar dute errepidean ez irristatzeko. Baina beste kasu batzuetan, jolas-lekuetako txirristetan edo kantxa jakin batzuetan marruskadura txikia behar da, pixka bat labainkorra izan dadin komeni baita.

Irudia: lanaldian edo aisialdian izaten diren irristada edo labainkadak dira lesio pertsonalak eragiten dituzten istripuen arrazoi nagusietako bat. (Argazkia: adpeoplein0 – domeinu publikoko irudia. Iturria: Pixabay.com)

Oro har, erabiltzen ditugun oinetakoak frikzio handia izaten dute eta lurrera ondo itsasten dira nahiz eta lurra irristakorra izan. Oinetakoaren zola leuna bada, adibidez maiz erabiltzeaz higatuta dagoelako, erraz irristatu gaitezke marruskadura-koefizientea txikia delako. Horretaz gain lurrean ura, koipea, izotza edo beste substantziaren bat badago lurra irristakor bihur daiteke eta, ondorioz, erorketak eragin.

Irristadak murrizteko helburuarekin ohikoa da zorua tratatzea. Oro har, lur-gainazalaren topologia edo testura aldatzen da, marruskadura-koefizientea handitzeko. Irtenbide horien artean tratamendu kimikoak daude, edo tratamendu mekanikoak, gainestaldurak jartzea edo alfonbrak erabiltzea, adibidez. Beste aukera bat margo bereziak erabiltzea da, irristada murrizteko gehigarriak daramatzatenak; esaterako, silika area, aluminio oxidoa edo plastiko zatitxoak. Baina kontuz ibili behar da, frikzioa oso altua bada oinak itsatsita gelditu daitezke zorura, berezkoa duten mugimendua oztopatuta, eta lurrera eror daiteke norbera.

San Ferminetan erabiltzen den formulazioa sekretua denez gero, ez dago argi jakiterik nola gauzatzen duen efektu hori. Dagoen informazioaren arabera, badirudi erabilitako produktu irristagaitzak lurzoruarekin erreakzionatzen duela eta mikroporoak sortzen dituela gainazalean. Mikroporoek, beren aldetik, bentosak balira bezala jokatzen dute eta animaliek irrist ez egitea lortzen dute.

Lurzorua bustita dagoenean ere egokiak dira, baina urtero errepikatu behar da prozedura, mikroporoak bere eraginkortasuna galtzen baitu zikinkeriak mikroporoak estaltzen dituelako.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Blanco, M., Monteresín, C., Cerrillo, C., Fuentes, E., Aranzabe, E., Gómez, I., Gil, L. (2020). Slip-resistance improvement on paints employed on walking surfaces by the incorporation of nanoparticles. Progress in Organic Coatings, 148, 105852. DOI: https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105852.
• Kim, In-Jun (2017). Tribological Approaches for the Pedestruan Safety Measurements and Assessments in Pedrestian Fall Safety Assessments. Ed. Springer Cham, Switzerland. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-56242-1
• Britannica, The Editors of Encyclopaedia. “friction”. Encyclopedia Britannica, Invalid Date, https://www.britannica.com/science/friction. 2023ko uztailaren 17an kontsultatua.

Egileez:

Leire Sangroniz Kimikan doktorea da eta UPV/EHUko Kimika Fakultatearen PMAS Saileko (Polimero eta Material Aurreratuak: Fisika, Kimika eta Teknologia Saila) ikertzailea Polymaten eta Ainara Sangroniz Kimikan doktorea da eta UPV/EHUko Kimika Fakultateko irakaslea Polymaten.

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Los chatbots generados por inteligencia artificial (IA) han experimentado una auténtica revolución entre la población general en el último año, con ChatGPT como su máximo exponente. Centenares de millones de personas alrededor del mundo usan, con más o menos frecuencia, estas tecnologías para diversos fines como resolver dudas o como complemento en el trabajo para redactar textos o para programar. Sin embargo, esta herramienta, que usa el procesamiento del lenguaje natural para generar textos equivalentes a los escritos por los humanos, puede ser tan convincente a la hora de dar información cierta como cuando arroja otra que es totalmente falsa.

Foto: Levart_Photographer / Unsplash

Un equipo de investigadores de la Universidad Carolina de Praga ha puesto a prueba la capacidad de ChatGPT, desarrollado por la empresa OpenAI, para crear un artículo médico falso, desde cero. Los resultados de su experimento, que se han publicado en la revista Journal of Medical Internet Research, son preocupantes. En tan solo una hora y sin ninguna formación previa del usuario, esta tecnología generó un artículo científico sobre neurocirugía que parecía verídico para los no expertos en la materia. Los autores crearon el documento mediante una serie de preguntas e indicaciones a la IA para ir mejorando progresivamente la calidad de sus respuestas. Posteriormente, expertos en el campo de la neurocirugía, de la psiquiatría y de la estadística evaluaron el artículo falso comparándolo con artículos reales similares.

En apariencia, el artículo científico generado por ChatGPT es idéntico a uno convencional. Reúne los diferentes apartados propios de estos documentos (resumen, introducción, métodos, resultados y discusión), muestra datos y tablas y utiliza las palabras apropiadas con una estructura coherente y lógica. No obstante, las personas expertas podían detectar múltiples errores como imprecisiones en el uso de ciertas palabras o en la redacción de referencias científicas: algunas presentaban detalles incorrectos, mientras que otras directamente eran inventadas. En cualquier caso, el profesor de neurocirugía encargado de evaluarlo explica que «en general, el artículo generado mostró un gran nivel de competencia técnica y autenticidad».

La creación de artículos científicos falsos no es un problema nuevo. En el mundo académico existe una gran presión para que los investigadores sean prolíficos a la hora de publicar si desean avanzar profesionalmente o incluso sobrevivir, un fenómeno conocido en el mundillo como «Publica o muere». Esto lleva a que algunos científicos, escasos de ética, publiquen a toda costa, aunque sea mediante artículos falsos.  La demanda de artículos inventados ha llegado a tal nivel que existen empresas, conocidas como «fábricas de artículos», que se encargan de generar artículos falsos por encargo de científicos para así inflar su curriculum y progresar en su carrera. Se estima que casi el 22 % de los artículos retirados de revistas científicas en 2021 fueron por este tipo de engaño.

Las revistas depredadoras añaden más leña al fuego del fraude científico. Estas publicaciones basan su modelo de negocio en cobrar por publicar artículos, pero sin contar con los procesos adecuados de revisión por pares que caracterizan a las revistas científicas. El resultado es que resulta muy fácil colar artículos inventados o de muy poca calidad en este tipo de revistas. Se estima que existen unas 8.000 revistas depredadoras que, en su conjunto, publican cada año 420.000 papers con escasa o nula garantía de calidad. , lo que supone el 20 % de la publicación científica anual mundial, que gira en torno a los 2,5 millones de artículos.

La irrupción de la IA como generadora de artículos falsos, en medio de este panorama, complica aún más la situación porque facilita en gran medida todo el proceso de fraude para las personas sin escrúpulos. Además, dada la capacidad que tiene esta tecnología de perfeccionarse a sí misma, es posible que en un futuro próximo la redacción automática de artículos inventados y creíbles sea una cuestión de minutos sin apenas esfuerzo por parte de una persona. Quizás, la IA podría llegar a un nivel de refinamiento que hiciera difícil incluso para los expertos en la materia distinguir los artículos científicos reales de los falsos.

La tentación de usar la IA para tomar el camino fácil y progresar en el mundo académico puede ser demasiado poderosa para algunos científicos. Por esta razón, los autores sostienen que se necesita mayor vigilancia y mejores métodos de detección para luchar contra la IA en la investigación científica. No obstante, esta herramienta puede aportar valor, al ayudar en la preparación del manuscrito, el análisis de los resultados y la edición del texto de un artículo científico genuino.

En el estudio se recalca la importancia de desarrollar e implantar guías éticas y de buenas prácticas para el uso de esta herramienta en la investigación y en la escritura científica. Por otro lado, obligar a los investigadores a ser transparentes en cuanto al uso de la IA (para que declaren cuánto de su texto se ha generado por esta tecnología) podría echar para atrás a aquellos que contemplen utilizarla para inventarse parcial o totalmente un artículo científico.

Sea como sea, la IA ha llegado para quedarse. Al igual que un cuchillo, esta herramienta se puede usar tanto para el bien como para el mal. Será necesario detectar, desincentivar y castigar a aquellos que tengan la tentación de usar la IA con malos propósitos para evitar que el fraude en la ciencia se convierta en un problema mucho mayor en un futuro próximo.

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo ChatGPT puede inventarse artículos médicos y hacerte creer que son auténticos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Alacanteko, Euskal Herriko, Aarhuseko eta Renneseko unibertsitateetako ikertzaileek osatuta duten diziplinarteko lantalde batek Europako Mesolitoko aztarnategiak ikertu dituzte aitzindaria bereizmen handiko arkeologia-analisiko hainbat teknika erabiliz. Aztarnategietako sedimentu arkeologikoak aztertuz ikusi dute Mesolitoan sutegiak zeuzkaten kanpamenduak zeudela.

Alacanteko Laguna de Villenaren inguruko duna sistema batean dagoen El Arenal de la Virgen aire zabaleko aztarnategiko sedimentu arkeologikoei buruzko azterlan bat gauzatu dute ikertzaileek eta emaitzak agerian jarri du sutegiak zeuzkaten kanpamenduak zeudela Mesolitoan. Lan horren helburua giza jardueraren ebidentzia arkeologiko mota baten jatorri antropikoa argitzea da. Europako duna testuinguru erdi idorretako Holozenoaren hastapeneko aztarnategi mesolitikoetan ohikoa da giza jarduera baina gutxi aztertu baita. Alegia, hobiko sutegi edo ‘hearth-pit’ deituena. Emaitzak Archaeological and Anthropological Sciences aldizkarian argitaratu dira.

Irudia: ikertzaileek diziplinarteko arkeologia zientifikoko metodologia berritzaile bat aplikatu dute. (Argazkia: Caleb Oquendo – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pexels.com)

UPV/EHUko Geografia, Historiaurrea eta Arkeologia Saileko ikertzailea da Ana Polo-Díaz, Historiaurreko Ikerketa Taldeko kidea da ere (Gizapre) eta k Archaeological and Anthropological Sciences aldizkariak publikatu duen artikuluaren lehenengo sinatzailea. “Iberiar Penintsulan lehen aldia da egitura mota horiek xehetasunez aztertzen direla metodologia sistematiko bat aplikatuz. Haien eraketa zehaztu eta haien funtzio espezifikoa hobetu, eta aztarnategia okupatu eta utzi ondoren izandako aldaketak ebaluatu ahal izan dira”, dio Polo-Díaz ikertzaileak. Ikertzaileek diziplinarteko arkeologia zientifikoko metodologia berritzaile bat aplikatu dute lan hori egiteko. Horien artean estratigrafia eta testura analisia, lurzoruaren kimika, mikromorfologia, petrografia eta luminiszentzia optikoki estimulatua (OSL) eta termoluminiszentzia (TL) bateratuta erabili dira.

“Lortutako emaitzek berresten dute ikertutako egituren jatorri antropikoa. Egitura horien kronologia bi okupazio fase desberdinekin lotzen da. Aspaldikoenak 9.300 eta 9.100 urte arteko antzinatasuna du, eta berrienak 8.700 eta 8.400 urte arteko antzinatasuna”, azaldu du Fernández López de Pablok, UAko Arkeologia eta Ondare Historikoaren Ikerketarako Unibertsitate Institutuko (INAPH) ikertzaileak.

Aurkitutako hondakinak: sutegiak eta labe bat

Okupazio fase zaharrenari dagokionez, aska labe bati legozkiokeen egitura hondarrak aurkitu dira. Horrez gain, labe horren errekuntza hondakinak metatzeko eremu bat ere, erabilera puntuala izango zukeena.  Fase berrienari dagokionez, fase zaharrenarekin alderatuta azalera handiagoko jarduera eremuak identifikatu dira. Hauetan suaren ebidentziak ez ezik, 200 eta 400 urte bitartean hedatu zen kokaleku baten okupazioaren hondakinak dokumentatu baitira.

Lortutako datuek agerian uzten dute bizigarritasun baldintza klimatikoak egokiak izan zirela Antzinako Holozenoan El Arenal de la Virgen giza kokagunea izan zen denbora tarte espezifikoan. «Ingurumen baldintza horien bereizgarriak izan ziren giroko hezetasuna, tenperatura eta landare estalkia handitu egin zirela, Pleistozenoan eta Holozeno Ertainean, hurrenez hurren, gunea okupatu aurreko eta ondorengo uneetan kausitutako idortasun nabarmenaren aldean», diote ikertzaileek.

Ikerketa horren emaitzek bide berriak ireki dituzte Iberiar Penintsulako Historiaurreko azken ehiztari-biltzaileen taldeen aire zabaleko kokalekuak ikertzeko, giza eboluzioan erabakigarria izan zen garai batekoak direnak. Hain zuzen ere, azken glaziazio handia amaitu eta gaur egun gauden klima periodoa, Holozenoa, hasi zenekoak.

Argitaratu den azterlana PALEODEM (Late Glacial and Postglacial Population History and Cultural Transmission in Iberia) proiektuaren barruan dago. ERC Consolidator proiektu bat da, Europako Ikerketa Kontseiluak finantzatzen du, eta Javier Fernández López de Pablo, UAko ikertzaileak gidatzen du. Proiektuak helburu bat baino gehiago ditu. Alde batetik, Europako hego-ekialdeko historiaurreko azken ehiztari-biltzaileen demografian klima inpaktua zein izan zen argitzea. Beste aldetik, ebaluatzea nola eragin zion inpaktu horrek giza talde horien kultura transmisioari.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Mesolitoko sutegi berriak ikertzen ari dira Villenako El Arenal de la Virgen aztarnategian.

Erreferentzia bibliografikoa:

Polo-Díaz, Ana; Rabuñal, Jose Ramón; Guérin, Guillaume eta Fernández-López de Pablo, Javier (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 15, 104. DOI: 10.1007/s12520-023-01794-5

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Foto: Matias North / Unsplash

Leer buena literatura mejora nuestra capacidad para empatizar con los otros y para entenderlos, para interpretar mejor su comportamiento; en definitiva, para ponernos en su lugar. Expresado en términos algo más técnicos y con pocas palabras, mejora nuestra «teoría de la mente» (TM), que es la capacidad para asignar pensamientos, intenciones y emociones a otras personas. Dentro de ella se diferencia la afectiva (TMa), que es la que se refiere a las emociones, y la cognitiva (TMc), que es la relativa a los pensamientos e intenciones.

La conclusión general presentada en el párrafo anterior ha sido obtenida a partir de experimentos diseñados para valorar el posible efecto que tienen diferentes tipos de lectura sobre la capacidad para ponernos en el lugar de los demás. Proporcionaron a grupos formados por diferentes personas textos breves tomados de libros seleccionados y, tras su lectura, a las personas de cada grupo les pasaron test para evaluar diferentes indicadores de TM. En todos los experimentos se valoró también el grado de familiaridad de los participantes con la literatura, para lo que se utilizó un test de reconocimiento de autores. En el primer experimento compararon el efecto de leer ficción literaria con el de leer lo que se denomina no ficción. Y a continuación, en una serie de otros cuatro experimentos, compararon el efecto de leer ficción literaria con el de leer lo que ellos denominan ficción popular que, a los efectos de esta anotación, podemos llamar “superventas” (best sellers).[1]

Citaré, a modo de ejemplo, dos de los test utilizados. En el denominado de “lectura de la mente en los ojos”, considerado el test prototípico de TM afectiva, se pedía a los participantes que asignasen estados emocionales a las expresiones faciales que se les mostraban en imágenes centradas en los ojos. Y en el denominado “test de Yoni”, debían deducir estados emocionales (para TMa) o pensamientos (para TMc) a partir de claves lingüísticas y visuales mínimas. Aunque los autores también utilizaron un test de falsa suposición –del tipo de Sally & Anne–[2] para valorar la teoría de la mente cognitiva, no dio ningún resultado.

El primer experimento mostró que la lectura de ficción literaria mejora la teoría de la mente afectiva por comparación con la lectura de textos de no ficción. De los siguientes experimentos se concluyó que el efecto es específico de la ficción literaria, y que, por lo tanto, no se extiende a la ficción popular. Como el test de falsa suposición no funcionó, lo autores recurrieron al test de Yoni al que me he referido antes, que es bastante más exigente que el de falsa suposición y que, como hemos visto, sirve para determinar ambas modalidades de TM, la afectiva y la cognitiva. Los resultados de los experimentos en que se utilizó este test mostraron que el efecto de la lectura de ficción literaria no se limitaba a la TM afectiva, sino que se extienden también a la TM cognitiva.

De acuerdo con tres de los cinco experimentos, la familiaridad con la literatura sí ejerce efectos positivos sobre la TM, pero ese efecto no se verificó en los otros dos experimentos. Los investigadores sugieren que ese aspecto debe ser investigado de forma más específica, pues las referencias anteriores indicaban que, en efecto, la familiaridad con la literatura de ficción es un factor que afecta de forma positiva a la teoría de la mente. Y lo cierto es que hay razones para que así ocurra, ya que la ficción amplía nuestro conocimiento de las vidas de otros y nos ayuda a reconocer nuestras semejanzas y diferencias con ellos.

Sin embargo, los autores, sin descartar que eso sea así, creen que la relación entre la teoría de la mente y la familiaridad con la literatura puede deberse a características del texto más sutiles que la simple caracterización de los personajes. Ellos proponen que la ficción puede cambiar no sólo lo que pensamos de los demás, sino lo que pensamos de uno mismo. Según su planteamiento, la ficción afecta a los procesos propios de la TM al obligarnos a implicarnos en la lectura de la mente de los personajes. Y eso es algo que no valdría para cualquier forma de ficción. Solo la literaria llevaría al lector a implicarse en los procesos propios de la teoría de la mente.

Sostienen que la ficción literaria es más polifónica y más rica tras la interpretación del lector que reelabora lo leído y que, por ello, le permite adquirir las claves necesarias para comprender a los personajes. En ese sentido, se parecería más a la vida real que la ficción popular, pues está llena de personajes complejos cuyas vidas no son fácilmente discernibles. Por comparación con la vida real, la ventaja de la ficción es que en ésta no se corre ningún peligro personal por implicarse en la trama. Es más, mientras que muchas de nuestras relaciones sociales habituales están gobernadas por estereotipos y convenciones, las que se presentan en las obras de ficción literaria no se ajustan a nuestras expectativas en muchas ocasiones. Por eso, los lectores de ficción literaria deben hacer uso de recursos interpretativos más flexibles para poder inferir los sentimientos y pensamientos de los personajes. O lo que es lo mismo, deben recurrir a los procesos mentales propios de la teoría de la mente. La llamada «ficción popular», por el contrario, tiende a describir el mundo y las personas de una forma mucho más coherente y predecible; de esa forma, reafirma las expectativas de los lectores y no tiene por qué mejorar la teoría de la mente.

Los resultados de los experimentos confirman, según los autores, lo anterior, y sugieren que las explicaciones que se basan en el contenido concreto de la ficción no podrían dar cuenta de aquellos. De hecho, los textos utilizados trataban asuntos muy diferentes. Además, no les parece verosímil que los lectores pudiesen aprender mucho acerca de los demás leyendo unos textos tan breves. Por otro lado, era específicamente la ficción literaria la que ejercía efecto sobre la TM. Por todo ello, los investigadores proponen que es la adopción de un papel activo para representar los estados subjetivos de los personajes la que hace que la lectura de ficción literaria promueva la teoría de la mente.

En otro orden de cosas, y a pesar de que los resultados relativos al efecto de la familiaridad con la literatura no fueron concluyentes, sostienen que es muy probable que leer ficción literaria de manera frecuente conduzca a mejoras estables en la teoría de la mente. Por otra parte, no creen que los efectos benéficos de la buena literatura se limiten a los procesos de la TM, sino que seguramente produzca también beneficios de otro tipo, tanto de índole cognitiva como afectiva, y es muy posible que dichos efectos sean generalizables a la ficción en general, no sólo a la literaria.

Fuente:

David Comer Kidd y Emanuele Castano (2013): «Reading Literary Fiction Improves Theory of Mind» Science 342: 377-380.

Notas:

[1] Las obras de ficción literaria seleccionadas por los autores de este trabajo habían recibido algún tipo de galardón literario de prestigio, y los superventas fueron tomados de la lista de libros más vendidos de Amazon.

[2] En su versión original, en este test se muestra al sujeto una escena en la que hay dos muñecas, Sally y Anne. Sally coge una canica (o cualquier otro objeto de pequeño tamaño) y lo coloca en su cesta. A continuación sale de la escena. Entonces, Anne coge la canica de la cesta de Sally y la pone en su propia cesta. Regresa Sally a la escena y se le hace al sujeto la pregunta clave: “¿Dónde buscará Sally la canica?” El sujeto supera el test si responde que en la cesta de Sally, pues de esa forma aplicará la misma lógica que aplicaría Sally. Ello quiere decir que se pone en el lugar de Sally, que adopta su perspectiva. Los sujetos incapaces de ponerse en el lugar del otro y anticipar sus actos, responden de acuerdo con la información con que cuentan, esto es, que la canica se encuentra en la cesta de Anne, donde ella la ha puesto. Quienes superan el test entienden que Sally tiene sus propias suposiciones que pueden no corresponder a la realidad, y ese es precisamente el requerimiento nuclear de la teoría de la mente.

 

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

El artículo La buena literatura ayuda a ponernos en el lugar de los otros 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.

Osasuna

Hesteetako hanturazko gaixotasunaren intzidentzia eta prebalentzia gorantz doaz. Pentsatzen da gaixotasun hau pairatzea faktore askoren elkarrekintzaren araberakoa dela, hala nola, mikrobiotaren, immunitate-sistemaren, ostalariaren genetikaren eta ingurumen-faktoreen araberakoa. Mikrobiotari dagokionez, gaixotasun hori hesteetako hantura mikrobioen aniztasunaren murrizketarekin lotuta dago, eta, beraz, mikrobiotaren osaera gaixotasunaren biomarkatzaile gisa erabil daiteke. Mikrobiotaren osaera egokia berreskuratzea oso garrantzitsua da gaixotasun horren tratamenduan, baina eztabaidan dago zein ote den helburu hori lortzeko tratamendu egokiena. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Mikrobiota, hesteetako hanturazko gaixoen ongizatea hobetzeko.

I motako diabetesa izateko joera genetikoaren inguruan aurrerapauso garrantzitsu bat eman dute Biocruceseko, Biodonostiako eta EHUko ikertzaileek. Ikertzaile hauek I motako diabetesarekin lotuta dagoen RNA ez-kodetzaile luze bat karakterizatu dute, eta ikusi dute molekula horrek pankreako beta zeluletan infekzio birikoen aurkako erantzunean parte hartzen duela. ARGI izena jarri diote molekulari, antiviral response gene inducer. Izortze Santín Gómez ikertzaileak azaldu du beren ustetan infekzio birikoek eragiten dutela gaixotasun hori garatzea, eta, beraz, aurkitu duten prozesu honek garrantzi handia izan dezake gaixotasunaren garapenean. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Klima-aldaketa

Itsasoaren kolorea aldatzen ari da klima-aldaketaren eraginez. Ondorio horretara iristeko, ikertzaileek azken hogei urtetako itsasoaren erreflektantzia neurtu dute, eta aldagai horrekin klorofilaren kontzentrazioaren eta ekosistemen egoeraren inguruko informazioa lortu dute. Horrela ikusi dute itsasoaren koloreak berdera egin duela, eta horrek komunitate planktonikoetan gertatutako aldaketak islatzen dituela azaldu dute. Komunitate planktonikoak ozeanoko elikagai-katearen oinarria direla kontuan izanik, ikertzaileek argudiatu dute teknika hori baliagarria izan daitekeela ekosistema horietan aldaketak hautemateko. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Munduko laku eta urtegien egoerari buruzko azterketa batek argitu du erdiak baino gehiagok geroz eta ur gutxiago gordetzen dutela. Lakuek lur lehorraren %3 estaltzen dute, baina bertan gordetzen da ur geza likidoaren %87. Alabaina, ikerketa berri batek frogatu du laku eta urtegien %53k duela hiru hamarkada baino ur gutxiago biltzen dutela. Aztertutako 1.972 lakutatik 457 lakutan (%43) galera nabarmenak atzeman dituzte. Kontrara, 234 lakuk (%22) ur gehiago jasotzen dute gaur egun. Ikertzaileen esanetan, prozesu horren atzean klima-aldaketa eta gehiegizko ur-kontsumoa egongo lirateke. Datuak Zientzia Kaieran: Gainbeheran dago munduko lakuen erdia.

Astronomia

Grabitazio-uhinen ebidentziak aurkitu ditu nazioarteko ikerketa batek pultsarrak zehatz-mehatz behatuta. Pulsarrak bere ardatzaren baitan oso azkar biratzen duten neutroi-izarrak dira, eta bira bakoitzean irrati-uhinen pultsu bat igortzen dute. Einsteinen Erlatibitate Orokorraren teoriak iragarri zuen grabitazio-uhinek denbora-espazioaren egitura luzatu eta konprimatu ahal zutela, eta, beraz, pultsarren pultsu bakoitzaren erritmoa alda zezaketela. Hala, erritmoaren desfase hori detektatzea lortu dute ikerketa berri honetan, NANOGrav behatokiko datuak erabiliz. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Unibertsoari buruzko aztarna berriak grabitazio-uhinen bidez.

Duela urtebete heldu ziren James Webb teleskopioaren lehen irudiak. Teleskopio honek ordura arteko unibertsoaren ikuspegirik sakonena lortu zuen, eta bere urteurrenean Rho Ophiuchi hodei multzoaren irudiak argitaratu dituzte. Multzo hori Lurretik 390 argi urterako distantziara dago, eta bertako izar bat irudian ateratzea lortu dute: irudiaren erdi-erdian dagoen S1. Eguzkia. Adituek azaldu dute irudian ez dagoela planetarik, baina bai haien zantzuak, besteak beste, izarren orbitan dauden disko zirkumestelarrak. Azalpen guztiak Berrian: Izarren sorreraren atzetik.

Antropologia

Ikusi da elikagaien eskuragarritasunak eragina duela giza ugalkortasunean. Datu historikoak erabiliz iritsi dira ondorioz horretara, 1649. eta 1900. urteen bitarteko Finlandiako nekazaritza eremuetako parrokia erregistroak aztertuta. Ikertzaileek ikusi zuten garai horietan ezkontzaren eta lehenengo umearen jaiotzaren artean 25,9 hilabete igarotzen zirela batez beste, baina alde nabarmenak zeuden maila sozioekonomikoen artean. Zehazki, emakume txiroak aberatsak baino 2,6 hilabete geroago erditzen ziren, eta maila ertainekoak baino 3,0 hilabete geroago. Ikertzaileek ondorioztatu zuten alde horren arrazoi nagusia elikagaien eskuragarritasuna zela. Datuak Zientzia Kaieran: Elikagaien eskuragarritasuna eta giza ugalkortasuna.

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.

Por muy diferentes que puedan parecer las diferentes poblaciones humanas en el mundo hay algo que comparten a nivel fundamental: la cultura funeraria o cultura de la muerte. ¿Cómo se desentraña el origen de esta cultura de la muerte del registro arqueológico? Esto es lo que nos explica Nohemí Sala en esta charla.

Nohemí Sala es investigadora del CENIEH. Geóloga de formación y doctora en Paleontología por la Universidad Complutense de Madrid, su investigación está enfocada en los procesos de formación de los yacimientos paleontológicos y arqueológicos, desde un punto de vista geológico y tafonómico (la tafonomía es la parte de la paleontología que estudia los procesos de fosilización y la formación de los yacimientos de fósiles).

 



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

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

El artículo El origen de la cultura de la muerte en el linaje humano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Oso litekeena da komentaristak oinarri holliwoodienseko distopietara bideratzen aritzea adimen artifizialaren benetako arriskuetara baino gehiago. Is AI really an existential risk for humanity?

Orain arte, material topologikoak kristaletara mugatuta zeudela uste zen, baina ez zen hala: A topological amorphous alloy

Gizon batek kromosoma galtzea albiste txarra da berarentzat eta oso ona minbiziarentzat: Losing the Y chromosome

Berehalako aplikazio asko dituen nanopartikuletan oinarritutako sentsore fotonikoak egiterakoan, nola gehitzen diren kritikoa da. DIPCko jendeak arau sendoak ezarri ditu ondo egiteko: Optimal colorimetric sensing based on gold nanoparticle aggregation

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

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Un estudio 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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