Zientzia

Póster original de la película Jaws, conocida en España como Tiburón. Imagen propiedad de la Academy Film Archive (Archivo de la Academia de Cine de los Estados Unidos de América) Fuente: www.oscars.org

En 1975 se estrenó la película Jaws, traducida al español como Tiburón, dirigida por Steven Spielberg. Para mí, una obra maestra de terror que llegó a crear un subgénero particular, el del cine de “bichos comiéndose a la gente”, por llamarlo de alguna forma. Este éxito inicial dio lugar a varias secuelas de la película original, así como a una especie de fiebre por crear películas en las que un gran escualo, o varios, aparecían como protagonistas. Algunas de tinte serio, pero la gran mayoría rozando la parodia, apareciendo tiburones mecanizados, tiburones fantasmas, tiburones moviéndose por la arena o, incluso, tiburones cayendo del cielo desde tornados o huracanes.

Esta evolución del subgénero pronto culminó con la necesidad de que el animal protagonista fuera cada vez más grande, creando monstruos capaces de comerse un buque de guerra o atacar un avión en pleno vuelo, colocando el prefijo “mega” antes de la palabra tiburón en los títulos de las películas, para remarcar que nos encontraríamos ante animales gigantescos. Pero el mundo de Hollywood tardó un poco en darse cuenta de que la realidad siempre supera la ficción y, en la historia geológica de nuestro planeta, ya habían existido enormes tiburones cuyo nombre científico ya incluía el prefijo “mega”. Me refiero al animal protagonista de dos películas relativamente recientes, y también de una canción del grupo musical El Reno Renardo (cuya letra no es apta para menores de edad), el megalodón.

Póster promocional de la película Meg, conocida en España como Megalodón, inspirado en el póster original de la película Jaws. Imagen propiedad de Warner Bros PicturesEl megalodón era de sangre caliente

Otodus megalodon, que es el nombre científico de la especie, fue un tiburón prehistórico que apareció en el Mioceno, hace unos 20 millones de años, y se extinguió durante el Plioceno, hace unos 3,6 millones de años. Se estima que llegó a medir más de 18 m de largo y a pesar más de 50 toneladas, teniendo un cuerpo estilizado que le permitía nadar a gran velocidad, convirtiéndole en uno de los principales depredadores marinos de esa época. Con varias hileras de enormes dientes afilados y aserrados, posiblemente acechaba a sus presas en el fondo marino, atacándolas rápidamente atravesando la columna de agua de manera casi vertical, llegando a sobresalir varios metros sobre la superficie marina si fuese necesario. Su comida favorita eran los cetáceos de tamaño medio o grande, a los que acechaba en zonas próximas a la costa. Además, se acercaban a estas zonas litorales para reproducirse y dejar a sus crías en bahías cerradas, donde encontrarían abundante comida basada en reptiles y mamíferos marinos de menor tamaño mientras permanecían protegidas de los depredadores hasta que se hiciesen adultas.

Por otro lado, estudios recientes han demostrado que se trataba de un pez de sangre caliente, es decir, que era capaz de regular su temperatura interior elevándola por encima de la del agua circundante. Esto le permitía desplazarse por todos los océanos del planeta, llegando a acercarse a zonas polares, aunque no habitaba aguas frías, por debajo de 10-5ºC de temperatura. Y esta capacidad de regular su temperatura interna también parece ser la explicación a que alcanzase estos tamaños tan enormes. Finalmente, pasando a las causas de su extinción, se sugieren cambios en el clima y en la circulación oceánica durante el Plioceno, pero recientemente se alude a la competencia con el gran tiburón blanco, que acabaría imponiéndose como el mayor depredador marino desde entonces.

A) Comparación del tamaño de un ejemplar de Otodus megalodon (clasificado con el antiguo nombre Carcharocles megalodon) con el tamaño de un ser humano y de un ejemplar actual de tiburón blanco (Carcharodon carcharias). B) Reconstrucción de Otodus megalodon a tamaño natural (18 m de longitud). La imagen A es obra de Mary Parrish, ambas son propiedad de la Smithsonian Institution

Como habéis comprobado, la descripción sobre la biología y ecología del megalodón la he redactado empleando mayoritariamente el condicional. Esto es debido a que los únicos restos fósiles que, de momento, tenemos de esta especie son dientes y vértebras, no se ha encontrado un esqueleto completo. O son evidencias indirectas, como las marcas de sus mordeduras preservadas en los fósiles de sus presas. Por este motivo, los cálculos sobre su tamaño, su forma o su hábitat son estimaciones, muchas veces realizadas a partir de la comparación con otros tiburones recientes que se consideran sus parientes más cercanos. Y, aunque esto es muy habitual en Geología y convierte a la investigación en esta ciencia en algo apasionante y divertido, con constantes cambios en la información que tenemos sobre las especies extintas, muchas veces se convierte en un arma de doble filo dando pie a bulos e ideas fantásticas entre la población. Sobre todo, si existen películas con más ficción que ciencia que puedan ser tomadas como base para la especulación.

Diente fósil de Otodus megalodon del Mioceno, encontrado en el desierto de Atacama, Chile. Imagen:   Lonfat / Wikimedia CommonsExtinto, el megalodón está extinto

Así, mucha gente cree que este enorme tiburón puede seguir vivo en los fondos oceánicos, a miles de metros de profundidad, aludiendo a que aún no conocemos todos los organismos que habitan es estas zonas abisales. Y, aunque esta última aseveración es cierta, en el caso del gran escualo es algo totalmente imposible. Como hemos visto, el megalodón no podría soportar la presión de la columna de agua, no habitaba en aguas tan frías como las que encontramos en zonas tan profundas y, además, tendría que acercarse al litoral para reproducirse y alimentarse, además de que no hay restos de su existencia en el registro fósil más moderno de hace unos 3,6 millones de años. ¿De verdad creéis que, si un tiburón de más de 18 m de largo y 50 toneladas de peso llegara a áreas costeras para devorar enormes ballenas u orcas por todo el mundo, no lo habíamos detectado ya? Vivimos en la era digital, con multitud de satélites, boyas oceánicas, barcos navegando continuamente por el mar y todo el mundo con un teléfono móvil en el bolsillo. Si un tiburón de este tamaño estuviera por ahí fuera, tendríamos miles de evidencias circulando por las redes sociales.

En estos casos, hay que tener espíritu crítico y sentido común. Las películas, junto con la novela en la que se basan, son mera ficción que buscan nuestro divertimento, en ningún momento pueden ser tomadas como un documento científico. Al igual que no nos creemos la existencia de un gigantesco tiburón mecanizado capaz de comerse un avión durante su vuelo, tampoco podemos creernos la existencia de un tiburón extinto oculto durante millones de años en las aguas abisales que, de repente, decide comportarse como lo hizo mientras vivió y acercarse a una zona costera a devorar bañistas como si no hubiese un mañana. Por mucho que nos gustase ver, mejor de lejos que de cerca, a estas enormes criaturas extintas, debemos recordar que están, pues eso, extintas.

Agradecimientos:

Quiero dar las gracias a mi colega Jone Mendicoa por aportarme la idea para escribir este artículo y a la iniciativa “Cazabulos”, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), por darme la oportunidad de crear un pequeño vídeo sobre este tema.

Referencias:

Cooper, J.A., Hutchinson, J.R., Bernvi, D.C., Cliff, G., Wilson, R.P., Dicken, M.L., Menzel, J., Wroe, S., Pirlo, J., Pimiento, C. (2022) The extinct shark Otodus megalodon was a transoceanic superpredator: Inferences from 3D modeling. Science Advances  doi: 10.1126/sciadv.abm9424

Ferrón, H. (2019) Megalodón, un tiburón extinto de sangre caliente. ¡Fundamental! 32, 1-46.

Sternes, P.C., Jambura, P.L., Türtscher, J., Kriwet, J., Siversson, M., Feichtinger, I., Naylor, G.J.P., Summers, A.P., Maisey, J.G., Tomita, T., Moyer, J.K., Higham, T.E., da Silva, J.P.C.B., Bornatowski, H., Long, D.J., Perez, V.J., Collareta, A., Underwood, C., Ward, D.J., Vullo, R., González-Barba, G., Maisch, H.M. IV, Griffiths, M.L., Becker, M.A., Wood, J.J., Shimada, K. (2024) White shark comparison reveals a slender body for the extinct megatooth shark, Otodus megalodon (Lamniformes: Otodontidae) Palaeontologia Electronica doi: 10.26879/1345

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 Megalodón, el tiburón extinto que alimenta nuestra imaginación se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Euskadiko hegazti habiagileen atlasa 2023ko urrian aurkeztu zen. Atlas hori gure lurraldean kumatzen diren hegazti espezie guztien inguruko informazio xehea ematen duen azterlan erraldoia da.

Irudia: “Euskadiko hegazti habiagileen atlasa“ liburuaren azala. (Iturria: Aranzadi Zientzia Elkartea)

Atlas hau sortzeko proiektua 2016. urtean abiatu zen, eta bere helburua izan da Euskal Autonomia Erkidegoan ugaltzen diren hegazti espezieen distribuzio zehatza izatea, banaketa-mapekin eta ugaritasun-datuekin batera. Orotara 180 hegazti-espezieren datuak jaso dira, horien artean 175 espezie autoktono eta 5 exotiko. Espezie bakoitzaren kasuan, bere egoera eta banaketa aztertu da eta kontserbaziorako neurri posibleak ere aipatu dira. Gainera, 3 motatako mapak sortu dira, datu nahikoa zeukaten espezie guztietan: presentzia mapak, ugaritasun mapak (edo banaketa modelizatuarenak) eta joera historikoarenak. Bukatzeko, espezie gehienetan populazioaren estima bat ere egin da, gure lurraldean lehenengoz.

Proiektuaren koordinazio orokorra Aranzadi Zientzia Elkarteak egin zuen, eta hainbat ornitologo eta txorizalek ere hartu zuten parte bolondres moduan. Bestetik, atlasak 192 ilustrazio eder ere biltzen ditu, Alex Mascarell artista katalanak eginak.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Euskadiko hegazti habiagileen atlasa
• Egilea: Aranzadi Zientzia Elkartea
• Ilustrazailea: Alex Mascarell
• Argitaletxea: Aranzadi Zientzia Elkartea
• Hizkuntza: Euskara/gaztelania
• Orrialdeak: 475
• ISBNa: 978-84-17713-87-4
• Urtea: 2023

Iturria:

Aranzadi Zientzia Elkartea: Euskadiko hegazti habiagileen atlasa.

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El título de este artículo corresponde al cuento corto Paul Bunyan versus the conveyor belt del escritor norteamericano William Hazlett Upson (1891-1975). Vamos a reproducirlo al completo, analizando las propiedades de las sucesivas transformaciones de la cinta transportadora a la que se refiere el título.

Una cinta transportadora minera. Foto: Peter Herrmann / Unsplash

 

Esta cinta transportadora es una banda de Möbius

Uno de los éxitos más brillantes de Paul Bunyan no se debió a un pensamiento brillante, sino a su cautela y cuidado. Fue el famoso asunto de la cinta transportadora.

Paul y su mecánico, Ford Fordsen, habían empezado a trabajar en una mina de uranio en Colorado. El mineral se extraía a través de una cinta sin fin que recorría media milla entrando en la mina y otra media milla saliendo, lo que daba una longitud total de una milla. Tenía cuatro pies de ancho. Se movía sobre una serie de rodillos y era impulsada por una polea montada en la transmisión del gran camión azul de Paul, «Babe». Los fabricantes de la correa la habían hecho de una sola pieza, sin empalmes ni cordones, y habían puesto una media vuelta en la parte de retorno para que el desgaste fuera el mismo en ambos lados.

Por la descripción de esta cinta transportadora, vemos que se trata de una cinta de Möbius. Esta denominación de “cinta sin fin” es la que el artista suizo Max Bill (1908-1994) utilizó para nombrar sus magníficas esculturas en forma de banda de Möbius: “Unendliche Schleife”.

Aunque se alude a que “el desgaste fuera el mismo en ambos lados”, recordemos que una banda de Möbius solo posee una cara. La ventaja de la cinta transportadora del cuento es que duraría más (el doble) que una cilíndrica de la misma longitud y anchura. En efecto, el lado interior de una cinta cilíndrica no se usaría, y por lo tanto no se desgastaría.

Tras varios meses de funcionamiento, la galería de la mina era el doble de larga, pero la cantidad de material que salía era menor. Paul decidió que necesitaba una cinta el doble de larga y la mitad de ancha. Le dijo a Ford Fordsen que cogiera su motosierra y cortara la cinta en dos a lo largo.

“Así tendremos dos correas”, dijo Ford Fordsen. “Tendremos que cortarlas en dos transversalmente y unirlas. Eso significa que tendré que ir a la ciudad a comprar los materiales para dos empalmes”.

“No”, dijo Paul. Esta cinta tiene una media torsión, lo que en geometría se conoce como banda de Möbius«.

“¿Qué más da?», preguntó Ford Fordsen.

“Una banda de Möbius, dijo Paul Bunyan, sólo tiene un lado y un borde, y si la cortamos en dos longitudinalmente, seguirá siendo de una sola pieza. Tendremos una cinta el doble de larga y la mitad de ancha”.

“¿Cómo se puede cortar algo en dos y que siga siendo de una pieza?», preguntó Ford Fordsen.

Paul era modesto. Nunca fue obstinado. “Vamos a probarlo», dijo.

Entraron en el despacho de Paul. Paul cogió una tira de papel engomado de unas dos pulgadas de ancho y una yarda de largo. La colocó sobre el escritorio con el lado engomado hacia arriba. Levantó los dos extremos y los juntó delante de él con los lados engomados hacia abajo. Luego dio la vuelta a uno de los extremos, lo lamió, lo deslizó bajo el otro extremo y pegó los dos lados engomados. Se había hecho una cinta de papel sin fin con una media vuelta, igual que la cinta grande del transportador.

“Esto», dijo Paul, «es una banda de Möbius. Funcionará tal y como he dicho, eso espero».

Paul cogió unas tijeras, clavó la punta en el centro del papel y cortó la tira en dos a lo largo. Cuando terminó, tenía una tira el doble de larga, la mitad de ancha y con una doble torsión.

Cortando una cinta de Möbius por la mitad.

 

En efecto, cuando se corta una cinta de Möbius longitudinalmente por la mitad, se obtiene una nueva cinta, pero no es de Möbius sino cilíndrica; basta con comprobar que posee dos caras. Como indica Upson, posee una doble torsión que corresponde a la suma de las dos “medias vueltas” de la mitad superior y la mitad inferior de la cinta original.

De este modo, Paul consigue una cinta el doble de larga para llegar al material más alejado de la mina. Pero posee dos caras, así que uno de los lados quedará inutilizado… No es la solución óptima.

Dos apuestas ruinosas

Ford Fordsen quedó convencido. Salió y empezó a cortar la cinta grande en dos. Y, en ese momento, llegó un hombre llamado Loud Mouth Johnson para ver cómo iba la empresa de Paul, y para ofrecer cualquier crítica destructiva que se le ocurriera. Loud Mouth Johnson, que era el fanfarrón público número uno, encontró muchos motivos de queja.

“Si cortas esa cinta en dos a lo largo, tendrás dos cintas, cada una de la misma longitud que la cinta original, pero sólo la mitad de ancha».

“No», dijo Ford Fordsen, «ésta es una cinta muy especial conocida como banda de Möbius. Si la corto en dos longitudinalmente, obtendré una cinta el doble de larga y la mitad de ancha».

“¿Quieres apostar?», dijo Loud Mouth Johnson. “Claro», dijo Ford Fordsen.

Apostaron mil dólares. Y, por supuesto, ganó Ford Fordsen. Loud Mouth Johnson quedó tan asombrado que se escabulló y permaneció alejado durante seis meses.

Al cabo de algún tiempo, la mina se hizo más profunda y no quedó más remedio que volver a cortar la cinta transportadora…

Cuando finalmente regresó, encontró a Paul Bunyan empezando a cortar el cinturón en dos a lo largo por segunda vez.

“¿Cuál es la idea?», preguntó Loud Mouth Johnson.

Paul Bunyan respondió: «El túnel ha avanzado mucho más y el material que sale no es tan voluminoso como antes. Así que estoy alargando de nuevo la cinta y haciéndola más estrecha”.

¿Dónde está Ford Fordsen?

Paul Bunyan dijo: «Le he enviado a la ciudad a por materiales para empalmar la cinta. Cuando termine de cortarla en dos a lo largo, tendré dos cinturones de la misma longitud, pero sólo la mitad de ancho que éste. Así que tendré que hacer algunos empalmes».

Loud Mouth Johnson apenas podía creer lo que oía. Aquí tenía la oportunidad de recuperar sus mil dólares y dejar en evidencia a Paul Bunyan como un bobo más. Escucha, dijo Loud Mouth Johnson, cuando acabes sólo te quedará una cinta el doble de larga y la mitad de ancha».

¿Quieres apostar?

Claro.

Así que apostaron mil dólares y, por supuesto, Loud Mouth Johnson volvió a perder. No es que Paul Bunyan fuera brillante. Es que era metódico. Lo había probado con aquella tira de papel engomado, y sabía que la segunda vez que cortas una banda de Möbius obtienes dos piezas, unidas entre sí como una cadena de reloj antigua.

Recordemos que, tras el primer corte, la cinta era cilíndrica, y al dividir un cilindro en dos longitudinalmente, se obtienen dos cilindros. En este caso, esos cilindros están enlazados porque la cinta posee (en este momento) dos semigiros. Para comprobarlo, lo mejor es repetir el experimento de Paul y contar cuantas caras tiene cada una de estas piezas.

En realidad, Paul no ha usado la mejor estrategia posible. En ambas ocasiones debería haber cortado la cinta transversalmente para obtener un rectángulo, después debería haber cortado este rectángulo longitudinalmente por la mitad y, finalmente, debería haber soldado los dos lados más cortos tras aplicar en uno de ellos una semivuelta. Así, habrían conseguido una cinta el doble de larga y que seguiría siendo de Möbius. Es decir, su única cara serviría para transportar el material de la mina, y duraría más…

Nota final

Las cintas transportadoras de Möbius se utilizan realmente. En 1957, James O. Trinkle, obtuvo la patente estadounidense 2,784,834 por una transportadora para material caliente. Trinkle trabajaba en la empresa BF Goodrich e inventó esta cinta de Möbius para transportar cenizas o arena de fundición… y se construyó.

Patente de “Conveyor for hot material”.

 

Referencias

• Paul Bunyan versus the Conveyor Belt, The Open University
• Hazlett W. Upson, Paul Bunyan versus the conveyor belt, John Murray Publishers, 1960

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 Paul Bunyan frente la cinta transportadora se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Marta Bueno Saz

Film bat ikusten dugunean, gogoan al dugu soinu-bandaren konpositorea? Gogoan al dugu zientzia fikziozko filmetako soinu-efektu bereizgarrien egilea? Zinemaren historia, emakumezko aktoreak alde batera utzita, gizonek egina dela saldu digute; historia hori ere gizonek idatzia da. Hala ere, hainbat emakumezko zuzendari, gidoilari, kamera-operadore, konpositore eta abarrek asko lagundu zuten zinemaren industria garatzen. Konpositore horien artean, zientzia fikziozko filmetarako soinu-bandak egiten zituztenak benetan apurtzaileak izan ziren, ezarritako mugak gainditu zituzten eta orkestra-moldaketa tradizionalen arauak hautsi zituzten.

Zinemarako musika elektronikoaren lehen konposizioa

Zinema mutua zenean, aretoetan beti egoten zen norbait soinu-banda baten antzeko zerbait jotzen. Ohikoena piano-musika zen. Horien artean, emakume asko egon ziren. Aitzindari horietako batzuek ez zituzten akonpainamenduko piezak soilik jotzen; aldiz, irudia eta soinua sinkronizatzeko metodoak konposatu eta asmatzen zituzten. Emakumeok mota guztietako filmei jartzen zieten musika: garaiko melodramak, beldurrezko, fantasiazko edo zientzia fikziozko istorioak… Azken genero horretan, 1950eko hamarkadan hasi ziren film horietarako berariaz pentsatutako soinuak.

1. irudia: lehen soinu-banda elektronikoa Forbidden Planet obrarena izan zen 1956an. (Argazkia: Forbidden Planet pelikularen kartela – domeinu publikoko irudia. Iturria: Wikimedia Commons)

Zinemaren historiari begiratzen badiogu, ikusiko dugu lehen soinu-banda elektronikoa Planeta prohibido (Forbidden Planet, 1956) obrarena izan zela. Bebe ameslariak (Charlotte May Wind, 1925-2008) eta haren senar Louis Barronek (1920-1989) film komertzial baterako lehen partitura guztiz elektroniko hori sortu zuten, «zientzia fikziozko soinu-efektuak» terminoa erabiltzen hasi baino askoz lehenago.

Planeta prohibido filmaren soinu-banda egiteko, begiztako grabagailuak, eraztun-modulagailuak, osziladore elektronikoak, malguki bidezko islagailuak (reverbs) eta Manhattanen eskuz egindako tresna elektroakustikoz beteta zuten apartamentu txiki bat behar izan zituzten. «Ez dakit nola funtzionatu genuen halako askatasunaz… Benetan, ez dakit. Musika elektronikoak ez zuen araurik ez historiarik izan ordura arte», esan zuen Bebek 1997ko elkarrizketa batean.

1950eko eta 1960ko hamarkadetan, zinema esperimentalerako eta arte-filmetarako konposatzen jarraitu zuen, John Cagekin kasete-zintak mozten, eta soinu-banda zinematografikoen historian eragin handiena izan zuen pertsonetako bat dela esaten da.

Gaur egun normalak iruditzen zaizkigu efektu horiek zientzia fikzioaren testuinguruan, baina bere garaian zalantzan jarri ziren. Planeta prohibido filmaren kredituetan Electronic Music by Louis and Bebe Barron esaldia agertu beharko litzateke, baina American Federation of Musicians elkartearen ustez hori ez zen benetako musika eta Electronic Tonalities hitzak jarri behar izan zituzten horren ordez. Musikarien sindikatuak ez zituen Barron senar-emazteak onartu eta, ondorioz, Oscar sariak eta antzekoak eskuratzeko aukera itxi zien.

Planeta prohibido filmaren soinua estereoan eman zen, benetan ezohikoa 1950eko zinema-aretoetan. Bebek berak esaten zuenez, ikusleak hainbeste hunkitzen ziren, ezen soinu efektu bakoitza txalotzen baitzuten. Halaxe finkatu zen musika elektronikoaren eta zientzia-fikzioaren arteko lotura, zinemaren historia osorako.

Daphne Oram eta haren soinu beldurgarriak

Daphne Oram (1925-2003) Ingalaterrako herri txiki batean jaio zen. Haurra eta gaztetxoa zela, pianoa eta konposizioa ikasi zituen, eta bere anaiari irratiko transmisoreak eta hargailuak eraikitzen lagundu zion. 17 urte zituela, plaza bat eskaini zioten Royal College of Music eskolan; benetan zaila zen erakunde ospetsu horretara sartzea. Uko egin zion plazari, BBCn soinu ingeniari gisa lan egiteko. Interes handiagoa zuen makinetan musika tradizionalean baino. RTFra (Frantziako irrati-telebista publikoa) egindako bisitaldi profesional batean, Daphnek Pierre Schaeffer ezagutu zuen, musika zehatzaren aita.

Harrezkero, musika elektronikoa sortzen aritu zen, nahaste-mahaiak, osziladoreak eta bere sintetizadorea (Oramics delakoa) erabiliz. Tresna horren bidez, marrazkiak soinu bihurtzen zituen teknika bat asmatu zuen. Soinua sintetizatzeko modu hori musika egiteko metodo bat zen: paperean jarritako sinbolo-alfabeto batez elikatzen da makina bat, zeinak gero soinu-efektuak sintetizatzen dituen zinta elektroniko batean. Horregatik, musika-tresna elektroniko bat diseinatu eta eraiki zuen lehen emakumetzat jotzen da (halaber, estudio elektroniko bat modu independentean sortu zuen lehen emakumea izan zen). Batez ere telebistan eta irratian egin zuen lan zientzia-fikzioaren arloan.

2. irudia: Daphne Oram musika-tresna elektroniko bat diseinatu eta eraiki zuen lehen emakumetzat jotzen da. (Argazkia: Paul Downey – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: Flickr.com)

BBCn zegoenean, Daphne estudio-ingeniari junior moduan hasi zen (gaur egun grabazio-estudio bateko bekadun batek egiten duenaren antzekoa), eta musika-estudioko kudeatzaile izatera iritsi zen. Orduan utzi zuen argi BBCn musika elektronikoaren ikuspegia zabaltzeko zuen gogoa.

Agian Daphne Britainia Handiko musika elektronikoaren amabitxia dela esan beharko genuke. BBCko soinu-efektuen irrati-tailerreko lehen soinu-ingeniaria eta zuzendaria izan zen 1958an, musika elektronikoa hastapenetan zegoen garai batean. Oramen estiloa musika zaratatsu goiztiar, minimalista, abstraktu eta drone ambiental modernoaren aitzindari gisa deskribatu izan da. «Nire lanean ez naiz arduratzen orkestra-soinuak sintetizatzeaz, halako soinuak egiteko orkestra bikainak ditugu. Musikalak diren soinu berriak egitea interesatzen zait niri».

Delia Derbyshire eta Doctor Who

Musika elektronikoaren aitzindari Delia Derbyshire (1937-2001) 1963an Doctor Who programaren abestia egiteagatik da ezaguna; programa hori gaur egun ere ematen da, eta gaurkotasuneko bira bikainak ditu. Sirena-burrunba-burrunba-eeee doinu gogoangarri hori telebistako saio batean erabilitako lehen partitura elektroniko bihurtu zen.

Musikari bakar baten laguntzarik gabe, zati bakoitza arreta handiz sortu zuen zinta monofoniko batean, zenbait teknika erabiliz: iragazitako zarata zuriaren sorgailuak, eskuz doitutako seinale-osziladoreak eta «wobbulator» zeritzon makina bat (sirenaren soinua ez da theremin bat, askok uste duten bezala). BBCren irrati-tailerrean hasi zenean, halaber, Deliak irratirako musika elektronikoa eta abangoardiako ehunka film, dokumental eta telebistako aurkezpenetarako soinu-bandak konposatzen zituen. Haren soinu liburutegiak bidea zabaldu zuen lehenengo zaleekin lankidetzak egiteko, Pink Floyd, Yoko Ono, Brian Jones eta The Beatles rock musikariekin, esaterako.

Delia beti bizi izan zen lekuan, oso ohikoa zen alarma-sirenak entzutea eta, beraz, Bigarren Mundu Gerrako soinuekin liluratuta hazi zen. Unibertsitatean, musikan eta matematikan graduatu zen. Beberi eta Daphneri bezalaxe, berdin interesatzen zitzaizkion artea eta zientzia. Soinu-ingeniaria izan nahi nuen, ez interpretea, nahiz eta azken hori hautu errazagoa izango zen 1950eko hamarkadan.

Bere prestakuntza akademikoa amaitu zuenean, Decca Records grabazio-estudioetan lan bat lortu nahi izan zuen, baina emakumerik ez zutela kontratatzen esan zioten. Diru pixka bat irabazteko, musikako eta matematikako eskolak ematen aritu zen bolada batez, baita publizitate musikaleko gaiak lantzen ere. 1960ko hamarkadan, BBCn sartzea lortu zuen; han, irrati-tailerra zegoela jakin eta horretan lana eskatu zuen. Soinu-efektuei buruzko lehen sailetako bat izan zen telebistan. BBCko soinu ingeniari, konpositore, ekoizle eta exekutibo talde bati esker sortu zen, eta tartean zen Daphne Oram. Deliari deigarriak iruditzen zitzaizkion makinak eta teknologia, baina baita eguneroko bizitzako soinuak ere. Naturako eta hiri-inguruneko edo etxeko soinu asko grabatzen zituen eta, gero, efektu bitxiak lortzeko manipulatzen zituen.

Hura gabe ez zen existituko telebistako zientzia-fikzioaren historiako soinu-bandarik ospetsuena: Doctor Who. Nahiz eta Doctor Who telesaileko kredituetako partitura Ron Grainerena izan (BBCrentzat lan egiten zuen australiar konpositore bat), Deliak eman zion forma. Ronek melodiaren oinarrizko notak idatzi zituen orrialde batean eta Portugaldik bidali zuen, han bizi baitzen, eta lan guztia BBCren irrati-tailerrari utzi zion. Deliak gogo biziz hartu zuen enkargua, halako partitura labur batek askatasuna ematen ziolako berak nahi zuena sortzeko. Ron Grainer harrituta geratu zen abestia lehen aldiz entzun zuenean, eta kredituetan bien izena agertzeko eskatu zion BBCri, berak ez zuelako gauza handirik egin. BBCk uko egin zion eskaerari, konpositoreak kreditu-tituluetan sartzeko moduari buruzko barne-politikekin lotutako arrazoiak zirela medio.

3. irudia: musikari elektroniko ezagunenetako batzuek Delia Derbyshire beren eragin handienetariko bat dela aipatzen dute. (Argazkia: 360Libre – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

1960ko hamarkadan, oraindik ere BBCn lanean ari zela, Deliak Unit Delta Plus taldea sortu zuen, musika elektronikoa egin eta sustatzeko. Hainbat abesti grabatu eta musika elektronikoko eta esperimentaleko jaialdi batzuetan jo zuten. Inoiz ez zion utzi musika egiteari, baina 1970eko hamarkadaren eta 2000. urtearen artean ez zuen ia ezer argitaratu. 2001ean, denbora-tarte labur batez itzuli zen eremu publikora, baina alkoholismoak zeharo kontsumituta zegoen eta urte horretan bertan hil zen, giltzurruneko gutxiegitasun baten ondorioz. Haren ondarea ez da zientzia fikzioarentzat soilik garrantzitsua: musikari elektroniko ezagunenetako batzuek, esaterako, Aphex Twin, Chemical Brothers eta Orbital artistek, beren eragin handienetariko bat dela aipatzen dute.

Wendy Carlos eta Tron

Wendy Carlos (1939) musikagile mitiko bat dela esan dezakegu egin dituen lanak kontuan hartuta. Filmetan egindako lana, Stanley Kubrickekin La naranja mecánica (1971) eta El resplandor ( 1980), edo 1968an egindako Switched-On Bach album arrakastatsua, bere lankidetzarekin sortutako Moog sintetizagailua erabiliz interpretatutako Johann Sebastian Bachen musika-album bat. Baita Prokofieven Pedro eta otsoa obraren egokitzapen bat. Carlosek egindako lana gutxienez ikonikoa dela esan daiteke. Baina, beharbada, haren lanetan interesgarriena Disneyren 1982ko Tron film epikorako egindako partitura da; horretan, aukera izan zuen musika elektronikoaren eta orkestra baten arteko konbinazioarekin esperimentatzeko, eta nahasketa hori ezin hobea izan zen pertsona bat mundu errealetik ordenagailu barrura igarotzen den film baterako. Carlosek ordenagailu-programa berriak ere egin zituen partituraren eskariei aurre egiteko; zehazki, orkestraren grabazio-saio laburren ondoriozko musikak behar zuena baino kalitate txikiagoa zuelako. Hala ere, Tron filmerako egin zuen partitura bi elementuen sintesi zoragarri bat da, abesti sotil eta delikatu bat izanik.

Ez da kasualitatea Tron obraren bi filmen zatirik gogoratuenek gure artistaren akordeak izatea.

Bob Moogekin aritu zen lanean, bere lehen sistema modularrak garatzen zituen bitartean. Haren ekarpenik eta jarraibiderik izan ez balu (Brown unibertsitateko fisikako eta musikako titulua zuen), agian Moogen sistema modularrak ez lirateke inoiz gaur diren ikonoa bihurtuko. Wendik hiru Grammy lortu zituen Switched-on Bach lanari esker. Geroago, La naranja mecánica, El resplandor eta Tron filmetako soinu-bandatan izandako arrakastagatik goraipatu zuten. Wendy, musika elektronikoaren munduko lehen egile harrigarrietako bat izateaz gain, transgenero zela plazaratu zuen lehen ezagunetako bat izan zen.

Hauez gain, askoz ere emakume gehiagok egin dituzte ekarpenak zinemaren historian, baita emakumezko aktore askok ere, eta ezkutatu eta isilarazi egin dituzte. Gaur egun, gaiari buruzko askotariko liburuetan aurki ditzakegu, esaterako, Felicity Wilcoxen Música de mujeres para la pantalla lanean. Baita Feminatronic eta antzeko webguneetan ere.

Eta Female Pressure atarian, zeinetan musika eta soinu-efektuen ehunka sortzaile zerrendatzen diren. Horrez gain, barne hartzen ditu arloko hainbat sortzaile ospetsuren (besteak beste, Pauline Oliveros, Éliane Radigue eta Laurie Spiegel, bai eta Pharmakon, Mica Levi eta Maya Jane Coles iritsi berriak ere) ekipamenduak, irudiak, istorio iradokitzaileak eta genero elektroniko berrien sorrera.

Emakume horiek guztiak ikusita, agerian geratzen da oraindik ere joera jakin bat errotuta dagoela filmen soinu-banden egiletzari buruz, eta sormena, zientzia eta artea gizonen gauza direlako uste okerra dagoela. Zientzia-fikzioaren arloko emakumeek ere ikertzen dute, idazten dute, efektuak sortzen dituzte, musika egiten dute eta filmak zuzentzen dituzte, baita bere identitatearen bila dabilen estralurtarren bat interpretatu ere, Under the skin filmean, adibidez.

Erreferentziak

• Brigden, C. (2018). 10 Great Film Scores By Female Composers. Film School Rejects, 2018ko otsailak 23
• Landeau, S. (2016). InSound: 4 Women Who Pioneered Electronic Music. Adorama, 2016ko urriak 11
  
• Wilcox, F. (2021). Women’s Music for the Screen: Diverse Narratives in Sound. Routledge

Egileaz:

Marta Bueno Saz (@MartaBueno86G) Salamancako Unibertsitatean lizentziatu zen Fisikan eta Pedagogian graduatu. Gaur egun, neurozientzien arloan ari da ikertzen.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2022ko ekainaren 7an: Mujeres de ciencia… ficción.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

 

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Un grupo de destacados biólogos y filósofos ha anunciado anunció un nuevo consenso: existe “una posibilidad realista” de que insectos, pulpos, crustáceos, peces y otros animales pasados por alto experimenten consciencia.

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

¿Qué pasa por la mente de una abeja? Existe «una posibilidad realista» de consciencia, según una nueva declaración. Foto: Dmitry Grigoriev / Unsplash

En 2022, investigadores del Laboratorio de Ecología Sensorial y del Comportamiento de las Abejas de la Universidad Queen Mary de Londres observaron que los abejorros hacían algo notable: las diminutas y peludas criaturas participaban en una actividad que solo podía describirse como juego. Cuando les daban pequeñas bolas de madera las abejas las empujaban de un lado a otro y las hacían girar. El comportamiento no tenía una conexión obvia con el apareamiento o la supervivencia, ni era recompensado por los científicos. Al parecer, era sólo por diversión.

El estudio sobre las abejas juguetonas es parte de un conjunto de investigaciones que un grupo de destacados estudiosos de las mentes animales ha citado, apuntalando una nueva declaración que extiende el apoyo científico a la existencia de la consciencia a un conjunto más amplio de animales del que se había reconocido formalmente antes. Durante décadas, ha habido un amplio acuerdo entre los científicos en que los animales similares a nosotros (los grandes simios, por ejemplo) tienen experiencia consciente, incluso si su consciencia difiere de la nuestra. Sin embargo, en los últimos años, los investigadores han comenzado a reconocer que la consciencia también puede estar muy extendida entre animales que son muy diferentes a nosotros, incluidos los invertebrados con sistemas nerviosos completamente diferentes y mucho más simples.

La nueva declaración, firmada por biólogos y filósofos, adopta formalmente ese punto de vista. Dice, en parte: «La evidencia empírica indica al menos una posibilidad realista de experiencia consciente en todos los vertebrados (incluidos todos los reptiles, anfibios y peces) y muchos invertebrados (incluidos, como mínimo, moluscos cefalópodos, crustáceos decápodos e insectos)». Inspirado en hallazgos de investigaciones recientes que describen comportamientos cognitivos complejos en estos y otros animales, el documento representa un nuevo consenso y sugiere que los investigadores pueden haber sobreestimado el grado de complejidad neuronal necesaria para la consciencia.

La Declaración de Nueva York sobre la Conciencia Animal de cuatro párrafos se dio a conocer el 19 de abril en una conferencia de un día llamada “La ciencia emergente de la conciencia animal” que se ha celebrado en la Universidad de Nueva York. Encabezada por la filósofa y científica cognitiva Kristin Andrews de la Universidad de York en Ontario, el filósofo y científico medioambiental Jeff Sebo de la Universidad de Nueva York y el filósofo Jonathan Birch de la Escuela de Economía y Ciencias Políticas de Londres, la declaración ha sido firmada hasta ahora por 39 investigadores, entre ellos los psicólogos Nicola Clayton e Irene Pepperberg, los neurocientíficos Anil Seth y Christof Koch, el zoólogo Lars Chittka y los filósofos David Chalmers y Peter Godfrey-Smith.

La declaración se centra en el tipo más básico de consciencia, conocida como consciencia fenoménica. En términos generales, si una criatura tiene una conciencia fenoménica, entonces ser esa criatura es “como algo”, una idea enunciada por el filósofo Thomas Nagel en su influyente ensayo de 1974, “¿Cómo es ser un murciélago?” Incluso si una criatura es muy diferente de nosotros, escribió Nagel, “fundamentalmente un organismo tiene estados mentales conscientes si y solo si hay algo que se asemeja a ser ese organismo. … Podemos llamar a esto el carácter subjetivo de la experiencia”. Si una criatura es fenoménicamente consciente tiene la capacidad de experimentar sentimientos como dolor, placer o hambre, pero no necesariamente estados mentales más complejos como la autoconsciencia.

«Espero que la declaración [consiga que se preste] mayor atención a las cuestiones de la consciencia no humana y a los desafíos éticos que acompañan a la posibilidad de experiencias conscientes mucho más allá de lo humano», escribe Seth, neurocientífico de la Universidad de Sussex, en un correo electrónico. «Espero que genere debate, informe las políticas y prácticas en materia de bienestar animal y genere una comprensión y apreciación de que tenemos mucho más en común con otros animales que con cosas como ChatGPT».

Una consciencia creciente

La declaración comenzó a tomar forma el otoño pasado, como consecuencia de conversaciones entre Sebo, Andrews y Birch. «Los tres estábamos hablando de todo lo que ha sucedido en los últimos 10 años, en los últimos 15 años, en la ciencia de la consciencia animal», recuerda Sebo. Ahora sabemos, por ejemplo, que los pulpos sienten dolor y las sepias recuerdan detalles de acontecimientos pasados específicos. Estudios en peces han encontrado que los lábridos limpiadores parecen pasar una versión de la “prueba del espejo”, que indica un grado de autorreconocimiento, y que el pez cebra muestra signos de curiosidad. En el mundo de los insectos, las abejas muestran un aparente comportamiento de juego, mientras que las moscas de la fruta Drosophila tienen distintos patrones de sueño influenciados por su entorno social. Mientras tanto, los cangrejos de río muestran estados similares a los de la ansiedad, y esos estados pueden alterarse con medicamentos ansiolíticos.

Después de reflexionar sobre investigaciones recientes sobre diversas mentes animales, Jeff Sebo, Kristin Andrews y Jonathan Birch (de izquierda a derecha) decidieron organizar a científicos y filósofos para firmar una declaración que extienda la consciencia a más animales. Fotos, de izquierda a derecha: Kate Reeder; Ben Wulf; María Moore/LSE

Estos y otros signos de estados conscientes en animales que durante mucho tiempo habían sido considerados menos que conscientes entusiasmaron y desafiaron a biólogos, científicos cognitivos y filósofos de la mente. «Mucha gente acepta desde hace tiempo que, por ejemplo, los mamíferos y las aves son conscientes o es muy probable que lo sean, pero se ha prestado menos atención a otros taxones de vertebrados y especialmente de invertebrados», explica Sebo. En conversaciones y reuniones, los expertos coincidían en gran medida en que estos animales deben tener consciencia. Sin embargo, este consenso recién formado no se comunicaba al público en general, incluidos otros científicos y formuladores de políticas. Así que los tres investigadores decidieron redactar una declaración clara y concisa y hacerla circular entre sus colegas para que la aprobaran. La declaración no pretende ser exhaustiva sino más bien “señalar dónde creemos que está el campo ahora y hacia dónde se dirige”, afirma Sebo.

La nueva declaración actualiza el esfuerzo más reciente para establecer un consenso científico sobre la consciencia animal. En 2012, los investigadores publicaron la Declaración de Cambridge sobre la Consciencia, que decía que una variedad de animales no humanos, incluidos, entre otros, mamíferos y aves, tienen «la capacidad de exhibir comportamientos intencionales» y que «los humanos no son los únicos en poseer los sustratos neurológicos que generan consciencia”.

La nueva declaración amplía el alcance de su predecesora y también está redactada de forma más cuidadosa, escribe Seth. «No intenta hacer ciencia por dictado, sino que enfatiza lo que debemos tomar en serio con respecto a la consciencia animal y la ética relevante dada la evidencia y las teorías que tenemos». Escribe que “no está a favor de avalanchas de cartas abiertas y cosas por el estilo”, pero que finalmente “llegó a la conclusión de que esta declaración merecía mucho ser apoyada”.

Godfrey-Smith, filósofo de la ciencia de la Universidad de Sydney que ha trabajado extensamente con pulpos, cree que los comportamientos complejos que exhiben estas criaturas (incluida la resolución de problemas, el uso de herramientas y el comportamiento de juego) solo pueden interpretarse como indicadores de consciencia. «Tienen esta conexión atenta con las cosas, con nosotros y con objetos novedosos que hace que sea muy difícil no pensar que están sucediendo muchas cosas dentro de ellos», dice. Señala que artículos recientes que analizan el dolor y los estados oníricos en pulpos y sepias «apuntan en la misma dirección… hacia que la experiencia sea una parte real de sus vidas».

Si bien muchos de los animales mencionados en la declaración tienen encéfalos y sistemas nerviosos muy diferentes a los de los humanos, los investigadores dicen que esto no tiene por qué ser una barrera para la consciencia. Por ejemplo, el cerebro de una abeja contiene solo alrededor de un millón de neuronas, en comparación con unos 86 mil millones en el caso de los humanos. Pero cada una de esas neuronas de abeja puede ser tan compleja estructuralmente como un roble. La red de conexiones que forman también es increíblemente densa, y cada neurona contacta quizás con otras 10.000 o 100.000. El sistema nervioso de un pulpo, por el contrario, es complejo en otros aspectos. Su organización está muy distribuida más que centralizada; un brazo cortado puede exhibir muchos de los comportamientos del animal intacto.

Investigaciones recientes sobre las mentes de los animales (incluidas las de cangrejos de río, pulpos, serpientes y peces) sugieren que la conciencia “puede existir en una arquitectura [neural] que parece completamente ajena” a la nuestra, afirma Peter Godfrey-Smith. Fotos, en el sentido de las agujas del reloj desde arriba a la izquierda: Svetlana123/iStock; Colin Marshal/Biosphoto/Science Source; MATTHIASRABBIONE/iStock; Jim Maley/iStockEl resultado, dice Andrews, es que «quizás no necesitemos tanto equipo como pensábamos» para alcanzar la consciencia. Señala, por ejemplo, que incluso una corteza cerebral (la capa externa del cerebro de los mamíferos, que se cree que desempeña un papel en la atención, la percepción, la memoria y otros aspectos clave de la consciencia) puede no ser necesaria para la consciencia fenoménica más simple a la que se refiere la declaración.

«Hubo un gran debate sobre si los peces son conscientes, y buena parte de él tuvo que ver con que carecían de las estructuras encefálicas que vemos en los mamíferos», explica. “Pero cuando nos fijamos en las aves, los reptiles y los anfibios, vemos que tienen estructuras encefálicas muy diferentes y diferentes presiones evolutivas y, sin embargo, estamos descubriendo que algunas de esas estructuras encefálicas realizan el mismo tipo de trabajo que realiza la corteza cerebral en los humanos.”

Godfrey-Smith está de acuerdo y señala que comportamientos indicativos de consciencia «pueden existir en una arquitectura que parece completamente ajena a la arquitectura de los vertebrados o humana».

Relaciones conscientes

Si bien la declaración tiene implicaciones para el tratamiento de los animales, y especialmente para la prevención del sufrimiento animal, Sebo señala que la atención debe ir más allá del dolor. No es suficiente que las personas eviten que los animales en cautiverio experimenten dolor e incomodidad corporal, afrima. «También tenemos que brindarles el tipo de enriquecimiento y oportunidades que les permitan expresar sus instintos y explorar sus entornos y participar en sistemas sociales y, por lo demás, ser el tipo de agentes complejos que son».

Pero las consecuencias de otorgar la etiqueta de “conscientes” a una gama más amplia de animales –particularmente animales cuyos intereses no estamos acostumbrados a considerar– no son sencillas. Por ejemplo, nuestra relación con los insectos puede ser «inevitablemente algo antagónica», dice Godfrey-Smith. Algunas plagas comen cultivos y los mosquitos pueden transmitir enfermedades. «La idea de que podríamos hacer las paces con los mosquitos es una idea muy diferente a la idea de que podríamos hacer las paces con los peces y los pulpos», afirma.

Del mismo modo, se presta poca atención al bienestar de insectos como Drosophila, que se utilizan ampliamente en la investigación biológica. «En la investigación pensamos en el bienestar del ganado y de los ratones, pero nunca pensamos en el bienestar de los insectos», dice Matilda Gibbons, que investiga las bases neuronales de la consciencia en la Universidad de Pensilvania y es firmante de la declaración.

Si bien los organismos científicos han creado algunos estándares para el tratamiento de ratones de laboratorio, no está claro si la nueva declaración conducirá a nuevos estándares para el tratamiento de los insectos. Pero los nuevos hallazgos científicos a veces desencadenan nuevas políticas. El Reino Unido, por ejemplo, ha promulgado una ley para aumentar la protección de los pulpos, cangrejos y langostas después de que un informe de la London School of Economics indicara que esos animales pueden experimentar dolor, angustia o daño.

Si bien la declaración no menciona la inteligencia artificial, la cuestión de la posible consciencia de la IA ha estado en la mente de los investigadores de la consciencia animal. «Es muy poco probable que los sistemas de inteligencia artificial actuales sean conscientes», afirma Sebo. Sin embargo, lo que ha aprendido sobre las mentes animales «me hace reflexionar y me hace querer abordar el tema con precaución y humildad».

Andrews espera que la declaración impulse más investigaciones sobre animales que a menudo se han pasado por alto, una medida que tiene el potencial de ampliar aún más nuestra concienciación sobre el alcance de la consciencia en el mundo animal. «Todos estos gusanos nematodos y moscas de la fruta que se encuentran en casi todas las universidades, estudiad la consciencia en ellos», exhorta. “Ya los tienes. Alguien en tu laboratorio necesitará un proyecto. Haz de ese proyecto un proyecto sobre la consciencia. ¡Imagina eso!»

 

El artículo original, Insects and Other Animals Have Consciousness, Experts Declare, se publicó el 19 de abril de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Los insectos y otros animales tienen consciencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

 Xabier Artaetxebarria

Gure inguruko edozein trenbide behatzen badugu, gehienetan errailen gainean katenaria dagoela ikusiko dugu: zutoinetatik zintzilik dagoen kable elektriko horren bitartez, behar duten energia lortzen dute trenek. Baina katenariaren instalazio eta mantenimenduak kostu ekonomiko esanguratsua duenez, trafiko handia duten trenbideetan baino ez du zentzurik. Hori dela eta, mundu osoko trenbideen erdia baino gutxiago daude elektrifikatuta. Orduan, zein energiarekin mugitzen dira trenak burdinbide horietan? Erantzuna erregai fosiletan dago, dieselean hain zuzen: mundu osoan asko dira funtzionatzeko diesela erretzen duten trenak, eta ondorioz gas kutsagarriak emititzen dituzte eta eragina dute klima-aldaketan.

Hori dela eta, Clean Hydrogen Partnership partzuergoak “Fuel Cell Hybrid PowerPack for Rail Application (FCH2RAIL)” proiektua finantzatzea erabaki zuen 2020an, Europar Batasunaren H2020 programaren bitartez. Proiektu honen helburu nagusia da sistema modular bat garatzea, erregai-pilak eta bateriak konbinatuz trenetan energia sortu eta metatzeko. Proiektuan hainbat enpresa eta erakundek hartzen dute parte, partzuergo moduan antolatuta: CAF, DLR, Toyota, RENFE, ADIF, CNH2, IP eta Stemmann-Technik. Proiektuaren zuzendaritza teknikoa CAF enpresaren ardura da eta 2021 urtetik 2024ra arteko iraupena izango du.

1.irudia: FCH2RAIL proiektuan erabilitako tren erakuslea Zaragozako CAFeko lantegian (Argazkia: CAF)CAFen hidrogenozko tren erakuslea

Proba errealak egin ahal izateko, tren erakusle bat sortu du CAFek. Trenaren oinarria RENFEren aldirietako Civia moduko hiru kotxeko tren bat da. Tren erakusle honen ezaugarri garrantzitsua da bi modu ezberdinetan funtzionatzeko gai dela: katenariarekin (elektrifikatuta dauden trenbideetan) edo hidrogenoarekin (katenariarik ez dagoenean). RENFEren treneko kotxeetako bat, erdikoa hain zuzen, guztiz eraldatu da bertan hidrogeno-deposituak, erregai-pilak, bateriak eta beharrezko gainerako ekipamendu berri guztia instalatzeko. Zehazki bi modulu, energia sortu eta gordetzekoak (powerpack izenekoak) instalatu dira kotxe honetan. Modulu horietako bakoitzak honako ekipamendua hau du:

• Hiru erregai-pila: Toyotak garatutako gailu elektrokimiko hauek energia elektrikoa sortzen dute hidrogenoa erregai hartuz. Diesel generadoreekin alderatuz, erregai-pilek ur-lurruna baino ez dute isurtzen atmosferara.
• Bateria sistema bat (ingelesez Onboard Energy Storage System, OESS): Sistema hau katenariaren bidez kargatu daiteke, hidrogeno-beharrak murrizteko. Gainera, hibridazio-algoritmoen bitartez erregai-pilekin konbinatuz, hainbat abantaila eskaintzen ditu:
  1. Erregai-pilen potentzia osatu dezake une jakinetan, instalatu beharreko erregai-pilen kopurua gutxitzeko.
  2. Galgatzean sortzen den energia elektrikoa baliatzea ahalbidetzen du.
  3. Erregai-pilek uneoro ematen duten potentzia optimizatzea ahalbidetzen du, soberako potentzia xurgatuz edo falta dena eskainiz. Horrela, hidrogeno-kontsumoa gutxitzea lortu daiteke.

• DC/DC konbertsore bat: powerpack-ak sortutako eta xurgatutako energia elektrikoaren tentsioa ez da trenak erabiltzen duen tentsio bera, eta horregatik behar da halako bihurgailu bat.
• Hozte-sistema: erregai-pilen tenperatura kontrolatzeko derrigorrezkoa.
• Hidrogenoa metatzeko deposituak eta garraiatzeko sistema: Hidrogenoa oso gas arina denez, bolumen handia betetzen du presio eta tenperatura normaletan. Hori dela eta, presio altuan gordetzen da eta horrek erronka tekniko handia dakar. Halaber, beharrezkoak dira segurtasun-neurri zorrotzak, gas-ihesak saihesteko.

2. irudia: Powerpack baten osagai nagusiak. (Argazkia: CAF)

 

3. irudia:  Ezkerrean: erregai-pilen instalazioa trenaren gainean. Eskuinean: hidrogeno-deposituak trenean instalatuta. (Argazkia: CAF)

Aurretik aipatu dugun moduan, eraikitako tren honek bi modutan funtzionatu dezake. Modu elektrikoan, ohiko tren baten antzekoa dela esan daiteke: erregai-pilak itzalita daude eta bateriek ez dute energiarik ematen. Hidrogeno moduan, aldiz, funtzionamendua konplexuagoa da. Izan ere, hidrogeno-pilek potentzia maila ezberdinak eman ditzakete eta une oro erabaki behar da trenaren sei piletako bakoitzak zein potentzia eman behar duen. Horretarako, DASEM izeneko aplikazioa erabiltzen da (Driver Advisory System and Energy Management). Aplikazio horrek honako informazioa hau erabiltzen du:

1. Azpiegituraren datuak: Geltokien posizioa, trenbidearen malda, abiadura maximoak, eta abar.
2. Trenaren parametroak: Masa, trakzio- eta freno-gaitasunak, luzera, aerodinamika-koefizienteak, efizientziak, eta abar.
3. Ibilbideen ordutegiak.

Datu horiek erabiliz, DASEM aplikazioak kalkulatu egiten du aukeratutako ibilbidea burutzeko beharrezko abiadura-profila: une bakoitzean trenak zer abiadura izan behar duen ordutegia ondo betetzeko eta aldi berean energia kontsumo minimoa izateko. Abiadura-profil hori abiapuntu hartuta, eta dagozkion efizientziak aplikatuz, potentzia-profil bat estimatzen du: segundo bakoitzean trenak zer potentzia eskatu edo sortuko duen (trenak freno elektrikoa aplikatzean energia berreskuratzeko gaitasuna baitu). Azkenik, potentzia-estimaziotik abiatuta, optimizazio bat burutzen du, honako galderari honi erantzunez: zein potentzia eman behar dute erregai-pilek une bakoitzean, bateriekin batera trenak behar duen potentzia emateko, ibilbide osoko hidrogeno kontsumoa minimizatuz? Hiru pausoko prozesu hau (abiadura-profila -> potentzia-profila -> erregai-pilen potentziaren optimizazioa) ibilbidearen hasieran egiten da lehenik, baina normalean trenak benetan osatzen duen abiadura-profila ez denez estimatutakoaren berdina, beharrezkoa da ibilbidean zehar birkalkulatzea, unean uneko egoerara egokitzeko (trenaren posizioa, abiadura, denbora, bateriaren karga, eta abar).

CAFen hidrogenozko trenaren probazko ibilbideak

Hainbat ibilbide osatu dira orain arte tren erakuslea probatzeko. Guztiek katenariarik gabeko zati luze xamarra dute eta gaur egun RENFEren diesel trenak ibiltzen dira bertan. Artikulu hau idazteko unean honako hauek izan dira ibilbideak:

• Zaragoza-Canfranc: Lehen probak egin ziren han. Jaka eta Canfranc artean malda handiko tarteak daude eta trenaren abiadura ezin da oso altua izan (50 km/h inguru).
• Zaragoza-Soria: Torralba del Moral (Soria) eta Soria artean ez du katenariarik. Ez du malda handirik eta batez besteko abiadura 100 km/h ingurukoa da.
• Zaragoza-Teruel: Teruelerako noranzkoan malda handiak ditu eta abiadura altuan egin daitezke.
• Madrid-Mérida: Katenariarik gabeko tarte luzeena duen ibilbidea da eta hidrogeno-kontsumo altuena eskatzen duena.

Ibilbide guztietan, oso erabilgarria izan da DASEM aplikazioa, egindako potentzien optimizazioari esker trenean kargatu daitekeen hidrogenoarekin ibilbide luzeak osatzea ahalbidetu duelako.

Oraindik martxan dagoen FCH2RAIL proiektua erakusten ari da hidrogenoaren energian oinarritutako tren bat teknikoki bideragarria dela ezaugarri ezberdinetako ibilbideetan zerbitzua emateko. Hala ere, mundu osoko trenbideetan hidrogeno-trenak ikusi aurretik beste hainbat gai argitu beharko dira; esate baterako, hidrogenoaren sorkuntza eta garraioa edota trenen fabrikazioaren eta mantentze kostua.

Egileaz:

Xabier Artaetxebarria Artieda software ingeniaria da Beasaingo CAF enpresan.

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Es posible que muchas personas no hayan oído hablar de la cresta neural. Si es así, no pueden imaginarse lo mucho que le deben. Una parte sustancial de nuestro cuerpo se forma a partir de la cresta neural, como ahora veremos. Sucede lo mismo en todos los animales vertebrados, y lo curioso de esta cuestión es que no se conocía nada remotamente parecido en nuestros antepasados invertebrados. Por eso, el origen de la importantísima cresta neural era un enigma. Hasta ahora.

Figura 1. Formación del tubo nervioso embrionario que da lugar al sistema nervioso central de los vertebrados (encéfalo y médula espinal). Los márgenes de la placa neural dan lugar a la cresta neural, un conjunto de células móviles con múltiples destinos. Ilustración:  NikNaks / Wikimedia Commons.

Empecemos por el principio. La cresta neural está formada por células que intervienen en el desarrollo embrionario de todos los vertebrados (Figura 1). Se forman en los márgenes de la placa neural, el conjunto de células superficiales que se va a hundir en el embrión y va a dar lugar a nuestro sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal). La cresta neural migra por todo el cuerpo y da lugar a muchos y muy variados derivados. Por ejemplo, todas las neuronas exteriores a dicho sistema nervioso central (sistemas nerviosos simpático y parasimpático) incluyendo las células de Schwann que las protegen. También tejidos endocrinos, como la médula adrenal o las células C de la tiroides. Más sorprendente es su contribución a buena parte de los huesos craneales, la dentina, los huesecillos del oído medio, el músculo liso de grandes arterias o el tabique cardiaco que separa la salida aórtica de la pulmonar. Y por si fuera poco, los melanocitos que dan color a nuestra piel también proceden de la cresta neural.

La importancia de la cresta neural en nuestro desarrollo queda subrayada por la existencia de neurocristopatías. Este término fue creado hace medio siglo para designar a las patologías debidas a anomalías en el desarrollo de la cresta neural. A causa de los múltiples destinos de la cresta neural, sus alteraciones pueden afectar a muchos sistemas orgánicos. Hasta la fecha se han identificado 66 neurocristopatías, que van desde malformaciones craneofaciales o defectos cardíacos hasta alteraciones pigmentarias o tumores como el feocromocitoma. Por citar algunos ejemplos, la enfermedad de Hirschprung produce obstrucciones intestinales graves en 1 de cada 5000-10000 recién nacidos. La prevalencia del síndrome de DiGeorge es mayor (1 de cada 4000 bebés). En estos pacientes, la pérdida de un fragmento del cromosoma 22 produce alteraciones en la migración de la cresta neural, y da lugar a un espectro de patologías, incluyendo infecciones, hipocalcemia, defectos cardíacos y paladar hendido. Más infrecuente es el piebaldismo, extensas alteraciones pigmentarias por defectos en la migración de los melanocitos, derivados como hemos dicho de la cresta neural.

Esta capacidad de originar componentes tan diversos de nuestro cuerpo ha fascinado desde siempre a los biólogos del desarrollo. Pero lo que planteaba más interrogantes era el propio origen evolutivo de la cresta neural. Los invertebrados más emparentados con nosotros, los anfioxos y urocordados (ascidias y salpas) forman un tubo nervioso como el nuestro, pero no desarrollan una cresta neural. En el embrión de las ascidias se habían identificado algunas células de la placa neural que migran para dar células sensoriales y pigmentarias. Pero estas células no dan lugar a derivados esqueléticos o musculares, como sí lo hace la cresta neural.

Figura 2. Se muestran en rojo las células de la gástrula de ascidia propuestas por los investigadores japoneses como precursoras de la cresta neural y los progenitores neuromesodérmicos de vertebrados. Estas células originan neuronas y músculo en la cola de la larva nadadora de la ascidia, una cola que se pierde tras la metamorfosis. Imagen de la ascidia realizada por Eric A. Lazo-Wasem, dominio público, CC0 1.0.

Una investigación realizada por dos biólogos de la universidad de Kyoto sobre la ascidia Ciona intestinalis acaba de mostrar que dos pares de células de su gástrula tienen características que sugieren una relación con la cresta neural de vertebrados. Se localizan en los márgenes de la placa neural, cuando la gástrula cuenta con poco más de un centenar de células (Figura 2). La investigación también sugiere una relación de estas células con los precursores neuromesodérmicos, unos progenitores que contribuyen al tubo nervioso y el mesodermo posterior del embrión de vertebrados.

El linaje de estas cuatro células de las ascidias expresa genes típicos de la cresta neural de vertebrados. Dicho linaje origina tanto neuronas del tubo nervioso más posterior como células musculares de la cola de la larva. El sistema genético que controla la diferenciación hacia neuronas o músculo es el mismo que el que utilizan los precursores neuromesodérmicos de vertebrados. Como evidencia adicional, una comparación del transcriptoma (el conjunto de genes expresados) de las células candidatas de las ascidias con el transcriptoma de un vertebrado (el pez cebra) las relaciona claramente con los precursores neuromesodérmicos.

Los investigadores japoneses concluyen que estas pocas células del embrión de ascidia constituyen el origen evolutivo tanto de la cresta neural como de los precursores neuromesodérmicos del embrión de vertebrados. Lo que hicimos los vertebrados desde el principio fue explotar a fondo la plasticidad de estas células para conducirlas a desempeñar funciones muy variadas, incrementando la complejidad de nuestra organización corporal.

Referencia:

Ishida, T., Satou, Y. (2024)  Ascidian embryonic cells with properties of neural-crest cells and neuromesodermal progenitors of vertebrates. Nat Ecol Evol doi: 10.1038/s41559-024-02387-8

Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga

El artículo El origen de la cresta neural se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

UPV/EHUko ikertzaileak nazioarteko lankidetza batean frogatu dute salbia landareetatik erauzten den azido salbianolikoak gaitasuna duela hesteetako zeluletan glutenak eragindako hantura murrizteko, eta ez duela albo-ondoriorik eragiten. Gut aldizkarian argitaratu dute artikulua. Emaitzek estrategia terapeutiko berriak zabaltzen dituzten arren, eritasun zeliakoaren beste alderdi batzuk ikertu behar dira oraindik.

Eritasun zeliakoa hanturazko nahasmendu autoimmune kroniko bat da, heste meharrari eragiten diona bereziki. Glutenak (zeina zerealetan aurkitzen den proteina-nahastea baita) eragiten du, eta genetikoki sentikorrak diren pertsonek garatzen dute. Bizitza osorako glutenik gabeko dieta zorrotza hartzea da gaur egun dagoen tratamendu eraginkor bakarra. Baina dieta hori betetzea ez da batere erraza, eta arazoak sor litezke; beraz, behar-beharrezkoa da terapia lagungarriak aurkitzea.

Irudia: heste-lagin baten fluoreszentzia-argazkia. (Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa)

Duela pare bat urte, Glutenak RNAn aldaketak eragin ditzakeela aurkitu zuten EHUko Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalien Fisiologia Saileko ikertzaile batzuek, Ainara Castellanos Ikerbasque ikertzailea buru zutela. Orduan, ikusi zuten gizakiek glutena kontsumitzean aldatu egiten dela gene jakin baten RNA, horren ondorioz XPO1 proteina gehiago sortzen dela, eta hestearen hantura areagotzen. Ikerketa hark eritasun zeliakoa eta hesteetako beste hantura-gaitz batzuk tratatzeko aukera berriak zabaldu zituen, itu terapeutiko berriak deskribatu baitzituen. Horien artean, esate baterako, XPO1 eta RNAren aldaketan parte hartzen duten proteinak.

Hain zuzen ere, ikerketa hartatik abiatuta, ikertzaileek ikusi dute azido salbianolikoak XPO1 proteinaren sorrera inhibitzen duela eta, hala, “inflamazio-prozesua eten egiten dela”, adierazi du Castellanosek. “Zeluletan ikusi dugu glutena jartzen dugunean konposatu horrekin batera inflamazioa jaitsi egiten dela edo ez dela igotzen”, azaldu du. Saguekin ere probek oso emaitza positiboak eman dituzte, eta, azken pausoan, “dieta hertsia egiten ari ez ziren gaixo zeliakoen heste-laginak tratatu ditugu azido salbianolikoarekin, eta ikusi dugu konposatu hau gehitzean inflamazioa jaisten dela heste-laginean bertan”.

Konposatu naturala

Azido salbianolikoa salbia landaretik erauzten den konposatu naturala da; oso ohikoa Txinako dietan, infusio gisa hartzen baitute. Positibotzat jotzen du hori Castellanosek: “Berez badakigu ez daukala albo-ondoriorik; naturala da, landaretik ateratzen da, ez da sintetizatu behar. Efektu antiinflamatorioak dituen konposatu natural bat bada, dietan gehitu daitekeen zerbait da”.

Ikertzailea oso pozik dago aurkikuntzarekin, baina zuhurtziaz adierazi du: “Ez dakit tratamendu izatera iritsiko den, gure inguruan gluten ugari kontsumitzen baita, baina ziur nago dietako osagarri lagungarria dela. Gaur egun eritasun zeliakorako hainbat gai testatzen ari dira, eta, baliagarri badira, haiekin konbinatuta urrats handiak egin ahal izango ditugu”.

Castellanok adierazi duenez, oraindik beharrezkoa da eritasun zeliakoaren beste bide konbentzional batzuk arakatzea ikerketa honetan aurrera egiteko. Hala ere, “bidea zabaltzen du eritasun zeliakorako eta hesteetako beste hantura-gaitz batzuetarako —hala nola Crohnen gaixotasuna eta kolitisa— estrategia terapeutiko berriak garatzeko eta ikerketak abiarazteko”.

Oinarrizko ikerketaren aldeko aldarria egin nahi du ikertzaileak; izan ere, “oinarrizko ikerketa batetik abiatu ginen, zeinetan hasi baikinen aldaera genetiko bat deskribatzeko mekanismo molekularrak bilatzen, eta gai izan gara, ez paziente-mailan, baina bai zelula-mailan, tratamendu izatera irits litekeen aurkikuntza bat frogatzeko”. Gainera, Castellanosek nabarmendu nahi du ikerketa hau nazioarteko lankidetza baten fruitua dela: “Guk eritasun zeliakoari buruzko jakintza dugu; beste batzuek RNAri buruzkoa; beste batek sagu-ereduak dauzka, eta beste batek konposatuaren eta ehunen laginak eman dizkigute… Gauza handiak egiteko garrantzitsua da alde desberdinen jakintza biltzea”, esanez amaitu du.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Glutenak hestean eragiten duen inflamazioa ekiditen du konposatu natural batek.

Erreferentzia bibliografikoa:

Olazagoitia-Garmendia, Ane; Rojas-Márquez, Henar; Romero, Maria del Mar; Ruiz, Pamela; Agirre-Lizaso, Aloña; Chen, Yantao; Perugorria, Maria Jesus; Herrero, Laura; Serra, Dolors; Luo, Cheng; Bujanda, Luis; He, Chuan; Castellanos-Rubio, Ainara (2023). Inhibition of YTHDF1 by salvianolic acid overcomes gluten-induced intestinal inflammation. GUT. DOI: 10.1136/gutjnl-2023-330459

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Se han publicado muchos libros de historia de la ciencia o, en términos más generales, del conocimiento. Cada libro aporta una visión y en conjunto ofrecen una panorámica bastante completa de la evolución de una parte sustancial del patrimonio intelectual de la humanidad. El libro que revisaré en estas líneas es, desde ese punto de vista, uno más. Un libro más para enriquecer la visión que tenemos del conocimiento de la naturaleza y de la forma en que se ha obtenido ese conocimiento.

Empecé a leerlo con esa idea en mente. Sin embargo, ya desde las primeras páginas reparé en que este era algo diferente. Para empezar, sus autores no se han propuesto hacer un repaso exhaustivo de los diferentes saberes. Han abordado un aspecto en particular del progreso científico y, en virtud de ese objetivo, concentrado su esfuerzo en ciertos temas o campos del saber, sin ánimo de ofrecer una visión general de las ciencias de la naturaleza.

El objeto del libro queda reflejado de forma metafórica en su subtítulo: Slaying the Dragons of Dogma and Ignorance («Matando los dragones del dogma y la ignorancia«, el libro aún no ha sido traducido al castellano). Al título principal me referiré más adelante. El subtítulo hace referencia a la leyenda que aparece en el Globo de Hunt-Lenox (1503-1507), HC SVNT DRACONES (hic sunt dracones, ‘aquí hay dragones’), siguiendo la tradición medieval de mencionar la presencia de criaturas míticas en la periferia del mundo conocido, como forma de expresar el desconocimiento acerca de esas zonas marginales y los peligros –reales o imaginados– que aguardaban a quienes osasen aventurarse por ellos.

Source: World ScientificAquí hay dragones

Los autores recurren a la metáfora de los dragones, seres imaginarios, para referirse a entidades cuya existencia se ha postulado a lo largo de la historia del conocimiento, para ofrecer una explicación satisfactoria del mundo real que, andando el tiempo, se han demostrado innecesarias, falsas o erróneas. A ello obedece la voluntad expresada en el subtítulo de “matar” esas criaturas. Siguiendo la metáfora, el avance de la ciencia habría ido eliminando esas entidades para ser sustituidas por explicaciones más satisfactorias.

El primer dragón al que hacen referencia los autores es el éter luminífero, esa sustancia invisible a la que se atribuía la propiedad de transmitir la luz y cuya existencia no pudieron probar Michelson y Morley en uno de los experimentos más importantes en la historia de la física. A ese le siguen unos cuantos dragones más en el libro, aunque no todos los temas que se tratan hacen referencia a alguna entidad imaginaria. Lo que sí tienen en común todos los temas es una descripción del curso de los descubrimientos, las propuestas, las controversias y, en algunos casos, hasta las miserias (humanas) que han jalonado el avance del conocimiento.

La mayor parte de los capítulos tratan de astronomía, cosmología y física, lo que parece lógico dada la adscripción disciplinar de los autores. Pero también se ocupan de asuntos propios de otras disciplinas, como la deriva continental y tectónica de placas (geología), el homúnculo que, hipotética, pero erróneamente, fue considerado portador de la herencia genética, o la extinción de los dinosaurios y el papel que en ese episodio de la historia de la vida jugó –o no– el impacto de un asteroide. Los autores cuentan el modo en que se han eliminado errores y falsas creencias (dragones) de nuestro empeño por comprender la naturaleza.

Con confianza

He leído con especial interés el capítulo en el que se ocupan de la materia oscura y de la energía oscura. Al respecto, los autores expresan su confianza en que llegaremos a saber en qué consiste la materia no bariónica, pero dicen no tener la misma confianza en lo que se refiere a la energía oscura. Siempre me ha sorprendido la extraordinaria confianza que muestran la mayoría de los físicos que conozco en sus modelos. Son ciertamente optimistas, hasta el punto de que me resulta entrañable la seguridad con la que se expresan acerca de lo que saben. Por eso me ha sorprendido gratamente el apunte acerca de la energía oscura, una entidad cuya existencia se ha postulado porque es necesaria para entender la realidad. Podría, en efecto, acabar siendo uno de esos dragones que nos acechan en los límites de lo conocido.

Me ha gustado esta obra. Es de esos libros que llevan al lector; no requieren un esfuerzo especial para seguir los hilos que entreteje. Por la forma en que está escrito, atrapa desde las primeras líneas. No es fácil dejar de leerlo y deseas volver a sus páginas cuando lo has dejado. Está muy bien escrito.

Los episodios que narra están llenos de información acerca de multitud de aspectos. Pero esa exposición, lejos de resultar aburrida, añaden atractivo al texto. Es, en ese sentido, un magnífico muestrario de la forma en que se ha construido el edificio conceptual de las ciencias. Lo que no sabemos —y eso es algo que señalan los propios autores en el último capítulo— es si se seguirá haciendo como hasta ahora o si la irrupción de la inteligencia artificial cambiará radicalmente la forma en que adquiriremos nuevo conocimiento en adelante.

Al comienzo de la reseña he dejado dicho que haría referencia al título principal del libro más adelante. Ha llegado el momento, pero para señalar que no me corresponde a mí explicarlo aquí. Son los autores quienes deben explicarlo, pero para eso, querido lector, ha de leer el libro. Hay una idea muy poderosa en sus razones.

Título: The Reinvention of Science: Slaying the Dragons of Dogma and Ignorance

Autores: Bernard J. T. Jones, Vicent J. Martínez, Virginia L. Trimble

Ed.: World Scientific, 2024.

 

En Editoralia personas lectoras, autoras o editoras presentan libros que por su atractivo, novedad o impacto (personal o general) pueden ser de interés o utilidad para los lectores del Cuaderno de Cultura Científica.

Una versión de este texto de Juan Ignacio Pérez Iglesias apareció anteriormente en Lecturas y Conjeturas (Substack).

El artículo Matando los dragones del dogma y la ignorancia 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.

Klima-larrialdia

Klima-politiketan genero-ikuspegia txertatzearen premia aldarrikatu dute BC3-ko ikertzaile batzuk. Azaldu dutenez, emakumeak ahulagoak dira klima-aldaketaren ondorio kaltegarriekiko, arau kulturalengatik eta baliabide naturalekiko duten mendekotasunagatik. Klima-politiketan genero-ikuspegia kontuan izatea ikerketa-arlo berria da, eta literatura zientifiko oso gutxi dago oraindik. Hala, azterlanak ondorioztatzen du beharrezkoa dela metodologia berriak garatzea. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Ingurumena

Munduko ur-baliabideen zati handi bat PFAS substantziekin kutsatua dago. PFAS substantzia-talde zabal bat da. 14.000 konposatu baino gehiago barne hartzen ditu, eta industrian eta ohiko kontsumoko produktu askotan erabiltzen dira. Substantzia horien presentzia aztertu nahi izan dute mundu-mailan, eta ikusi dute uste baino kutsatuagoak daudela ur-masa asko. Kasu askotan, gainera, segurtasun-atalaseak gainditzen dira. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Zoologia

Intsektu hegalariek gauez argitara zergatik jotzen duten ebatzi du ikerketa batek. Hipotesi asko erabili dira prozesu hori azaltzeko, baina azalpen berri batek dio intsektuek argia erabiltzen dutela zerua eta lurra non dagoen zehazteko. Argi artifizialak, beraz, lurrazalarekin lerrokatuta egoteko estimulua eragiten die, eta argi azpian “harrapatuta” geratzen dira. Egileek ohartarazi dute argi artifizialak intsektuetan aspalditik errotutako erreferentzia hori aldatu dutela. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Przewalski arrazako zaldiak dira gaur egun basatiak diren zaldi bakarrak. Asia erdialdeko lautada zabaletan bizi dira, batez ere Mongolian, eta zaldi arraza gehienak baino txikiagoa da. Przewalskiaren arbaso izan daiteken zaldia sarritan margotu zen Europako labar artean, baita Euskal Herrian ere. Jesus Altuna arkeozoologoaren iritziz, Altxerrin edo Ekainen margotutako zaldiak przewalskiak ziren. Stefan Schomann kazetari eta idazle alemaniarrak basazaldi horiei buruzko liburua argitaratu berri du, En busca de los caballos salvajes. Azalpenak Berrian.

Botanika

Hazirik gabeko fruituak dituzten landareak naturan aurki daitezke, eta gehienetan akats genetikoren bat izaten dute. Gizakioi, ordea, atseginak zaizkigu fruitu horiek, eta lortu dugu akats horiek berariaz gertatzea. Horren adibide dira bananak. Kontsumitzen ditugun bananak bananondo triploideetatik datoz, hau da, kromosoma bakoitzeko hiru kopia dituzten landareetatik. Ezaugarri horrek antzuak bihurtzen ditu bananondoak, eta sortzen dituzten bananak ez dute hazirik. Ezin direnez sexualki ugaldu, adar-aldaxkak birlandatuz lortzen dira bananondo gehiago. Datu guztiak Berrian.

Paleontologia

Asier Gomez Olivencia paleontologoa eta giza eboluzioan espezializatutako doktorea da eta neandertalak ikertzen ditu. Historiako lehen hilketatzat hartzen denaren aurkikuntzan parte hartu zuen Gomezek. Atapuercako Sima de los Huesos aztarnategian aurkitutako neandertal bat zen biktima. Neandertalen hilobiak ere ikertzen ditu, eta orain arte jakin ahal izan dutenez, hobiak egiten zituzten, eta gorputzak han utzi. Gomezen ustez, ezinbestekoa da iragana ikertzea gaur egungo mundua ulertzeko. Azalpenak Berrian.

Medikuntza

GIBaren infekzioa prebenitzeko injekzioa Afrikan zabaltzeko asmoa iragarri du PEPFAR programak. PrEP tratamendua ezarri nahi dute, arrakasta handia izan baitu beste herrialde batzuetan. Injektagarria da, eta cabotegravir antibirala dauka. Pilulekin alderatuta, gainera, epe luzeko eragina du, eta injekzio bat hartu behar da bi hilez behin. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Geologia

Inklusio fluido deritze mineral batzuen barnean harrapatuta geratzen diren burbuilei. Mineral askoren eraketari lotutako elementu naturalak dira, eta kristalaren hazkuntzan zehar edo ondoren sortu daitezke. Barruan likidoa, gasa edo bien nahaste bat izan dezakete, eta partikula solidoak ere aurki daitezke. Burbuila horiek informazio garrantzitsua eskaini dezakete, fluido mineralizatzaile horiek izan duten tenperaturaren, presioaren edota dentsitatearen inguruan. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Fisika

Protoi baten barruan dagoen energia, indarra eta presioen banaketa erakutsi dute. Esperimentu berritzaile batzuetan argia erabili dute grabitatea imitatzeko, eta hainbat aurkikuntza egin dituzte protoien inguruan. Besteak beste, ikusi zuten protoiaren erdialdean neutroi-izar baten bihotzean dagoen presioa 10 bider dagoela, eta nukleotik urrundu ahala, puntu batean barrualderanzko noranzkoa hartzen du presioak, protoiak eztanda egin ez dezan. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Kimika

Atomo-geruza bakarreko urrezko orriak sortzea dute. Goldene deitu diote, eta titanio- eta karbono-geruzen artean tartekatua zegoen material batetik atera dute. Murakamiren erreaktiboa erabili dute horretarako, 100 urte baino gehiago duen teknika bat. Orri horiek hainbat aplikazioa izan ditzaketela aipatu dute, besteak beste, karbono dioxidoaren konbertsioa edo hidrogenoaren ekoizpena. Azalpenak Elhuyar aldizkarian. 

Astronomia

Ilargiaren mantua nola irauli zen ulertzeko eredu bat aurkeztu dute. Gure satelitearen azaletik gertu titaniozko arrokak daude, eta grabitazio-eremuan anomaliak neurtu dituzte ikertzaileek. Bi gertakari horiek azaltzeko modelo bat sortu dute, eta haren arabera, Ilargiaren mantua irauli egin zen, duela 4200 milioi urte. Satelitearen hastapenetan, azalean ilmenita asko kristalizatu zen, titanio asko duen minerala. Hark dentsitate handia zuenez, mantuko materialen arteko mugimenduak sortu zituen. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Argitalpenak

Euskal Herriko animaliak- Ornogabeak liburuak atea irekiko digu animalia txiki horien mundura. Ornogabeak askotan ez ditugu ikusi ere egiten, edo ez diegu garrantzirik ematen, baina egunero ehunka izaten ditugu gure inguruan eta hainbat funtzio dituzte gure ekosistemetan. Asier Gorostidi Sierra eta Igor Sarralde Ussia dira liburuaren egileak, eta haien helburu nagusia animalia txiki baina garrantzitsu horiek hobeto ezagutzeko aukera zabaltzea da. 2021ean argitaratu zen Erein argitaletxean. Informazio gehiago Zientzia Kaieran aurki daiteke.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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El gran evento de divulgación organizado por Naukas y la Cátedra de Cultura Científica volvió a Bilbao para celebrar su decimotercera edición en el gran Palacio Euskalduna los pasados 15 y 16 de septiembre de 2023.

 

En ciencia aparecen periódicamente culebrones increíbles, que ya quisieran haber creado los guionistas de los televisivos. Habitualmente giran en torno a una afirmación extraordinaria que tiene un enorme impacto mediático y que después desaparece cuando la comunidad científica encuentra fallos, cuando no directamente fraudes. El culebrón del 2023 se llamó LK-99, un presunto superconductor a temperatura ambiente, el santo grial de la tecnología energética. Francisco Villatoro nos cuenta en esta charla el estado de la cuestión a mediados de septiembre de 2023. la cosa continuó después y Francis siguió contándolo en su blog, por ejemplo, aquí. Esta charla consigue condensar en 10 minutos una cantidad ingente de información, y presupone unos conocimientos técnicos mínimos. En este sentido, es una obra maestra del compendio.

Francisco R. Villatoro es ingeniero informático, licenciado en físicas y doctor en matemáticas. Profesor de la Universidad de Málaga, Francis es un conocidísimo divulgador de la ciencia en general y de la física en particular. Es el autor del blog La ciencia de la mula Francis.



Si no ves correctamente el vídeo, usa este enlace.

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

El artículo Naukas Bilbao 2023 – Lo que sabemos que no sabemos de LK-99 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Diseinu adimentsuaren predikariari gehiago ernegatzen duenik ez da, multibertsoaren aipamena baino. Raiders of the lost purpose (4): On the multiverse and the South-Atlantic Principle, Jesus Zamora.

Orain arte, elektroi astunak lortu dira 3D materialetan (fermioiak). Orain, DIPCko jendeak 2Dra arte esfolia daitekeen material baten detekzioan. Heavy fermions in a 2D van der Waals metal

 

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

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Foto: Jason Goodman / Unsplash

El aprendizaje y la formación se han convertido en un importante nicho de un mercado en el que las universidades compiten a escala planetaria. Una competencia por el alumnado que se acrecienta con las posibilidades formativas no presenciales.

En este contexto, el aprendizaje se sitúa en el centro del debate. El valor añadido de las universidades va a estar en su capacidad de avanzar en un modelo que haga imprescindible la labor docente. Desplegar buenas e innovadoras prácticas de aprendizaje es una necesidad estratégica de las universidades a escala mundial.

Por ello, es una buena noticia el que el sistema universitario español avance hacia un mayor reconocimiento de la docencia en la trayectoria académica. La actual legislación establece que, en el acceso a las figuras docentes, sea obligatorio acreditar la calidad docente.

Trasmitir conocimiento, pero ¿cómo?

Las metodologías cooperativas se asientan sobre el compromiso y la motivación del alumnado, transitando de la pasividad de un alumnado que escucha y absorbe la información y la memoriza a la experimentación con los contenidos. Estas metodologías superan una adquisición individual de competencias, apostando por el trabajo grupal. Activando un espíritu cooperativo, buscan convertir el aprendizaje un proceso colectivo.

La práctica cooperativa se asienta en cinco principios:

1. La interdependencia positiva: el éxito está en la participación y aportación de todas las personas en clave de suma positiva.
2. La exigencia individual: cada persona debe rendir cuentas ante los componentes del grupo.
3. La interacción cara a cara: obliga a facilitar tiempo para el trabajo grupal.
4. Las habilidades interpersonales y de trabajo en grupo: con herramientas para vertebrar y organizar.
5. La reflexión: facilitando una constante evaluación del grupo, de la dinámica, de los contenidos y del docente.

Los dos primeros principios buscan que cada persona sea corresponsable, no solo de su propio avance sino de los resultados del resto. De la misma forma, crean una lógica por la que si alguien falla, todo el grupo se ve perjudicado.

Los tres últimos buscan maximizar las potencialidades individuales y grupales, limitando las amenazas (fallos en el compromiso, delegacionismo, dirigismo) y obligando a identificar mecanismos de resolución de conflictos.

Una experiencia en Ciencia Política

La asignatura Fundamentos de Análisis Político del grado de Ciencia Política de la UPV/EHU sigue esta lógica. Se apoya en el aprendizaje basado en proyectos. En concreto, en nuestra asignatura, el alumnado se organiza en grupos de entre cuatro y seis personas. Durante el curso deben analizar un conflicto político.

Para garantizar la interdependencia, la tarea se inicia elaborando un contrato de grupo. Allí identifican las fortalezas y debilidades individuales y grupales. También delimitan sus compromisos, mecanismos de resolución de conflicto y motivos de expulsión.

A continuación, deben leer y resumir individualmente cinco recursos documentales sobre el caso escogido. Deben compartirlos para elaborar un primer informe. En este documento identifican las causas estructurales del conflicto y los actores presentes.

Después, deben redactar un segundo informe en el que analizan el componente identitario e ideológico de este fenómeno. Para ello, de forma previa, han de elaborar un marco teórico describiendo las características de las identidades y las ideologías.

Acaban con un tercer informe en el que reordenan todos los hallazgos y aplican los contenidos impartidos por el docente. Estos contenidos se trabajan individualmente y grupalmente a través de prácticas reflexivas. Para ello se realizan ejercicios aplicando los conocimientos a vídeos, obras de arte o puzzles conceptuales.

Ejercicio de trabajo en grupo. Foto: Igor Ahedo Gurrutxaga, CC BY-SAEvaluación continua y análisis atento

Las claves de este modelo son la autonomía, la autorregulación y la autodirección del alumnado. Por ello, el papel docente se transforma. No solo se trata de transmitir conocimientos. Se deben aportar herramientas de gestión como por ejemplo el contrato de grupo.

Se deben diseñar dinámicas de escalonamiento del aprendizaje. De ahí el andamiaje en tres informes que permite avanzar sobre los conocimientos previos. Y se deben implementar estrategias de autorregulación. Así, el modelo necesita de la evaluación continua. Es clave un atento análisis de los posibles errores en la adquisición autónoma de los conocimientos.

Mayor interés del alumnado

Los datos evidencian que esta metodología incrementa el interés del alumnado en casi 40 puntos más que la media del grado (el interés final alto y muy alto que los alumnos evalúan se sitúa en torno al 70 %-80 %).

Además, los testimonios evidencian que este interés se traduce en motivación y compromiso. Reconocen que en esta asignatura asisten más a clase (a pesar de no controlarse la asistencia) y trabajan más.

Esta metodología despierta un interés creciente, como podemos ver en las jornadas celebradas por el Ministerio de Universidades español recientemente y en que se hace referencia a ellas en el modelo de la ANECA o en Universidades como la del País Vasco.

Su utilidad está apoyada en estudios recientes y además es combinable con el modelo SoTL (Scholarship of Teaching of Learning) que considera el análisis científico del aprendizaje como parte de la labor docente.

Protagonizar el propio aprendizaje

Al sentirse sujeto activo del aprendizaje, el alumnado encuentra mayor motivación, interés y compromiso. El trabajo autónomo, la capacidad de autodirigirse y la libertad en la elección del tema de trabajo evidencian esta autonomía y agencia, que se autorregula a través del andamiaje en informes y la evaluación continua. Sobre esta agencia se sostiene el compromiso que está en la base del aprendizaje individual.

Sin embargo, la interdependencia en la que se asienta el proyecto hace que el aprendizaje se viva como un proceso colectivo. Ello, en definitiva, convierte el aprendizaje en un proceso político asentado en la colaboración y el éxito grupal.

Sobre el autor: Igor Ahedo Gurrutxaga es Profesor de Ciencia Política – Investigador Principal de Parte Hartuz – Director del programa de doctorado Sociedad, Política y Cultura de la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo El aprendizaje como ejercicio político se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Lord Kelvin-ek William Thomson zuen izen osoa, eta Lurraren antzinatasunari buruzko teoria interesgarria planteatu zuen. Haren kalkuluen arabera, Lurra harri urtuko harritzar handi batetik sortu zen, eta kalkulatu zuen egungo tenperaturara iristeko 24 milioi urte behar izan zituela. Kalkulu horretatik adina ondorioztatu zitekeen. Adin horrek, nahiz eta batzuek onartu, eszeptizismoa eragin zuen beste zientzialari batzuen artean. Izan ere, Darwinek deskribatutako prozesu ebolutiboekin bateraezina zirudien.

Gaur egun badakigu Lurraren adina 4550 milioi urtekoa dela, 70 milioi urteko errore-marjinarekin, noski. Kopuru hori Clair Cameron Patterson estatubatuar geofisikoak kalkulatu zuen, meteorito bat masa-ikusle batekin aztertuz.

Baina bera baino lehen saiakera asko egin ziren Lurraren adina kalkulatzeko, Bibliatik hasi eta datazio erradiometrikoraino. Hala ere, horiek guztiek eman zituzten emaitzak oso urrun zeuden gaur egun onartua dagoen zifratik.



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

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Es complicado saber en qué momento exacto el ser humano pasó de la mera observación de las estrellas a tratar de alcanzarlas. ¿Encendieron la chispa las visiones de Giordano Bruno y su cosmos abierto a la posibilidad de nuevas formas de vida? ¿O tal vez fue Kepler, con sus tres leyes y su Somniun, quien bajó la luna desde la morada inalcanzable de los dioses a los dominios terrenales de la ciencia? ¿Fueron los viajes extraordinarios de Julio Verne, que inspiraron a varias generaciones de científicos e ingenieros? ¿O los visionarios como Konstantín Tsiolkovski o Hermann Oberth, que se tomaron en serio sus historias?

Antes de que una idea se convierta en realidad, puede permanecer hasta generaciones en el imaginario de la humanidad, alimentando sus sueños científicos. Descifrar el cielo para, tal vez, alcanzarlo algún día siempre fue uno de ellos, o al menos lo fue para algunas de las mentes más osadas de cada época.

Johannes Kepler convirtió la Luna en un lugar real en su Somnium; Julio Verne la hizo alcanzable a través del milagro de la ciencia y la ingeniería. Fuente: Dominio público/Henri de Montaut

Desde que Yuri Gagarin se convirtiera en el primer ser humano en observar la Tierra desde su órbita el 12 de abril de 1961 ―acaba de hacer sesenta y tres años de eso― hemos tratado de imaginar maneras de llegar aún más lejos, sin embargo, el espacio siempre ha sido un entorno extremadamente hostil para nosotros. Los seres humanos evolucionamos en la Tierra, y nuestra fisiología está optimizada para vivir en las condiciones que tenemos aquí: bajo una atmósfera con una presión de 101 325 Pa y un 21 % de oxígeno, temperaturas medias de alrededor de 22 ºC, bajos niveles de radiación y una gravedad de 9,81 m/s². Si queremos adentrarnos en el vacío interestelar con alguna garantía o, tal vez, colonizar otro planeta, deberemos encontrar la manera de comprimir nuestro hogar en una especie de cápsula y llevárnoslo con nosotros.

Eso es la ISS, al fin y al cabo, salvo por un aspecto: la gravedad. Pero lo cierto es que justo eso es lo menos nos interesa reproducir allí, ya que conocer los efectos de la microgravedad ―o incluso de la ausencia total de gravedad― en nuestro organismo supone, indudablemente, el primer paso para poder algún día, quién sabe cuándo, construir naves espaciales o colonias que puedan llevarnos mucho más lejos.

La Estación Espacial Internacional, un trocito de nuestra Tierra en el espacio. Fuente: NASA

El ser humano está fisiológicamente adaptado, como es obvio, a la gravedad del planeta en el que ha evolucionado, y eso afecta a muchos de nuestros procesos vitales. Ante cualquier cambio, nuestro organismo trata de adaptarse, pero a veces lo hace en formas que pueden poner en riesgo la salud tanto en el espacio como al regresar a la Tierra. En el caso de la microgravedad o de la ausencia de gravedad, que serían los que nos conciernen, hay efectos que empañan la experiencia de lo que, desde fuera, se percibe como casi un spa en el que uno flota y se relaja plácidamente.

Por un lado, entre la mitad y dos tercios de los astronautas experimenta lo que se denomina síndrome de adaptación espacial al llegar a la órbita: naúseas, mareos, vómitos, pérdida de apetito, dolor de cabeza, malestar, sudoración, palidez… Estos efectos suelen empezar en los primeros minutos u horas y durar hasta varios días, pero son transitorios y no son los verdaderamente preocupantes si lo que queremos es iniciar un largo viaje interestelar o vivir en el espacio. Otro de los efectos de la microgravedad es que la sangre se redistribuye hacia los miembros superiores, provocando congestión nasal, dolores de cabeza y también cierta deshidratación, debido a que el cuerpo elimina los fluidos que percibe como «sobrantes» en la parte superior y reduce el volumen sanguíneo. Esto no es un problema mientras se permanezca en el espacio, pero sí al regresar a la Tierra, porque puede provocar una caída de la tensión arterial y llevar incluso a la pérdida del conocimiento. Normalmente se toman precauciones en ese sentido cuando un astronauta ha pasado demasiado tiempo en la órbita.

Otros de los problemas que surgen son los relacionados con el sistema musculoesquelético. Además de «crecer» entre 3 y 6 cm por la descompresión de la columna vertebral, la pérdida de masa muscular y densidad ósea en el espacio puede ser muy significativa, sobre todo si se permanece en condiciones de ingravidez durante periodos largos. No en vano hasta un 60 % de nuestros músculos ejercen la función de compensar la gravedad. De ahí que los astronautas suelan seguir un estricto programa de ejercicios tanto antes como durante y después de una misión al espacio, u otros métodos para evitar daños significativos en este sentido. Y la cosa no acaba aquí: también pueden surgir problemas con la visión, que pueden manifestarse incluso a largo plazo; gastrointestinales; genitourinarios y endocrinos, en los que la función renal puede verse afectada; pulmonares… en definitiva, en mayor o menor medida, todas las funciones de nuestro cuerpo se ven afectadas en condiciones de ingravidez.

La astronauta Sandra Magnus haciendo ejercicio en la ISSm lo que ayuda a paliar los efectos de la microgravedad en el organismo. Fuente: NASA

¿Esto hace imposible, entonces, el viaje interestelar? No, pero hay que encontrar la manera de paliar las posibles consecuencias, al menos mientras no contemos con ingeniería genética que nos permita adaptar nuestra fisiología a diferentes ambientes a la carta o algo similar. Así que si nuestra fisiología no se adapta… tendremos que buscar maneras de adaptar el ambiente a nuestra fisiología, como hemos hecho hasta ahora.

Para resolver la cuestión de la gravedad en el espacio, la ciencia ficción siempre se ha puesto bastante creativa. En algunas ocasiones ha optado por ignorarla directamente ―¿para qué complicarse la vida?―, otras veces ha introducido algún tipo de aparato generador de gravedad de aspecto científico pero de fondo imaginario y, en otras, ha ofrecido soluciones que no serían inviables desde el punto de vista de la física aunque, de momento, el de la ingeniería se resiste.

Dejando de lado la posibilidad ―y capacidad― de llevar grandes cantidades de masa en una nave, que es la forma más elemental que conocemos de crear gravedad, la respuesta viene en forma del principio de equivalencia de la relatividad general de Einstein: encontrarse inmerso en un campo gravitatorio es equivalente a encontrarse en un sistema de referencia acelerado. Esto es: si podemos general aceleración, podemos generar gravedad.

La manera más fácil, por lo tanto, sería «pisar el pedal del acelerador» de nuestra nave y sentir el empuje hacia el lado contrario respecto al que nos estemos desplazando. Bastaría con construirla con el «suelo» en el lugar adecuado, como la Rocinante, de la serie The Expanse. Este método solo tendría un problema, y es la cantidad de combustible que haría falta para mantener esa aceleración constante. Lo que hacemos normalmente con las sondas que enviamos al espacio es darles un impulso inicial y dejar que se muevan por inercia a través del vacío, sin un uso continuo de combustible.

Una manera más eficiente de crear una aceleración que haga las veces de gravedad sería construir una estructura rotatoria o una centrifugadora, y esto ya lo planteó el propio Konstantín Tsiolkovsky ―luego le seguirían Herman Potočnik y Wernher von Braun―, así que la idea es casi tan antigua como la aeronáutica espacial, pero con el tiempo llegarían muchísimos más diseños. Mantener una centrifugadora o estructura equivalente girando a velocidad constante requiere mucha menos energía que acelerar una nave continuemente de forma lineal, y será el propio movimiento de giro el que provoque una aceleración centrípeta hacia afuera que se podría aprovechar como gravedad. Es el principio que utiliza la Estación Espacial V, de 2001: una odisea del espacio o la Endurance, de Interstellar. La diferencia entre ambas es que a la segunda se nos haría más difícil adaptarnos. Veamos por qué.

El toro de Stanford es uno de los diseños de hábitats espaciales rotatorios más populares. Lo propuso la Universidad de Stanford en 1975. Estaba pensado para albergar a 10 000 personas, tenía forma de donut de 1,8 km de diámetro y una velocidad de rotación de 1 rpm. Fuente: NASA/Donald Davis

Crear gravedad artificial con una centrifugadora es una buena solución, pero no para todos nuestros problemas, porque en un sistema rotatorio como los que hemos mencionado, se generan fuerzas de Coriolis que producen algunos efectos «extraños» que podrían incluir, por ejemplo, cambios en la magnitud de la gravedad que sentimos ―si caminamos de forma paralela al eje giro, ya sea hacia un sentido u otro―, desviaciones en las trayectorias de cualquier objeto que lancemos o que sintamos la diferencia de gravedad a diferentes alturas respecto al eje del sistema ―incluso entre nuestra cabeza y nuestros pies―. La gravedad de estos efectos físicos dependerá de la velocidad de giro de la estación o la nave, de su tamaño… Y bueno, puede que esto no fuera gran cosa y nos pudiéramos acabar adaptando relativamente bien a ese extraños mundo, pero nuestro oído interno no opina lo mismo, porque también percibiría esos cambios, sobre todo cuando moviéramos la cabeza, provocándonos mareos o desorientación. De nuevo, nuestra fisiología determinaría el diseño.

Se ha estimado en diversos estudios que la máxima velocidad de rotación que los seres humanos toleramos y a la que nos podemos adaptar con relativa facilidad es de alrededor 2 rpm, a partir de unas 3 rpm ya necesitaríamos periodos de adaptación más largos y, por encima de 5 rpm o así, la cosa se complicaría bastante. ¿Qué significa esto? Que el diseño de la Estación Espacial V es mejor, en principio, el de la Endurance.

Para conseguir una nave o hábitat que genere una gravedad similar a la de la Tierra, pero no supere una velocidad de rotación confortable necesitaríamos estructuras bastante grandes. La Estación Espacial V tiene un diámetro de 300 m, lo que haría posible que se ajustara a estas magnitudes ―en la película, su rotación es de 1 rpm, lo que hace que su gravedad, con ese tamaño sea más similar a la de la Luna―. La Endurante, por su parte, tiene un diámetro de 64 m y rota a aproximadamente 5,5 rpm, con lo que consigue una gravedad artificial similar a la de la Tierra, pero necesita de una tripulación con cierto tiempo de entrenamiento en ese tipo de sistemas. Otra opción, por supuesto, sería construir estructuras más sencillas que, aunque no consiguieran la gravedad que buscamos, al menos aportaran un porcentaje, aunque sea pequeño, de la que tenemos en la Tierra, algo que ya supondría una ayuda para nuestros astronautas. ¿Lo llevaremos pronto a cabo?

Bibliografía

Graybiel, A.; Clark, B., y Zarriello, J. J. (1960). Observations on human subjects living in a «slow rotation room» for periods of two days Archives of Neurology, 3(1), 55-73.

Johnson, R. D.; Holbrow, C. (1977) Space settlements: a desing study National Aeronautics and Space Administration.

Stratmann, H. G. (2016). Using medicine in science fiction. Springer.

Clément, G.; Bukley, A. (2007). Artificial gravity. Springer.

Sobre la autora: Gisela Baños es divulgadora de ciencia, tecnología y ciencia ficción.

El artículo Gravedad artificial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Badago miniaturazko mundu ezkutu eta ia ikus-ezin bat, ezezaguna gehienontzat, baina begiak zabal-zabalik edukiz gero, milaka sorpresa dituena. Euskal Herriko animaliak-ornogabeak liburuak atea irekiko digu mundu bitxi horretara.

Irudia: “Euskal Herriko animaliak – Ornogabeak” liburuaren azala. (Iturria: Erein)

Egunero ehunka izaki mugitzen dira gure inguruan. Askotan ez ditugu ikusi ere egiten, edo ez diegu garrantzirik ematen, baina zuhaitz baten hostoen artean hainbat zomorro dabiltza elikagai bila; mendiko harrien azpian intsektu pila bat dago harrapakarietatik ezkutatzen; belardi bateko loreen artean tximeleta eta erle ugari daude hegan. Hil edo biziko borrokak egoten dira, egunero, armiarma-sareetan; maitasun-kantak entzuten dira, gauero, kilkerren zuloetan; milaka inurri irteten dira goizero beren inurritegietatik familiarentzako elikagai bila.

Animalia txiki baina garrantzitsu horiek hobeto ezagutzeko aukera izango duzu liburu honetan, eta baita horien ohiturak eta bitxikeriak, errazago topatzeko moduak, haien arteko ezberdintasunak eta identifikatzeko gakoak ere. Murgildu zaitez miniaturazko mundu zoragarri honetan, liluratu amona mantangorrien edertasunarekin, inurrien trebeziekin, ehunzangoen bitxikeriekin, tximeleten koloreekin, mantisen berezitasunekin. Aurrerantzean, zomorro bat ikustean, ez diozu jada berdin begiratuko.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Euskal Herriko animaliak- Ornogabeak
• Egilea: Asier Gorostidi Sierra eta Igor Sarralde Ussia
• ISBNa: 978-84-9109-723-5
• Argitaletxea: Erein
• Hizkuntza: euskara
• Orrialdeak: 64
• Urtea: 2021

Iturria:

Erein: Euskal Herriko animaliak- ornogabeak

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Uno de los problemas más frecuentes cuando los niños y las niñas de educación primaria empiezan a aprender las operaciones aritméticas y, más concretamente, los algoritmos para realizarlas, es entender y aplicar bien las denominadas “llevadas” que aparecen en dichos algoritmos. Veamos un ejemplo de suma y multiplicación con llevadas.

Ejemplos de suma y multiplicación con llevadas

 

Definiendo una nueva aritmética

En 2003, al ingeniero estadounidense Marc Lebrun se le ocurrió definir una suma y una multiplicación especiales de números enteros no negativos, es decir, el cero y los números naturales, para las cuales no hacían falta las llevadas y bautizó a esta aritmética (suma y multiplicación) con el nombre de “dismal arithmetic” (que podría traducirse como aritmética deprimente o sombría) y que posteriormente sería rebautizada con el nombre, menos deprimente, de aritmética lunar, en contraposición a la aritmética natural, que podría considerarse que es la aritmética terrestre.

Para definir la suma y la multiplicación lunares, primero se definen las sumas y multiplicaciones entre las cifras básicas (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9) y luego se extienden mediante los mismos algoritmos de suma y multiplicación normales pero cambiando las operaciones entre las cifras básicas por las nuevas operaciones, las lunares.

Vayamos con las cifras básicas. La suma lunar de dos cifras básicas es igual a la mayor de las dos cifras, así 3 + 7 = 7, 9 + 4 = 9 y 1 + 1 = 1, mientras que la multiplicación lunar de dos cifras básicas es la mínima de las dos, así 3 x 7 = 3, 9 x 4 = 4 y 1 x 1 = 1. Dicho de otra forma, sobre las cifras básicas la suma y multiplicación lunares son las operaciones máximo y mínimo de dos números, respectivamente.

Ejemplos de suma y multiplicación lunares con cifras básicas

 

El siguiente paso, como se comentaba, es sumar y multiplicar (en la aritmética lunar) números con más de un dígito utilizando los algoritmos habituales de la suma y la multiplicación, pero utilizando las sumas y multiplicaciones lunares definidas para las cifras básicas. Veámoslo con dos ejemplos. En concreto, las mismas suma y multiplicación anteriores (7.296 + 6.345 y 7.296 x 6.345), pero con la aritmética lunar.

Suma lunar de los números 7.296 y 6.345

 

Como vemos, empezando por la derecha: 6 + 5 = 6, 9 + 4 = 9, 2 + 3 = 3 y 7 + 6 = 7, luego la suma nos da 7.396. Como no hay llevadas, y encima es simplemente considerar la operación máximo de los dígitos, es muy fácil de realizar.

Multiplicación lunar de los números 7.296 y 6.345

 

Ahora, en la multiplicación vemos que la estructura es la misma, primero los productos parciales de los dígitos que componen los números (así, la primera fila es el resultado de multiplicar 5 por 7.296, la siguiente con 4, luego 3 y en la última fila se multiplica 6 por 7.296, para terminar sumando, con la suma lunar, esas 4 filas). El resultado es 6.366.455. Y de nuevo, es muy sencilla, ya que no hay llevadas.

Propiedades aritméticas de la suma y la multiplicación lunares

Lo siguiente que nos podríamos plantear, una vez definidas las operaciones aritméticas de la suma y la multiplicación lunares, es si satisfacen alguna de las propiedades de la suma y el producto normales. Recordemos cuales son dichas propiedades y veamos si se cumplen.

Dado un conjunto, llamémosle G (en nuestro caso, los números enteros no negativos), con una operación * (en nuestro caso la suma o la multiplicación lunares), de modo que a partir de dos elementos a y b del conjunto G, nos da un nuevo elemento, a * b, del conjunto G, las propiedades aritméticas habituales son las siguientes:

A. Propiedad conmutativa: a * b = b * a, para cualesquiera elementos a y b de G. Esta es una propiedad que cumplen la suma y multiplicación terrestres.

¿Qué ocurre con la suma lunar? Claramente es conmutativa para las cifras básicas, ya que a + b y b + a es simplemente tomar la mayor de las cifras entre a y b a + b = b + a = max {a, b}. Y para los números con más de un dígito también va a ser conmutativa, ya que la suma lunar es la suma lunar en cada una de las posiciones de los dígitos del número (unidades, decenas, centenas, unidades de millar, etc).

Si pensamos en la multiplicación lunar, para las cifras básicas también se cumple la propiedad conmutativa, ya que el producto es simplemente el mínimo de las cifras, esto es, a x b = b x a = min {a, b}. Y puede demostrarse que también se satisface para números de más de un dígito.

B. Propiedad asociativa: a * (b * c) = (a * b) * c, para todos los elementos a, b y c de G. De nuevo, es una propiedad que satisfacen las operaciones terrestres.

Respecto a las operaciones lunares, va a pasar algo similar a lo que ocurre con la propiedad conmutativa. Simplemente, comentemos que, para las cifras básicas, a + (b + c) = (a + b) + c = max {a, b, c}, y a x (b x c) = (a x b) x c = min {a, b, c}.

C. Elemento identidad, existe un elemento e de G tal que a * e = a = e * a. Para la suma normal el elemento identidad es el 0, mientras que para la multiplicación normal es el 1.

Para la suma lunar, el elemento identidad es el 0, ya que para cualquier número natural N, tenemos que N + 0 = N, puesto que en cualquier posición el dígito 0 nunca es el máximo, salvo que el otro sea el propio 0. Mientras que para la multiplicación lunar el elemento identidad es el 9, ya que N x 9 = N, en este caso porque 9 nunca es el mínimo de dos dígitos, salvo que el otro sea el propio 9.

D. Elemento inverso, para cada elemento a de G, existe un elemento b (llamado inverso, y que suele denotarse como a–1) tal que a * b = e = b * a. Para la suma terrestre el elemento inverso de un número a es el opuesto – a, luego existe el inverso si se consideran también los números negativos; mientras que el inverso de un número a es 1/a, luego tienen que considerarse los números racionales para que exista inverso.

Para la suma lunar no existe ningún número natural, es decir, no nulo, que tenga inverso. Y para la multiplicación lunar no existe ningún número, salvo 9, que tenga inverso.

Para terminar este apartado comentemos simplemente que la suma y multiplicación lunares nada tienen que ver con la idea intuitiva de la suma y multiplicación terrestres, ya que n + n no es dos veces n, esto es, es distinto de 2 x n, puesto que n + n = n y, en general, 2 x n no es n, por ejemplo, 2 x 3 = 2, 2 x 4 = 2 o 2 x 13 = 12. De la misma forma, n + n + n es distinto, en general, de 3 x n, y así para los demás casos.

Las tablas de la suma y multiplicación lunares

Para entender un poco mejor la suma y la multiplicación lunares podemos dar sus tablas de sumar/multiplicar asociadas. Empecemos con la suma. En la siguiente imagen se muestra la tabla de la suma lunar hasta el número 20 y he utilizado colores para entender mejor la operación. En concreto, cada uno de los diez colores determina la terminación de los números, es decir, la cifra de las unidades (por ejemplo, los números terminados en 3 son amarillos, 3, 13 y 23 en la imagen).

La tabla de la suma lunar

 

Por otra parte, en la siguiente imagen se muestra la tabla de la multiplicación lunar hasta el número 20 y, de nuevo, he utilizado colores para entender mejor la operación, de la misma manera que en la imagen anterior.

Algunas curiosas sucesiones de números

Para terminar esta entrada dedicada a la aritmética lunar, vamos a mostrar algunos ejemplos de sencillas sucesiones de números relacionadas con las operaciones lunares, como son la sucesión de los números pares lunares, es decir, los múltiplos lunares de 2; la sucesión de los números cuadrados lunares; la sucesión de los números triangulares lunares; o la sucesión de factoriales lunares, que aparecen mencionadas en el artículo Dismal Arithmetic, de David Applegate, Marc LeBrun y N. J. A. Sloane.

A. Los números pares lunares. Como ya se ha comentado más arriba, en la aritmética lunar no se cumple que 2 x n = n + n. Si vamos multiplicando los números enteros no negativos por 2 podemos observar que los primeros términos de esta sucesión (sucesión A171818 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS) son los siguientes:

0, 1, 2, 10, 11, 12, 20, 21, 22, 100, 101, 102, 110. 111, 112, 120, 121, 122, 1.000, 1.001, 1.002, 1.010, 1.011, 1.012, 1.020, 1.021, 1.022, …

Aunque, a diferencia de los números pares terrestres, ahora los números pares pueden obtenerse como diferentes productos de 2 por otro número natural. Un par de ejemplos se muestran en la siguiente imagen.

B. Los números cuadrados lunares. La siguiente sucesión está formada por los cuadrados de los números enteros no negativos, es decir, para cada n (= 0, 1, 2, 3, …), se toma n x n. Los primeros términos de esta sucesión (sucesión A087019 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS) son

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 100, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 200, 211, 222, 223, 224, 225, 226, 227, 228, 229, 300, 311, 322, 333, 334, 335, 336, 337, 338, 339, 400, 411, 422, 433, 444, 445, 446, 447, 448, 449, 500, 511, 522, 533, 544, 555, 556, 557, 558, 559, 600, …

C. Los números triangulares lunares. Recordemos que los números triangulares (puede verse la entrada El asesinato de Pitágoras, historia y matemáticas (y II), o para más información el libro La gran familia de los números) son de la forma 1 + 2 + 3 + … + n, para n = 1, 2, 3, 4, etc. Los primeros términos de esta sucesión (sucesión A087052 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS) son

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 19, 19, 19, 19, 19, 19, 19, 19, 19, 19, 29, 29, 29, 29, 29, 29, 29, 29, 29, 29, 39, 39, 39, 39, 39, 39, 39, 39, 39, 39, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 49, 59, 59, 59, 59, 59, 59, 59, 59, 59, 59, 69, 69, 69, 69, 69, 69, 69, 69, 69, 69, 79, 79, 79, 79, 79, 79, 79, 79, 79, 79, 89, 89, 89, 89, 89, 89, 89, 89, 89, 89, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 99, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, 199, …

Observemos, por ejemplo, que los números triangulares formados por la suma desde 1 hasta alguno de los siguientes números, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 y 19, son todos iguales a 19, como se muestra en la siguiente imagen.

D. Los números factoriales lunares. En primer lugar, recordemos que los números factoriales (para el concepto de factorial de un número, véase la entrada Buscando lagunas de números no primos [https://culturacientifica.com/2018/06/27/buscando-lagunas-de-numeros-no-primos/]) son de la forma 1 x 2 x 3 x … x n, para n = 1, 2, 3, 4 etc. Por lo tanto, la sucesión de números factoriales lunares (sucesión A189788 de la Enciclopedia On-line de Sucesiones de Números Enteros – OEIS) empieza por los números

1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 10, 110, 1110, 11110, 111110, 1111110, 11111110, 111111110, 1111111110, 11111111110, 111111111100, 1111111111100, 11111111111100, 111111111111100, 1111111111111100, 11111111111111100, 111111111111111100, 1111111111111111100, 11111111111111111100, 111111111111111111100, 1111111111111111111000, …

Como podemos observar todos están formados por una serie de unos (1) consecutivos, seguidos de una serie de ceros (0) consecutivos. Podemos ver el cálculo de los primeros en la siguiente imagen.

En esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica hemos introducido la suma y la multiplicación lunares, hemos estudiado sus propiedades básicas y considerado algunas sucesiones de números relacionadas con esta aritmética lunar, pero se podrían seguir trabajando más cuestiones numéricas, por ejemplo, qué son los números primos lunares o si hay infinitos, pero de estas cuestiones ya hablaremos en alguna futura entrada.

Bibliografía

1.- David Applegate, Marc LeBrun, N. J. A. Sloane, Dismal Arithmetic, Journal of Integer Sequences 14, 2011.

2.- Raúl Ibáñez, Los secretos de la multiplicación, de los babilonios a los ordenadores, de la colección Miradas Matemáticas, Catarata, ICMAT, FESPM, 2019.

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

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 La aritmética lunar, o como sumar y multiplicar de forma sencilla se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Inklusio fluido deritze mineral batzuen barnean harrapatuta geratzen diren burbuilei. Minerala sortzeko prozesuan eratzen dira, eta ez dira gauza hain arraroa.

1. irudia: Kuartzo kristal honetan hiru fasetako inklusioak daude: material beltzak jatorri bituminosoa du; likido kapsulatua petrolioa da; eta gas burbuila metanoa da. (Argazkia: Lucas Fassari. Iturria: Wikimedia Commons).

Baliteke geologia museoren batera joan eta perfektuki eratutako kristal mineral eder eta garden bati begira zeundetela, barrualdean burbuila txiki batzuk ikusi izana. Egoera horren aurrean logikoena da aurpegi txarra jarri eta engainatu zaituztela pentsatzea: “ziur kristala faltsua dela; erretxina sintetikoz egina izango da eta erreplikagileak inperfekzio batzuk utzi ditu”. Zuen susmoak baieztatzeko, piezarekin batera dagoen etiketari erreparatu diozue, kartelean erreplika bat dela jarriko zuelakoan; baina, horren ordez, mineralaren deskribapen zehatz bat dago, piezaren izena, formula kimikoa eta jatorria jasotzen dituena. Mundu guztia engainatu nahi dute, ala? Inondik inora ere ez. Burbuila txiki horiek mineral askoren eraketari lotutako elementu naturalak dira: inklusio fluidoak.

2. irudia: Kuartzo kristal baten barruko inklusio fluido baten argazkia, mikroskopioz egina. Eskalan, 100 mikra 0,1 milimetroren baliokide dira. (Iturria: Montanuniversität Leoben).

Inklusio fluidoak zer diren azaltzeko, hasieratik hasiko naiz. Kristal mineral gehienak fluido batean dauden elementu kimikoak elkartzean eratzen dira (hala nola, ura edo magma), presio eta tenperatura baldintza zehatzen pean. Minerala handituz joango da oinarrizko partikula gehiago gehitzen diren neurrian, egitura kristalino zehatz bati jarraituz. Hau da, kristalen aurpegiak handitzen joango dira atomo berriak eta/edo fluidoan dauden molekulak gehitu ahala, horiek agortu arte. Mineralaren hazkuntza hori gertatzen den bitartean, zulotxo edo barrunbe txikiak sor daitezke egitura kristalinoan, fluidoz betetzen direnak. Mineralen barrualdean harrapatutako fluido zati horiek dira inklusio fluidoak. Eskuarki oso txikian izaten dira (0,1 mm baino gutxiagoko diametroa), baina proportzio milimetrikoetara ere irits daitezke, eta ahalegin handirik egin gabe begi hutsez ikus daitezke.

3. irudia: Kuartzo-kristal batean identifikatutako inklusio fluidoen motak, jatorriaren arabera. A) Kristalaren aurpegiei jarraikiz hazi diren primarioak; B) Kristalaren alde batean ausaz zabaldu diren primarioak; C) Eratu ondoren, kristala zeharkatu zuen haustura batean kokatutako sekundarioak. (Iturria: Istituto di Geoscienze e Georisorse / Consiglio Nazionale delle Ricerche).

Jatorriaren arabera, inklusio fluidoak bi talde handitan bana daitezke. Alde batetik, primarioak daude. Kristalaren hazkuntzan zehar eratzen dira, eta mineralaren oinarri den fluidoaren zati bat daukate kapsulatuta. Oro har, bi modutan zabaltzen dira egitura kristalinoan zehar: ausaz mineral osoan, edo hazkuntzaren plano kristalografikoei jarraituz. Bestetik, inklusio fluido sekundarioak daude. Horiek kristala eratu ondoren sortzen dira; zehazki, kristalean hausturaren bat dagoenean, zeinetatik fluido berri batek zirkulatzen duen. Kasu horretan, inklusioek haustura horien norabideari jarraitzen diote.

4. irudia: Inklusio fluidoen motak beren egoeraren arabera. A eta B) Fase likido bat eta fase gaseoso bat konbinatzen dituzten inklusioak; C) Fase gaseoso bat eta beraien artean nahastu ezin diren bi fase likido konbinatzen dituzten inklusioak; D) Fase gaseoso bat, likido bat eta solido bat konbinatzen dituzten inklusioak. (Iturria: Istituto di Geoscienze e Georisorse / Consiglio Nazionale delle Ricerche).

Egoerari dagokionez, inklusio fluidoak fase likidoan, fase gaseosoan edo bi faseetako konbinazio batean aurki daitezke. Are gehiago, partikula solidoak ere aurki daitezke inklusio fluidoen barruan, dela berandu prezipitatu direlako barrunbean harrapatuta geratu zen fase likidoan disolbatutako elementuetatik abiatuta, dela aurretiaz eratutako kristal txiki hori inklusioaren barruko fluidoak arrastan eraman zuelako eta harekin batera harrapatuta gelditu zelako.

Baina, gezurra dirudien arren, mineral batzuen barruan harrapatutako burbuila txiki horiek ematen duten informazioa benetan garrantzitsua da. Inklusio fluidoak aztertzeari esker, kristala osatu zuten fluidoen ezaugarri batzuk ezagut ditzakegu, primarioak badira, edo mineral horri eratu ondoren eragin zioten fluidoei buruz, inklusio sekundarioak badira. Horren bidez, fluido mineralizatzaile horien tenperatura, presioa, dentsitatea eta osaera kimikoa ezagut ditzakegu; eta horrek guztiak aplikazio zuzena du Geologiaren ikerketa arlo askotan. Adibidez, mineral hobi kritikoak bilatzeko; izan ere, informazioa ematen digute prozesu genetikoei eta agertu diren testuinguru geologikoari buruz. Eta, horri esker, munduko beste leku batzuetan ere aurki daitezke. Energia iturri berrien erabilerarako ere baliagarriak dira; adibidez, energia geotermikoari lotuta. Izan ere, inklusio fluidoak zorupeko termometro gisa erabil daitezke, energia iturri hori erabiltzeko eremuak mugatzeko.

5. irudia: Izotzean eginiko zundaketa baten zatia, zeinetan barruan gordetako inklusio gaseoso asko ikus baitaitezke. (Iturria: Royal Museums Greenwich).

Hala ere, inklusio fluidoen aplikaziorik interesgarriena, nire ustez, iraganeko inguruneak birsortzeko erabil daitezkeela da. Antartikan eta Groenlandian egiten diren izotz zundaketetan, berotegi-efektuko gas batzuen garai hartako atmosferako kontzentrazioak ezagutzea ahalbidetzen duten gas burbuilak daude kapsulatuta, hala nola karbono dioxidoa (CO2) eta metanoa (CH4). Horri esker, azken ehunka mila urteetan gertatutako ziklo klimatikoekin duten harremana azter daiteke. Eta, informazio horrekin, egungo berotze globalean gizakiaren jardueren efektua arintzeko estrategiak ezar daitezke.

Hortaz, egunen batean beira-arasa batean erakusgai dagoen kristal handi eta dotore bat ikusten baduzue eta burbuila formako inperfekzio txikiak baditu, ez jarri aurpegi txarrik eta ez kendu baliorik. Gogoratu polit-polita izateaz gain, berebiziko artxibo geologiko bat ere badela, eta hari esker eratu zenetik egun arte izan duen historia ezagut dezakegula zehaztasun osoz.

Egileaz:

Blanca María Martínez (@BlancaMG4) Geologian doktorea da, Aranzadi Zientzia Elkarteko ikertzailea eta UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Geologia Saileko laguntzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko otsailaren 1ean: ¿Por qué mi mineral tiene burbujas?

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Un equipo de investigadores acaba de demostrar que pueden emplearse redes neuronales artificiales para reconstruir el número de perikymata, es decir las líneas de crecimiento en el esmalte, que están ausentes en dientes desgastados. Esto tiene aplicaciones paleobiológicas y forenses.

Los dientes son una fuente casi inagotable de información, tanto desde el punto de vista biológico como taxonómico. Debido a su modo de crecimiento, se pueden contar directamente sus líneas y estimar los días de formación. Sin embargo, contar los perikymata presenta dificultades derivadas del estado del diente, porque si el diente está desgastado por el uso normal, parte de los perikymata se habrán perdido como consecuencia de la pérdida de esmalte.

“Resolver este problema es de vital importancia, ya que nos permitiría aumentar el número de dientes adecuados para llevar a cabo estudios evolutivos y, con ello, llegar a conclusiones más fiables”, afirma Mario Modesto Mata, investigador del Grupo de Antropología dental del Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH) y que colabora en el proyecto europeo Tied2Teeth, liderado por la investigadora Leslea Hlusko.

Según los resultados de este trabajo, conociendo la disminución del esmalte del diente, medido como el porcentaje de la altura de la corona desaparecida, se pueden aplicar técnicas de inteligencia artificial para predecir el número de perikymata perdidos en cualquier diente de humanos modernos. En concreto, se han desarrollado redes neuronales artificiales para predecir el número de perikymata cuando un diente ha perdido hasta un 30 % de la altura de la corona. El resultado de la validación de las redes neuronales indica que cuando falta el 30 % del esmalte, en un 86 % de las ocasiones, el error máximo es de solo 3 perikymata en total.

“Son datos tan precisos sobre las líneas de crecimiento que nos permitiría predecir el tiempo de formación completa del esmalte de un modo muy próximo a la realidad, indicándonos que las redes neuronales podrían ser usadas para investigar aspectos relacionados con la paleobiología”, comenta Mata.

De cara a maximizar el uso y aplicación de estas redes neuronales, los autores del trabajo han desarrollado un software a modo de paquete de R llamado teethR, (de “teeth aRe wonderful”) de libre distribución e instalación. Su uso no requiere formación sobre inteligencia artificial, sino simplemente un conocimiento muy básico de R. A partir de una función desarrollada en el paquete, se pueden hacer predicciones de un modo muy rápido.

Referencia:

Modesto‐Mata, M., de la Fuente Valentín, L., Hlusko, L.J., Martínez de Pinillos, M., Towle, I., García‐Campos, C., Martinón‐Torres, M., & Bermúdez de Castro, J.M. (2024) Artificial neural networks reconstruct missing perikymata in worn teeth The Anatomical Record  doi: 10.1002/ar.25416

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por el CENIEH

El artículo La inteligencia artificial entra en la antropología dental se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Intsektu hegalariek gauez argitara zergatik jotzen duten ebatzi du ikerketa batek. Berez, argia ez dute jomuga, orain arte zabalduen zegoen hipotesiak proposatzen zuen moduan.

1. irudia: Laborategian ez ezik, aire zabaleko eremuetan egin dituzte esperimentuak. Azken hauek Costa Rican egin dituzte. (Argazkia: Samuel Fabian. Iturria: CC BY-ND)

Kuriositate minimo bat duen edozein gizakiarentzat kontu ezaguna da gauean piztutako argi batek ezinbestean intsektu hegalariak erakarriko dituela. “Beren mugimendu frenetikoak ikustean, zinez zerbait gaizki doalako sentsazioa ematen du; janaria bilatzen eta harrapakariak saihesten egon beharrean, gaueko pilotu hauek argi batek harrapatuta daudelako”, idatzi du zientzialari talde batek The Conversation atarian argitaratutako dibulgazio artikulu batean. Ohi bezala, testu horretan ahalegindu dira publiko ez espezialista bati begira beren ikerketa bat azaltzen. Kasu honetan, Nature Communications aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean jasotakoa.

Ikertzaileen arabera, orain arte ez zen ezagutzen logikaren kontra doan portaera horren arrazoia. Historian zehar askotariko azalpenak eman zaizkio fenomenoari. Adibidez, garai batean uste zen argi igorle gehienek isurtzen duten beroa zela intsektuak erakartzen zituena; eta, hain zuzen, egia da badirela beroaren bila jotzen duten intsektuak; baina horiek gutxiengoa dira. Are, orain horren zabalduta dauden LED motako argi hotzei esker ere agerikoa da beroak ez duela misterioa argitzen, horietara ere bisitari txikiek berdin-berdin jotzen dutelako.

Sen onak eman dezakeen beste erantzun bat da besterik gabe argiak intsektuak erakartzen dituela; adibidez, haitzulo batean edo itxitako beste ezein puntutan egotekotan, argia da aterabide baten adierazle nabarmena. Eta honetan ere, ikertzaileen arabera, errealitateak dio hori gertatzen dela kasu askotan. Baina, halere, azalpen horrek ez du argitzen zergatik geratzen diren argi horren inguruan biraka. Gainera, ikertzaileek argudiatu dute gauzak hala izanez gero, intsektuek espiral moduko birak emango lituzketela argiaren kontra, horren kontra jotzeko norabidean.

Azkenik, proposatu izan da ere agian zomorro txikiek uste dutela Ilargiaren aurrean ari direla, gauaren erregina izan ohi den objektu astronomiko hori beren nabigazio zereginetan erabiltzen dutelakoan. Egileek diotenez, egia da ere intsektu askok Ilargia erabiltzen dutela orientatzeko. Proposatutako azalpenaren arabera, etengabe mugitzen diren beste objektuekin alderatuz, Ilargia erreferentzia gisa balio zaie intsektuei. Ondorioz, argi baten inguruan mugituko lirateke etengabean, Ilargia delakoan, itsasargi hori erreferentzia bezala mantendu nahian. Baina, beste behin, oraingoan ere horrek ez du azaltzen fenomenoaren osotasuna.

Gau hegaldien miaketa zehatza

Auzia behin betiko ebatzi nahian, esperimentuetara jo dute. Abiadura handiko kamera bidez grabatu dituzte hainbat argi iturriren inguruan biraka ari diren intsektuak, eta, horrela, doitasun handiz jaso ahal izan dituzte zomorrotxoek egindako ibilbideak zein beren gorputz txikien kokapena. Laborategian jasotzeaz gain, aire zabalean ere jaso dituzte behaketak. Filmaketak egiteko, argi infragorriaz baliatu dira, animalien portaeran ahalik eta eragin gutxien sortu nahian.

Esperimentuetan hainbat argiztapen tartekatu dituzte; besteak beste, izpi ultramoreak eta argi hitsagoa duten azalerak. Adibidez, esperimentuetako batean goitik argiztatutako izara bat jarri dute, gaueko ortzia irudikatu nahian. Diotenez, izararen azpitik arazorik gabe hegan egin dute zomorrotxoek. Horrek aditzera eman die berez intsektuek ez dutela argia bilatzen; hala izan balitz, argiztatutako izarra horren kontra joko zutelako.

2. irudia: Aire zabalean dagoen edozein argi punturen inguruan pilatzen dira intsektuak, eta horiek erraz ikus daitezke edonon. Argazkian, lerro hauek idazteko unean bertan hartutako irudia. (Argazkia: Juanma Gallego)

Hamar espezierekin egin dituzte esperimentuak. Besteak beste, tximeletak, sitsak, erleak, liztorrak, burruntziak, txitxi-burruntziak eta frutaren euliak aztertu dituzte bide hau erabilita.

Ikusi dutenez, intsektu hegalari gehienek modu sistematikoan beren atzeko aldea —gure bizkarraren parekoa— etengabe jartzen dute argiaren kontra, modu horretan mantendu dezaketelako hegan egiteko behar duten orientazio egokia. Ikertzaileek uste dute intsektuek berez ez dutela modu egokirik gorantzako norabidea zein den zehazteko, eta, ondorioz, suposatutzat ematen dutela argia dagoen eremua goikoa dela. Argi dortsalarekiko erantzun gisa ezagutzen dute adituek portaera hau.

Ikertzaileek ondorioztatu dutenez, zeruaren argi naturalaren pean, argia dagoen hemisferioari bizkarra ematea lagungarria da hegaldiaren kontrola egokia mantentzeko. Halere, argi iturri artifizialetatik gertu, argiari emandako erantzun horrek eragin dezake argiarekiko norabide berdina lerrokatuta mantentzeko nahia, eta, ondorioz, intsektuak harrapatuta geratzen dira. Modu honetan, lehen itxura batean alderraiak diruditen hegaldi horien bitartez intsektuek zentzua eman nahi diote argi artifizialari, baina argi dago ere zeregin horretan ez dutela arrakastarik.

Egileek onartu dute beste hainbat animalia handiagori ez zaiola horrelakorik gertatzen. Hala izanik, zergatik galtzen dute orientazioa intsektuek? Sinetsita daude kontu honetan tamainak baduela zeresanik. Diotenez, animalia handiagoek grabitatea atzeman dezakete organoen bidez —gizakien artean bestibulu aparatua jarri dute adibidetzat—, baina intsektuen egiturak askoz txikiagoak dira hori taxuz egin ahal izateko, eta bereziki airean maniobra azkarrak egiten dituztenean zail egiten omen zaie azelerazioa hautematea.

Aztertutakoen artean, Daphnis nerii sitsa izan da portaera hori erakutsi ez duen bi espezieetako bat. Sits honen kasua bitxia da, egileen arabera argi tranpek erakarri ohi dituztelako. Uste dute arrazoia izan daitekeela espezie honek hainbat hegaldi mota desberdin dituela; adibidez, abiadura handian planeatzeko gai dira.

Bigarren salbuespena frutaren eulia edo Drosophila izenekoa da. Aurretik ezagutzen zen argi artifizialak ez diola eragiten. Hain justu, laborategian luze eta zabal erabiltzen den espezie eredu honen portaerak aukera ematen die zientzialariei esperimentuak egiteko, proba horietan argia oztopo izan gabe.

Argi kutsaduraren inpaktua

Ikertzaile guztiek nolabait babestu behar dute beren ikerketaren balioa —bide batez, orkestra batean klarinetea jotzen duten musikariei egin ohi ez zaien eskakizuna da hau, klarinete jotzaileekiko erabateko errespetuarekin—. Kasu honetan zientzialari hauek ez dute malabar dialektiko larregirik egin behar izan, jakina baita mundu osoan intsektuak gainbeheran daudela, eta haientzat ere argi kutsadura arazo larria dela.

Egileek diote 370 milioi urtez intsektuentzat zerua hegan egiteko erreferentzia fidagarria izan dela, baina orain argi artifizialek aspalditik errotutako erreferentzia hori aldatu dutela, egoera berrira egokitzeko denborarik eman gabe. Orain aztertu nahi dute argi artifizialaren eragin hori zer distantziatara ematen den, horren arabera argi kutsaduraren inpaktua murriztuko duten neurriak proposatu ahal izateko.

Erreferentzia bibliografikoa:

Fabian, Samuel T.; Sondhi, Yash ; Allen, Pablo E.; Theobald, Jamie C.; Lin, Huai-Ti. (2024). Why flying insects gather at artificial light. Nature Communications, 15, 689. DOI: 10.1038/s41467-024-44785-3

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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