Zientzia

Cualquier persona que haya leído mi último libro Las matemáticas como herramienta de creación artística (2023), se habrá dado cuenta de la admiración que siento por el trabajo artístico del diseñador, artista polifacético y educador suizo Max Bill (1908-1994), figura central de arte concreto y, en mi opinión, uno de los artistas claves en el arte del siglo xx. Las matemáticas fueron fundamentales para este artista, como dejó recogido en su ensayo El pensamiento matemático del arte de nuestro tiempo (1949) y en el que se pueden leer reflexiones como la siguiente:

Creo que es posible desarrollar ampliamente un arte basado en el pensamiento matemático. Contra esta opinión se plantearon enseguida fuertes objeciones. Se afirma que el arte nada tiene que ver con las matemáticas, y que éstas son una materia árida, no artística, una cuestión puramente intelectual, que es contraria al arte. Para el arte, sólo el sentimiento es importante y el pensamiento es perjudicial. Ninguno de los dos puntos de vista es correcto, porque el arte necesita por igual del sentimiento y del pensamiento.

En el mencionado texto, Las matemáticas como herramienta de creación artística, se puede descubrir la importancia que tuvo el teorema de Pitágoras en su obra, herramienta matemática que utilizó desde, al menos, 1937, año de creación de su obra Construcción con la fórmula a2 +b2 = c2, y que no abandonaría nunca (véase también la entrada El teorema de Pitágoras en el arte); o la profunda relación que tuvo con la banda de Moebius, desde que la redescubriera y bautizara como la cinta sin fin en 1935 (véase también la entrada Arte Moebius (I)). Pero nos podemos encontrar muchas más matemáticas en su trabajo: figuras geométricas planas –polígonos, círculos y otras curvas- y espaciales –esferas y poliedros-, el hipercubo, diferentes sucesiones de números o la combinatoria, entre otras.

En esta entrada quiero que disfrutemos, y analicemos juntos, mirando con ojos matemáticos, una hermosa serie de obras relacionada con la geometría, la combinatoria y el álgebra, su serie 11 x 4 : 4 (1963/1970).

Las once serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), del artista concreto suizo Max Bill

 

¿Qué vemos cuando miramos?

Antes de nada, analicemos esta serie de obras. Si tomamos una cualquiera de ellas, por ejemplo, la última, de la cual he realizado la siguiente reconstrucción, descubriremos algunas cosas interesantes. Para empezar, algo básico, la obra está compuesta por una retícula cuadrada de tamaño 4 x 4, es decir, con 16 pequeños cuadrados. Además, cada uno de los 16 cuadrados están coloreados con uno de los cuatro colores que se han utilizado en cada pieza, en la serigrafía de la siguiente imagen azul, rojo, amarillo y verde.

Reconstrucción de una de las serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Si la descomponemos por colores, observaremos que está formada (como se muestra en la siguiente imagen) por cuatro estructuras básicas, que son la misma, salvo rotaciones de 90, 180 y 270 grados. Es decir, si tomamos la primera (la azul) podemos obtener las demás girando, en el sentido contrario a las agujas del reloj, 90 grados (verde), 180 grados (amarilla) y 270 grados (roja).

Descomposición, por colores, de la serigrafía anterior de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Consideremos otra de las once serigrafías que componen esta serie y veamos que ocurre lo mismo que en la anterior.

Reconstrucción, y descomposición por colores, de una de las serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 (1970), de Max Bill

 

Si llamamos “patrón básico” a la estructura formada por las cuatro casillas que llevan un mismo color y de manera que una de ellas sea el vértice superior izquierdo, que en el primer ejemplo son las cuatro casillas azules y en el segundo las cuatro casillas violetas, está claro que estas obras se forman tomando el patrón básico de un color y cada rotación del patrón básico, de 90, 180 y 270 grados, con otro color distinto cada una.

Pero cuidado, no vale cualquier elección de cuatro casillas de la retícula 4 x 4, puesto que puede ocurrir que la girar, 90, 180 y 270 grados, la estructura básica haya casillas que se superponen o casillas que no estarían ocupadas, que no tendrían color, como ocurre en el siguiente ejemplo (para el que hemos elegido los mismos colores que la primera serigrafía).

Candidato a patrón básico (azul) y las rotaciones de 90, 180 y 270 grados, en el sentido contrario de las agujas del reloj (verde, amarillo y rojo)

 

Si observamos el candidato a patrón básico (azul) y sus giros en el sentido contrario a las agujas del reloj (verde, amarillo y rojo), podemos observar que hay cuatro casillas de los lados de la retícula que no quedarían cubiertas, no podríamos asignarles color según lo establecido, en concreto la tercera de la primera fila, la primera de la segunda fila, la cuarta de la tercera y la segunda de la cuarta. Y, además, las cuatro casillas del centro tendrían dos colores asignados cada una de ellas, las dos casillas centrales de la diagonal descendente tendrían asignados los colores azul y amarillo, mientras que las dos casillas centrales de la diagonal ascendente tendrían asignados los colores verde y rojo. En consecuencia, este candidato a patrón básico no sirve para generar una obra del estilo de las serigrafías de la serie de Max Bill.

Pero volvamos de nuevo a la serie 11 x 4 : 4 y representemos los once patrones básicos asociados a las once serigrafías de la misma.

Los once patrones básicos correspondientes a las once serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 de Max Bill

Entonces, podemos observar más cosas, además del análisis anterior de que los cuatro cuadrados del patrón básico, junto a los cuadrados de cada una de las estructuras (4 cuadrados por estructura) que consisten en girar 90, 180 y 270 grados el patrón básico, llenan la retícula 4 x 4, como que los cuadrados del patrón básico (luego los cuadrados de un mismo color en cada serigrafía de la serie) o no se tocan o se tocan solo en un vértice, nunca comparten un lado entero.

Por ejemplo, ninguno de las dos creaciones siguientes que verifica la condición de ser cuatro estructuras de cuatro cuadrados, tal que cada una se relaciona con las otras mediante giros de 90, 180 y 270 grados, y que las cuatro juntas rellenan la retícula 4 x 4, podrían formar parte de la serie de Max Bill, ya que hay cuadrados del mismo color que se tocan en un lado.

¿Y si pensamos matemáticamente?

Entre las notas de Max Bill puede encontrarse una explicación (siguiente imagen) de cómo ha generado cada una de las once estructuras básicas (patrones básicos). En este apartado intentaremos explicar el motivo por el cual considera exactamente esos once patrones básicos para generar las obras de la serie. En su explicación gráfica, empieza con una estructura básica y desplaza uno de los cuatro cuadrados de la misma para obtener una nueva estructura básica, y así hasta el final. Por ejemplo, en su primera estructura básica (que es la primera de la segunda fila de la anterior imagen de las once estructuras básicas) desplaza el cuadrado de la tercera fila y cuarta columna, al cuadrado de la primera fila y tercera columna. Debemos percatarnos que al mover ese cuadrado solo tiene tres opciones para moverlo, ya que al girar tiene que cubrir los mismos cuatro huecos (casillas) que cubría el cuadrado que ha movido. Esto nos lleva a una pequeña reflexión matemática relacionada con este proceso creativo, lo que en matemáticas se denomina la “acción de un grupo sobre un conjunto”.

Nota explicativa, de puño y letra de Max Bill, sobre el proceso creativo de la obra 11 x 4 : 4 (1970)

 

En este proceso creativo de Max Bill interviene un grupo algebraico, el grupo G de las rotaciones de un cuadrado que lo dejan invariante, que está formado por los giros de 0 grados (este giro es la identidad, no mover el cuadrado), 90 grados, 180 grados y 270 grados. En las entradas Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto y La teoría de grupos en el arte contemporáneo: John Ernest se puede leer sobre la estructura algebraica de grupo, pero realmente no es necesario para entender esta entrada, cuya lectura podéis continuar sin necesidad de saber nada más que estamos trabajando con el grupo de rotaciones de un cuadrado, es decir, rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados. Además, se está considerando, de forma implícita, lo que se denomina la acción de un grupo sobre un conjunto. En este caso, el conjunto X estaría formado por las 16 casillas de la retícula, que en la siguiente imagen hemos nombrado con letras, de la a a la p, para entender mejor la acción del grupo.

Una acción de un grupo G sobre un conjunto X consiste en una aplicación que a cada elemento del grupo g (de G) y cada elemento del conjunto x (de X) se les asocia otro elemento del conjunto X, que denotamos gx, o g(x), que consiste en aplicar g sobre x. Por ejemplo, si g es el giro de 90 grados y x es la casilla a, entonces g(x) es la casilla d, o si g es el giro de 270 grados y x es la casilla j, entonces g(x) es la casilla f (la que se obtiene al girar 270 grados en el sentido contrario a las agujas del reloj). Más aún, si tomamos g = giro de 90 grados, podemos ver en la siguiente imagen cómo se moverían todas las casillas.

El proceso creativo de Max Bill está relacionado con lo que en matemáticas se llama las órbitas de una acción de un grupo sobre un conjunto. Dado un punto cualquiera x del conjunto X, se llama “órbita de x”, a todos los elementos del conjunto que se obtienen al aplicar los elementos del grupo G sobre ese elemento x. Escrito de forma matemática, la órbita de un elemento x sería el subconjunto {g(x): para todo g de G}. Por ejemplo, en nuestro caso, si tomamos la casilla a, resulta que al aplicarle los elementos del grupo (rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados) se obtienen las casillas {a, d, p, m} (las casillas de las esquinas). En total, en la acción que hemos descrito, relacionada con la serie artística de Max Bill, existen cuatro órbitas, la descrita antes y otras tres, todas ellas descritas en la siguiente imagen, en la que cada color describe los elementos de una misma órbita: {a, d, p, m} (rosa), {b, h, o, i} (azul claro), {c, l, n, e} (verde claro) y {f, g, j, k} (amarillo).

Las cuatro órbitas, cada una de un color, de la acción del grupo de las rotaciones de 0, 90, 180 y 270 grados sobre el conjunto de las 16 casillas de la retícula 4 x 4

 

¿Cómo se relaciona esto con el proceso creativo de Max Bill? Cada uno de los patrones básicos está formado por un cuadrado de cada una de las cuatro órbitas, como podéis comprobar en los once patrones básicos que hemos descrito más arriba. Por lo tanto, para crear los patrones básicos para obras de la serie de Max Bill hay que coger, para cada patrón básico, un cuadrado de cada órbita, pero con algunas condiciones que iremos explicando paso a paso.

Para empezar, de cada órbita tenemos 4 posibles cuadrados, luego existen 4 x 4 x 4 x 4 = 256 formas distintas de elegir un cuadrado de cada órbita, que son muchas formas para empezar. Como cada patrón básico, girado 90, 180 y 270 grados forma una obra de la serie de Max Bill, hay candidatos a patrones básicos de los 256 anteriores que darían lugar a la misma obra. Por ejemplo, en la siguiente imagen vemos cuatro de estos posibles patrones básicos, pero que dan lugar a la misma obra, ya que son iguales, salvo una rotación, de 90, 180 o 270 grados.

Estos cuatro candidatos a patrones básicos darían lugar a la misma obra de Max Bill, elegidos los colores convenientemente, ya que son iguales salvo una rotación de 90, 180 o 270 grados

 

Luego de esos cuatro elegiríamos solo uno, por ejemplo, el que tiene el cuadrado de la esquina superior izquierda. Este es el motivo por el cual más arriba pusimos la condición de que un patrón básico tenga el cuadrado de la esquina superior izquierda. En consecuencia, de los 256 candidatos a patrones básicos, nos quedaremos con 256 / 4 = 64, los que tienen el cuadrado de la esquina superior izquierda, los demás son iguales a estos salvo rotación.

Es decir, de la órbita de las casillas de las esquinas, tenemos fijada la asignación de la esquina superior izquierda, y es la elección de un cuadrado en cada una de las otras tres órbitas lo que nos genera los 64 candidatos a patrones básicos. Pero no todos estos candidatos son válidos. Como comentamos más arriba, los cuadrados elegidos no se pueden tocar lado con lado, luego hay que eliminar los candidatos a patrones básicos que, como los de la siguiente imagen, tengan cuadrados que comparten un lado.

Estos dos candidatos a patrones básicos no son válidos ya que en cada uno hay cuadrados, al menos un par, que comparten un lado

 

Ya tenemos documentadas las dos condiciones sobre los patrones básicos que habíamos observado en el apartado anterior, que la estructura básica rellene la retícula 4 x 4, mediante los giros de 90, 180 y 270 grados, y que no haya dos cuadrados que se toquen a través de un lado. Llegados hasta aquí, tenemos un problema de combinatoria:

¿cuántos patrones básicos existen?

Vamos a computar la cantidad de patrones, y describirlos, viendo las opciones que existen para los cuadrados de las otras tres órbitas. El primer cuadrado del patrón ya está fijado, en la esquina superior izquierda y el segundo cuadrado lo vamos a elegir de la órbita de los cuatro cuadrados centrales. Hay cuatro opciones para ese segundo cuadrado, puesto que no hay opción a que en alguna de las cuatro opciones tenga un lado en común con el cuadrado de la esquina, que son las que aparecen en la siguiente imagen.

Ahora, para cada una de esas cuatro opciones, vamos a ver dónde pueden colocarse los dos cuadrados que se corresponden con las otras dos órbitas. La primera de las cuatro opciones anteriores, la de la izquierda, que tiene los dos cuadrados que se tocan por un vértice, es diferente a las otras tres, por lo que vamos a analizarla primero. Para esa primera opción cada uno de los otros dos cuadrados tienen tres opciones cada uno, solo la opción en la que comparten lado con los otros dos cuadrados no es válida. Por lo tanto, de aquí se deducen 3 x 3 = 9 patrones básicos distintos, aunque hay que eliminar dos de ellos, puesto que coinciden los cuadrados en un mismo lateral de la retícula y se tocan en un lado, quedando solo 7 patrones básicos, que se muestran a continuación (los 7 negros, ya que hemos eliminado los dos rojos).

Para cada una de las otras tres opciones, cada uno de los otros dos cuadrados tienen dos opciones cada uno, luego cuatro patrones básicos para cada opción. Sin embargo, en dos de ellas dos de los cuadrados coinciden en uno de los lados, luego comparten lado, por lo tanto, en total son 10 estructuras más.

Para la primera opción …

Para la segunda opción …

Y para la tercera opción …

Por lo tanto, en total son 17 patrones básicos distintos. A continuación, los mostramos todos juntos, marcando en azul los correspondientes patrones de las 11 serigrafías de la serie 11 x 4 : 4 de Max Bill. Por lo tanto, existen 6 patrones básicos que no estarían, a priori, considerados por Max Bill, aunque veremos que esto no es así.

En la explicación de Max Bill sobre el proceso creativo, que hemos incluido más arriba, el artista concreto comenta “se han excluido cinco variantes por la inversión de los grupos II, III, IV, V y XI”. Lo que ocurre es que Max Bill ha añadido, además, otra forma, intuitiva y geométrica, de establecer que dos patrones básicos son el mismo. Expliquémosla.

Tomemos el primero de los patrones básicos de la clasificación anterior, que no está en la lista de las 11 estructuras básicas de Max Bill, el patrón que está en la segunda fila, primera columna. Imaginemos que es una estructura tridimensional, formada por pequeños cuadrados que tienen el mismo color, blanco o negro, en la cara superior y en la cara inferior, si diésemos la vuelta (por eso Max Bill habla de “inversión”) a nuestra retícula 4 x 4 tridimensional (cuyo resultado es el mismo que tomar la imagen especular respecto a la diagonal principal descendente) nos quedaría un patrón básico, imagen especular / inversión del anterior, como se muestra en la siguiente imagen, y podríamos considerar que son la misma estructura esencialmente (ya que una es simétrica de la otra). Y ese patrón básico al que es simétrico (el de la derecha de la imagen), sí está en el listado de los patrones básicos de Max Bill, véase más arriba, es el patrón II del documento del propio artista.

Veamos que los demás patrones básicos que, a priori, no estaban en la clasificación de Max Bill, son simétricos a alguno de los que sí está en la clasificación. Tomemos el patrón que está en la segunda fila y quinta columna, resulta que es simétrico (es como voltearlo) al patrón XI de Max Bill (véase la siguiente imagen).

Ahora vamos a considerar otro patrón básico que no estaba, el que está en la tercera fila y cuarta columna. Resulta ser simétrico, como se observa en la siguiente imagen, al patrón V de la clasificación de Max Bill.

El siguiente patrón básico a considerar es el que está es el primero de la cuarta fila, que resulta ser, como se muestra en la siguiente imagen, simétrico al patrón básico III de Max Bill.

Mientras que el segundo patrón básico de la cuarta fila es simétrico, como se muestra en la siguiente imagen, al patrón IV de Max Bill.

Y ahí tenemos las “inversiones de los grupos II, III, IV, V y XI” a las que alude el artista suizo y que aquí hemos denominado patrones simétricos respecto a los patrones (II, III, IV, V y XI) de la clasificación de Max Bill. Pero resulta que nos falta una estructura básica que no tuvo en cuenta Max Bill, la que está en la segunda fila y segunda columna. Aunque está también es simétrica a uno de los patrones de las de la clasificación de Max Bill, el patrón X.

En consecuencia, Max Bill realizó una clasificación completa de todas las estructuras básicas posibles para su serie de obras 11 x 4 : 4, sin dejarse ninguna fuera, como hemos comprobado mediante esta pequeña reflexión matemática sobre su proceso creativo. Dicho de otra forma, el proceso creativo de Max Bill utiliza elementos de la geometría, el álgebra y la combinatoria.

System mit Funf Vierfarbigen Zentren / Sistema con cinco centros de cuatro colores (1970), del artista concreto suizo Max Bill

 

Bibliografía

1.- R. Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, Libros de la Catarata – FESPM, 2023.

2.- Max Bill, El pensamiento matemático del arte de nuestro tiempo, 1949.

3.- Valentina Anker, Max Bill ou la recherche d´un art logique, Editions l´Age d´Homme, 1979

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 Once cuatro cuatro, mirar el arte con ojos matemáticos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Blanca Martínez

Zertxobait aldatu dut Obelixek Uderzo y Goscinnyren komiki guztietan behin eta berriro errepikatzen zuen esaldi ospetsu bat; izan ere, ezin hobeto laburbiltzen du gaurkoan jorratuko dudan gaia: Errepublikako eta Erromatar Inperioko eraikuntza tekniken atzean ezkutatzen diren sekretu geologikoak.

Erroma klasikoko zerbaitek benetan harritzen gaitu: eraikin handi askok zutik iraun dute 2.000 urtez baino gehiagoz. Eta ingeniaritza dohain izugarri horiek geologiaz zuten ezagutzarekin dute zerikusia; nahigabeko aurkikuntzen, baina funtzionalen, ondoriozko ezagutza. Baina ez naiz ari fatxadetan, harmailadietan edo estatuetan apaingarri gisa erabiltzen diren jatorri, osaera eta kolore natural ederreko arrokei buruz, baizik eta zimenduak ainguratzeko eta eraikuntzen hormak jasotzeko erabiltzen den osagaiari buruz: hormigoia.

1. irudia: gure aroko I. mendeko hormigoizko lekuko erromatarra (ezkerraldean), 100 kg/cm2 baino gehiagoko konpresioari eusten diona, eta XXI. mendeko hormigoizko lekukoa (eskuinaldean), teknika modernoekin egindakoa, 200 eta 300 kg/cm2 bitarteko konpresioei eusten diena. Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarren Museoan ikusgai dauden ereduak. (Argazkia: Blanca María Martínez.)

Ziurrenik testu hau irakurtzen ari diren guztiek inoiz edo behin obra batera hurbildu eta ikusiko zituzten langileak, normalean palakadaka, hormigoi makinara elementu pare bat botatzen eta ura gaineratzen, makinak osagai guztiak ondo nahasteko bueltak emateko, eta, horrela, hormigoi deitzen dugun ore grisaxka sortzeko zain. Nahasketari gehitzen zaizkion material horietako bat agregakinak dira, hau da, hartxintxarren edo harearen tamaina lortu arte hautsi edo txikitzen diren arrokak. Eta bestea zementua da: 1.200ºC-tan baino gehiagotan berotu ondoren deshidratatutako buztin eta kareharri nahasketa. Hala, ura eransten zaionean gogortu egiten den kare bizia (kaltzio oxidoa) lortzen da.

2. irudia: Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarreko murru bateko zimenduen xehetasuna. Antzoki hori gure aroko I. mendean eraiki zen, kare bizi, harea, Ebro ibaiko terrazetatik ateratako harri koskorren eta ibai horretako ur gezaren nahasketatik abiatuta. Irudiko harri koskorrek 5 cm-tik gorako luzera dute. (Argazkia: Blanca María Martínez)

Hormigoia, eraikuntzaren munduko bilakaera teknikoa dela eta, duela gutxi aurkitu den produktu konplexu tipikoa dela dirudi, baina hori ez da horrela. Gutxienez gure aroko II. mendeaz geroztik, erromatarrek teknika hori erabiltzen zuten beren hormigoia egiteko, opus caementicium izenekoa. Kareharrizko arroka kiskali egiten zuten egosketa labeetan edo karobietan, 500-600ºC-tan, kare bizia lortzeko. Kare hori zementu gisa erabiltzen zuten, harea eta urarekin nahastu eta, ondoren, harri koskorrak eta arroka zatiak gehituta, eraikuntzetan karga murruen zimendu edo euskarri ziren kofratuak betetzeko.

Are gehiago, oso denbora laburrean errezeta hobetzea lortu zuten. Napoleseko badiaren eremuan, puzolana izeneko sumendi errautsa (aluminio oxidoz eta silizioz osatua) erabiltzen hasi ziren gainerako harearekin nahasteko. Eta ikusi zuten nahasketa berri hori ur inguruneetan (itsas kostaldean, besteak beste) erabil zitekeela eta hormigoiaren erresistentzia areagotzen zuela; izan ere, itsasoko uraren eta puzolanaren artean erreakzio kimiko bat sortzen zen eta horrek materialak sendotzen dituzten mineral berriak eratzea zekarren (besteak beste, aluminio ugariko tobermorita).

3. irudia: Caesaraugustako (Zaragoza) Antzoki Erromatarraren harmailen bista orokorra; gogortutako hormigoi erromatarrarekin marruskatzean eraikuntzaren aztarnak agerian utzi zituen hondeamakinaren hortz metalikoek egindako markak ikus daitezke. (Argazkia: Blanca María Martínez)

Baina nahasketan sumendi errautsa erabiltzea ez da hormigoi erromatarraren iraunkortasunaren sekretu bakarra. Duela gutxi, ikertzaileen nazioarteko talde batek deskubritu du erromatarrek kare bizia (kaltzio oxidoa) kare itzali edo hidratatuaren (kaltzio karbonatoa sortzeko gai den konposatu oso erreaktiboa) partikula txikiekin nahasten zutela. Horrek hormigoi erromatarrari Terminator 2 filmeko T-1000 pertsonaiak autobirsortzeko zuen gaitasunaren antzekoa ematen dio, honako prozesu honen bidez: materiala apurtu egiten zenean, pitzaduretatik ura sar zitekeen eta kare itzaliko partikulekin erreakzionatu. Hala, kaltzio kopuru handiko jariakin bat sortzen zen, kaltzio karbonato gisa forma kristalinoan hauspeatzen zena eta pitzadura ixteko adabaki gisa jokatzen zuena. Gainera, hormigoiak puzolana bazuen, urarekiko erreakzio kimikoak are gehiago gogortzen zuen. Eta, hala, eraikuntza erromatarrak 2.000 urtez baino gehiagoz iraun ahal izan dute.

Hormigoi hain zoragarri horren errezeta ez zen inoiz idatziz utzi, ez xehetasunez behintzat; izan ere, idatzi erromatarretan eraikuntza teknikari buruz egiten ziren aipamenak lausoak eta, are gehiago, anbiguoak ziren. Hori dela eta, Erromatar Inperioa erori ondoren, erabiltzeari utzi zitzaion eta ezin izan da berriro erreplikatu duela bi mende arte, aldeak alde.

Jakina, nori berea aitortu behar zaio, eta ukaezina da erromatarrak maisu handiak izan zirela teknologiaren eta ingeniaritzaren arloan; horrez gain, bazekiten nola baliatu erabiltzen zituzten materialen ezaugarri geologikoak, nahiz eta ez zuten zehatz-mehatz ezagutzen beren arrakasten zientzia oinarria. Hala ere, jakina da aurretiko zibilizazio mediterraneo handitik ikasi zutena beti kopiatzen zutela eta hobetzen saiatzen zirela. Nolanahi ere, historiako lehen hormigoia lau mende lehenago aurkitu zen Grezian; kare bizia, harea, arroka ehoak eta ura nahastuz prestatzen zen. Eta, bai, kareore horretan sumendi arroken zatiak ere erabiltzen zituzten. Grekoek ezin izan zituzten aurkitu erromatarrek aurkitu zituzten iraunkortasun eta autobirsorkuntza horren sekretutxoak, nahiz eta erromatarrek kasualitate hutsez aurkitu zituzten.

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 urtarrilaren 18an: No estaban tan locos estos romanon.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Se han caracterizado las propiedades termodinámicas del modelo de Fermi-Hubbard, que utiliza átomos fríos para simular distintos fenómenos en física de la materia condensada.

Cuando un determinado sistema cuántico resulta difícil de investigar, una opción es estudiar otro que sea físicamente equivalente pero más accesible. Por ejemplo, para comprender cómo se comportan los electrones en un sistema de electrones fuertemente correlacionados (un problema experimental y teóricamente no trivial), los investigadores pueden estudiar una red de átomos fríos (un sistema controlable que obedece las mismas reglas estadísticas que el sistema electrónico más complejo).

Ahora, un equipo de investigadores ha caracterizado exhaustivamente la ecuación de estado para la versión general de un modelo que se emplea para traducir el comportamiento de los átomos fríos en una red al de los electrones correlacionados. Sus resultados confirman la fiabilidad de los tratamientos numéricos de vanguardia de este modelo, lo que lo hace aún más atractivo para estudiar nuevos fenómenos en física de la materia condensada.

El modelo en cuestión es el de Fermi-Hubbard, que tiene en cuenta las interacciones entre átomos fermiónicos en una red. Los átomos preparados con dos estados posibles se utilizan para explorar problemas que involucran las dos direcciones de espín de un electrón, como el transporte de electrones, mientras que los átomos con más estados se utilizan para explorar fenómenos más complejos, como los nuevos tipos de magnetismo. La ecuación de estado para el modelo de dos estados de Fermi-Hubbard se había caracterizado previamente numérica y experimentalmente. Pero los modelos multiestado, que son más difíciles de manejar numéricamente, siguen siendo mucho menos comprendidos.

Los investigadores utilizaron átomos de iterbio-173, que pueden adoptar seis estados posibles. Midieron las propiedades termodinámicas del modelo multiestado de Fermi-Hubbard utilizando una red de estos átomos y compararon los resultados con las predicciones utilizando los últimos cálculos numéricos disponibles. Las mediciones también accedieron a regímenes que a día de hoy son numéricamente intratables y proporcionaron los datos para derivar una ecuación de estado general para el modelo de Fermi-Hubbard.

Referencias:

G. Pasqualetti, O. Bettermann, N. Darkwah Oppong, E. Ibarra-García-Padilla, S. Dasgupta, R. T. Scalettar, K. R. A. Hazzard, I. Bloch, and S. Fölling (2024) Equation of State and Thermometry of the 2D SU(N) Fermi-Hubbard Model Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.132.083401

M. Stephens (2024) A General Equation of State for a Quantum Simulator Physics 17, s27

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Politécnica de Madrid

El artículo Una ecuación de estado general para el simulador cuántico de Fermi-Hubbard se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Beñat Monfort

Duela zazpi urte, 2017ko otsailean, artikulu bat argitaratu zuten Anna Ijjas, Paul J. Steinhardt eta Abraham Loeb (aurrerantzean, ISL) kosmologoek Scientific American aldizkarian. Hasiera batean argitara “Pop goes the Universe” (Pop, badoa Unibertsoa) izenburupean eman bazuten ere, izena aldatzea erabaki zuten argitaratu eta bi astera. Jatorrizko izenburuak Andrew McMahon kantautoreak idatzitako izen bereko abestiari egiten zion erreferentzia, zeinak aldaketei buruz, nortasunari buruz eta status quo zalantzan jartzeari buruz hitz egiten duen. Azalean, berriz, orratz batekin lehertzeko zorian dagoen unibertso itxurako puxika baten irudia ipini zuten.

Ilustrazio desnaturalizatu honek Big Bang-aren modeloa desafiatzen zuen, unibertsoaren hasierako iruditegiari dagokionez kosmologoen artean onarpen handiena duen eredua gaur. Eta hori gutxi balitz bezala, umore puntua erabili zuten hasieran, “pop” hitzak duen esanahi bikoitzaz baliatuz: leherketa baten onomatopeia bezala edo popular hitzaren laburdura moduan erabil daiteke ingelesez. Tonu ironikoa kentzeaz gain, esaldi deskribatzaileago bat hautatu zuten azkenean: “Cosmic Inflation Theory Faces Challenges” (Inflazio Kosmikoaren Teoriak Erronkak Ditu).

Irudia: Ijjas, Steinhardt eta Loeb kosmologoek 2017ko otsailean argitaratutako artikuluaren azala. (Iturria: Scientific American)

Eta ez zen gutxiagorako izan; izan ere, izenburua izenburu, artikuluaren edukiak hamaika fisikariren barruak mugitu zituen. Urte bereko hurrengo zenbakian iritsi zen erantzun ofiziala, goi mailako 33 zientzialarik sinatua. Deigarria gerta daiteke 33 zientzialarik sinaturiko artikuluaren tonua, baina lehenagotik berotzen ari zen eztabaida baten leherketa bezala ulertu behar da hau, hurrengo lerroetan azalduko den modura.

Eztabaida honen oinarria eta bilakaera ari naiz aztertzen nire doktorego tesian. Inflazio kosmikoaren teoria zein testuingurutan garatu zen ikertzen dut bertan, eta ondorioztatu lagungarria dela inflazioaren teoria oinarrizko fisikaren egungo krisiaren esparruan kokatzea eztabaidaren jatorria hobeto ulertzeko: eztabaidaren oinarrian desadostasun metodologiko bat dago. Dibulgazio artikulu honetan, nire ikerlana zertan datzan azaltzeko, inflazio kosmikoaren teoria zein testuingurutan garatu zen aipatuko da lehenik, eta eztabaida zerk sortu zuen ikusiko da ondoren.

Unibertsoa (eta eztabaida) leherrarazi z(it)uen orratzaren bila

XX. mendean zehar loratu zen fisika modernoa. Lehenago aurrerapen esanguratsu ugari aurki badaitezke ere, garai honetan aldaketa nabarmen bat gertatu zen objektu mikrofisikoak ulertzeko moduan: oinarrizko partikulen eta haiek jarraitzen dituzten legeen iruditerian urrats handia egin zen iraultza kuantikoari eta erlatibitate bereziaren teoriei esker. Ikerketa programa honen une gorena 70. hamarkadan gertatu zen, Partikulen Fisikaren Eredu Estandarra garatu baitzen. Modelo estandar honek arrakastaz bete ditu orain arteko egiaztapen esperimentalak.

Eta aurrerapenak ez ziren “mikro” noranzkoan bakarrik lortu, kosmologiaren alorrean ere lortu ziren. Erlatibitate orokorraren teoriaz baliatuz eta printzipio kosmologikoarengan fidatuz, hedatzen ari zen unibertso baten lehen ereduak garatu zituzten 20ko hamarkadan. Eta handik gutxira aurkitu zen unibertsoaren espantsioaren aldeko lehen ebidentzia esperimentala. Mende amaiera baino lehen eman ziren materia iluna eta energia ilunaren aldeko aurrerapauso teoriko zein esperimental nagusienak ere. ΛCDM izenez ezagutzen da hau guztia kontuan hartzen duen kosmologiako modelo estandarra.

Nola Partikulen Fisikaren Eredu Estandarrak hala ΛCDM modeloak teoria arrakastatsuen baieztapenaren paradigma klasikoa jarraitzen dute, zeinak datu esperimentalak erabiltzen dituen (nagusiki) teoria baieztatzeko. Zoritxarrez, egoera aldatu egin da azken hamarkadetan: fisika esperimentala eredu estandarrean ainguratuta geratu da, hark eginiko iragarpenak baieztatzen, baina fisika teorikoa haratago joan da. Teoriaren eta esperimentuen arteko etengabeko urruntze honek krisi larria sortu du oinarrizko fisikaren alorrean. Gaur egun sortzen ari diren zenbait teoriak ez dute oinarri esperimentalik, eta zenbait kasutan nahiko txikia da teoria hauek egiten dituzten iragarpenak etorkizunean gauzatzeko itxaropena. Horren lekuko da kosmologia inflazionarioa.

 Zergatik inflazioa?

ΛCDM ereduan, inflazio kosmikoaren teoria erabiltzen da unibertsoaren eboluzioa azaltzeko. Onartu ohi da Big Bang-aren ostean unibertsoa ikaragarri hazi zela oso denbora tarte laburrean: espazio-denboraren hedapen esponentzialean oinarritzen da teoria. Kosmologia inflazionarioa unibertsoaren Big Bang Beroaren eredu estandarra ordezkatzeko garatu zen 80ko hamarkadan. Eredu zahar honek ongi azaltzen ditu neur daitezkeen hainbat fenomeno, baina hasierako baldintza oso berezietan oinarritzen da. Inflaziorik gabe, Big Bangaren eredu estandarrean, unibertsoa uniformea eta laua da hasieratik bertatik, eta ez da erraza hasierako baldintza berezi hauen zergatia azaltzea. Unibertsoaren hasieran inflazioak hedapen esponentzialeko aldi labur bat txertatzen du eta unibertsoa uniformizatzen eta lautzen du, homogeneotasun ezak leunduz eta hasierako baldintza posibleak malgutuz.

Baina paradigma berri honen barruan, eredu inflazionario ezberdinak garatu dira teorikoki, eta ez da erraza etorkizuneko emaitza esperimentaletara ondoen egokituko d(ir)en modeloa(k) aukeratzea. Batzuek goretsi egiten dute eta beste batzuek kritikatu inflazio kosmikoaren teoriak duen gaitasuna etorkizuneko behaketetara egokitzeko.

 Zergatik eztabaida?

Funtsezko fisikaren krisiaren testuinguruan, inflazio kosmikoaren teoriaren garapenak berak eztabaidara eraman zituen kosmologoak. Izan ere, inflazioaren teoria babesten duten datu esperimentalak oso malguak dira oraingoz, eta datu hauekin bat datozen eredu teoriko asko daude. Eredu posible hauen artean, ez dituzte denek iragarpen berdinak egiten, eta gaur egungo ikuspuntutik nahiko urriak dira behin betiko eredua esperimentalki baieztatzeko aukerak. Egoera honen aurrean kosmologiako teoria berriak nola garatu beharko liratekeen dioen aurrejuzgu metodologikotik sortu zen, hain zuzen ere, desadostasuna.

Eztabaidak goia jo zuen 2013. urtean, Europako Espazio Agentziak Planck satelitearen emaitza esperimentalak argitaratu zituenean. Emaitza hauek kaleratu aurretik teoria inflazionarioaren kritika batzuk aurki badaitezke ere, eztabaidak indarra hartu zuen lehen aipatutako hiru fisikari ezagunek artikulu bat argitaratu zutenean Physics Letters B aldizkarian (Ijjas, Steinhardt & Loeb, 2013): “Inflationary paradigm in trouble after Planck 2013” (Paradigma inflazionarioa estu hartu dute Planck 2013aren ostean). Hirukoteak ondorioztatu zuen satelite honen bitartez lortutako datu esperimentalek kalte egiten zietela eredu inflazionario sinpleenei. Baina 2013an argitaratutako artikulu honek erantzun azkarra sortu zuen beste kosmologo batzuen aldetik (Guth, Kaiser & Nomura, 2014): haiek argudiatzen zuten ISLren ondorioak hipotesi problematikoetan oinarritzen zirela eta inflazio kosmikoa inoiz baino sendoago zegoela Planck satelitearen emaitzei esker.

Sarreran ikusi dugun modura, hiru urteren buruan talde bakoitzeko kideek beren argudioak garatu zituzten eta jarrera finkatu. Baina 2017an argitaratutako artikuluetan ardatz metodologiko argia zeukaten haien ikuspuntua babesteko erabili zituzten argudioek. Alde batetik, ISL kosmologoek defendatzen zuten inflazio kosmikoaren teoria ezin zela metodo zientifikoaren bidez ebaluatu, eta inflazioa onartzen zuten zientzialari batzuek baieztapen enpirikoa baztertzea proposatzen zutela, horrela zientzia ez-enpiriko baten ideia sustatuz. Eta bestetik, 33 zientzialariek  defendatzen zuten inflazioa frogagarria dela, eta, izan ere, proba ezberdin asko egin zaizkiola dagoeneko, eta orain arteko azterketa guztiak gainditu dituela.

Laburbilduz

Artikulu honetan kosmologiaren esparruan ari den eztabaida bat aztertu da, inflazio kosmikoaren bideragarritasuna zalantzan jartzen duena. Kosmologia inflazionarioa oinarrizko fisikaren krisiaren testuinguruan jarriz, azaleratu da eztabaidaren jatorria ez dagoela fisikaren esparruan, kosmologiaren metodologian baizik. ISLren kritika ez zen teoriaren koherentzia faltan edo behaketen aplikagarritasunik ezean oinarritzen. Desadostasuna dator kosmologiako teoriak garatzeko modu legitimoa zein den dioen ideia metodologikotik. Eta aurrejuzgu metodologiko honek erabat ondorio ezberdinak (kontraesankorrak) defendatzera eraman zituen bi taldeak.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Guth, A. H., Kaiser, D. I. eta Nomura, Y. (2014). Inflationary Paradigm after Planck 2013. Physics Letters B, 733, 112–119. DOI:10.1016/j.physletb.2014.03.020
• Ijjas, A., Steinhardt, P. J. eta Loeb, A. (2013). Inflationary Paradigm in Trouble after Planck 2013. Physics Letters B, 723 (3-4), 261–266. DOI:10.1016/j.physletb.2013.05.023

Egileaz:

Beñat Monfort Urkizu Fisikan graduatu zen UPV/EHU eta gaur egun zientziaren filosofiaren alorrean doktorego-tesia egiten ari da EHUko Zientziaren Historia eta Filosofia integratua ikerketa-taldean (iHPS)

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Hace apenas dos semanas hablábamos en planeta B sobre como, en ocasiones, las apariencias engañan y un cuerpo planetario que a simple vista parece no tener ningún tipo de actividad geológica, como es el caso de Mimas, podría estar más vivo -en el sentido geológico de la palabra- de lo que pensamos. Y es que los últimos estudios apuntan a que la actividad geológica no solo es algo con lo que nazcan los planetas, satélites y otros cuerpos menores, sino que, a lo largo de toda su evolución, pueden sufrir procesos capaces de aportar una energía a su interior que los mantenga activos durante más tiempo… o incluso volver a ponerlos en marcha por completo.

Esta etapa de actividad tardía probablemente solo ocurra en los satélites de los gigantes gaseosos, ya que esa “nueva” fuente de energía puede ser simplemente otorgada por una interacción gravitatoria con otros satélites del sistema o con el planeta al que orbita, generando unas mareas que al estirar y encoger su interior como un acordeón transformen su fricción en calor, el responsable último de esta renovada actividad geológica.

Eris y su satélite Disnomia vistos con el Telescopio Espacial Hubble. Tiene un diámetro de 615 kilómetros, convirtiéndolo en el segundo satélite más grande de un planeta enano tras Caronte. Cortesía de NASA/ESA y Mike Brown.

Pero hoy nos vamos a marchar mucho más lejos: Dejaremos el reino de los gigantes gaseosos y nos dirigimos hasta el reino de los objetos transneptunianos, aquellos objetos que giran alrededor del Sol más allá de la órbita de Neptuno y donde se esconden nuestros dos protagonistas de hoy: los planetas enanos Eris y Makemake.

Debido a la enorme distancia que nos separa de estos objetos, Makemake tarda en completar una órbita algo más de 306 años y Eris unos 560, sabemos muy pocos detalles sobre ellos porque, además, no son objetos muy grandes, por lo que observar detalles de su superficie es, ahora mismo, una quimera hasta con los mejores telescopios.

Pero no todo está perdido y gracias a la buena “vista” del JWST en longitudes de onda infrarrojas parece que estos cuerpos que pensaríamos que son bastante anodinos, fríos y sin ninguna actividad… igual también se guardan un as debajo de la manga, aumentando el interés de los científicos por explorarlos un poco más de cerca.

Y es que un nuevo estudio publicado en Icarus por Glein et al. (2024) usa los datos de este telescopio espacial para intentar responder al origen del metano que observamos en la superficie de estos planetas enanos, puesto que este puede provenir al menos de tres fuentes: un origen primordial, heredado de la nebulosa protoplanetaria que dio origen del Sistema Solar, un origen abiótico a partir del monóxido o dióxido de carbono o, por último, el origen termogénico a partir de la descomposición de compuestos orgánicos.

Para resolver esta cuestión, los científicos han estudiado la proporción isotópica entre el deuterio y el hidrógeno. El deuterio es un isótopo pesado del hidrógeno, con un protón y un neutrón en su núcleo, mientras que el hidrógeno más abundante solo tiene un protón.

Makemake y su satélite MK2 vistos también por el Hubble en abril de 2015. El diámetro de este pequeño satélite es de unos 175 kilómetros. Cortesía de NASA, ESA, A. Parker y M. Buie

Esta proporción -o ratio, como les sonará a algunos de ustedes- entre ambos es muy importante en las ciencias planetarias, ya que nos permite estudiar el origen del agua, por ejemplo, y también de otros compuestos que llevan hidrógeno, como en este caso es el metano, así como las condiciones en las que se ha formado o incluso las distintas rutas geoquímicas por las que puede haber circulado.

Pero esto no es suficiente… ¿Cómo adscribimos esta proporción observada a un origen u otro? Los investigadores no solo han tomado los datos del JWST que nos permiten conocer esta proporción, sino que han trabajado en complejos modelos geoquímicos que simulan la evolución de la proporción isotópica D/H en el metano a partir de distintos orígenes para ver cual se aproxima más a los datos reales.

El resultado: El ratio D/H observado en Eris y Makemake no tiene un origen primordial, sino que debería haberse formado a partir de procesos abióticos o termogénicos. Y no solo eso, sino que necesitaría una temperatura superior a los 150 °C para formarse, lo que requiere de una gran cantidad de energía interna que permita alcanzar esta temperatura.

¿Qué fuentes de energía pueden tener estos planetas enanos? Pues la única explicación plausible para la presencia de una fuente de energía activa en la actualidad y que permita altas temperaturas en su interior sería la desintegración de los elementos radioactivos en su núcleo rocoso. Este calor podría facilitar la producción de metano a través de procesos hidrotermales o metamórficos, de tal manera que compuestos inorgánicos u orgánicos -orgánicos no en el sentido de con origen biológico- puedan transformarse en este metano a través de reacciones químicas.

Y esto tiene una importante derivada: si hay actividad hidrotermal, podría también existir un océano subterráneo gracias a un calor que podría fundir el hielo y mantener el agua en estado líquido durante largos periodos de tiempo -largos a nivel geológico- bajo la capa de hielo y donde, por supuesto, dando lugar a los fenómenos hidrotermales que, por un lado, general el metano que posteriormente llega a la superficie a través de fracturas así como generar posibles ambientes habitables en las profundidades de estos océanos, donde haya un intercambio de energía, pero también de sustancias disueltas que proceden del núcleo rocoso.

Por lo tanto, este estudio abre también una puerta a que ambos planetas enanos sean también de un gran interés astrobiológico y no solo geológico, lo que podría ayudar a que en el futuro -esperamos que no dentro de muchas décadas- podamos ver una misión que nos permita, por primera vez, visitar estos lejanos mundos.

Referencias:

Glein, C. R., Grundy, W. M., Lunine, J. I., Wong, I., Protopapa, S., Pinilla-Alonso, N., Stansberry, J., Holler, B. J., Cook, J. C., & Souza-Feliciano, A. C. (2024). Moderate D/H ratios in methane ice on Eris and Makemake as evidence of hydrothermal or metamorphic processes in their interiors: Geochemical analysis Icarus doi: doi: 10.1016/j.icarus.2024.115999

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

El artículo Eris y Makemake… ¿dos planetas enanos “vivos”? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Biologoek aurkitu dute ehun desberdinetako mitokondriek elkarrekin hitz egiten dutela, kaltetutako zelulak konpontzeko. Seinaleak huts egiten duenean, ordulari biologikoa gelditzen hasten da.

Zahartzea araurik gabeko prozesutzat har daiteke. Denborak aurrera egin ahala gure zeluletan eta gorputzetan kolpeak eta makadurak biltzen dira, eta horren ondorioz disfuntzioak, akatsak, eta, besterik ezean, heriotza aurki ditzakegu. Hala ere, 1993an egindako aurkikuntza baten ondorioz, interpretazio hori aldatu zen. Ikertzaileek gene bakar batean harren bizi-itxaropena bikoizten duen mutazio bat aurkitu zuten. Aurrerago egindako lanek erakutsi zuten erlazionatutako gene batzuk, guztiak intsulinarekiko erantzunean inplikatuta, animalia askoren zahartzearen funtsezko erregulatzaileak direla, hala nola harrak, euliak edo gizakiak. Aurkikuntzak iradokitzen zuen zahartzea ez dela ausazko prozesu bat, gene espezifikoen menpe baitago, eta zahartze molekularra nola gertatzen den jakiteko ikerketa gehiagori atea irekitzen zien.

1. irudia: mitokondriek askatzen dituzten seinale kimikoen bidez, beste ehun batzuetako mitokondriekin komunikatzen dira, eta horrek organoek zahartzeko duten abiaduran eragiten du. Ilustrazioa: Kristina Armitage. Iturria: Quanta Magazine)

Duela gutxi, zahartzea arautzeko bide biokimiko berri bat aztertzen duten hainbat artikulu kaleratu ziren. Bide biokimiko horretan, oinarria mitokondrien artean transmititutako seinaleak dira; hots, zelularen energiaren erdigunea diren organuluen arteko seinaleak. Harrak aztertzen ari zirela, ikertzaileek ikusi zuten mitokondriei garuneko zeluletan eragindako kalteak konponketa erantzun bat eragiten zuela, gero anplifikatu egiten zena, eta antzeko erreakzioak eragiten zituela harraren gorputz osoko mitokondrietan. Konponketa jarduera honen ondorioz organismoaren bizi itxaropena hedatu zen; mitokondrietako kaltea konponduta zuten harrak % 50 gehiago bizi izan ziren.

Are gehiago, hozi-lerroko zelulak (obuluak eta espermatozoideak produzitzen dituzten zelulak) oinarrizkoak dira zahartzearen aurkako komunikazio sistema horretarako. Aurkikuntza horrek dimentsio berriak gehitzen dizkie ugalkortasunari buruzko kezka inplizituei, zahartzeari eta erloju biologikoari buruz ari garela. Aurkikuntza batzuk Science Advances aldizkarian argitaratu dira eta beste batzuk, berriz, biorxiv.org aurreinprimaketa zientifikoko zerbitzarian, iazko udazkenean.

Ikerketak mitokondriak organulu sozialak direla iradokitzen duten lan berriak ditu oinarri, eta elkarren artean komunika daitezkeela iradokitzen dute, baita ehun desberdinetan daudenean ere. Beraz, mitokondriak zelulen esparruko walkie-talkien antzekoak direla esan dezakegu; izan ere, gorputz osoan zehar mezuak bidaltzen dituzte, eta mezu horiek eragina dute organismo osoaren iraupenean.

“Programa genetikoak izateaz gain, zahartzea erregulatzeko faktore garrantzitsu bat dago: ehunen arteko komunikazioa” azaldu du David Vílchezek. David Vílchez adituak zahartzea ikertzen du Koloniako Unibertsitatean eta ez du ikerketan parte hartu.

Andrew Dillin biologo zelularrak bizitzaren iraupena arautzen duen bide berri horren seinaleak duela hamar urte inguru aurkitu zituen. Caenorhabditis elegans harren bizitza luzatuko zuten geneen bila zebilela, mitokondriak genetikoki kaltetzea harren bizitza % 50 luzatzen zuela aurkitu zuen.

Ez zuen espero. Dillinek uste zuen mitokondria akatsdunek heriotza eragingo zutela, bizitza luzatu beharrean; izan ere, mitokondriak oinarrizkoak dira zelulen funtzionamendurako. Hala ere, mitokondrien funtzionamendu egokiak okerrera egiten zuenean, harrak luze bizitzera behartzen zituen.

Oso interesgarria izan zen harren nerbio sisteman kaltetuta zeuden mitokondriek efektua bultzatzen ari zirela. “Horrek esan nahi du mitokondria batzuk beste batzuk baino garrantzitsuagoak direla” esan du Dillinek, Kaliforniako Unibertsitatea Berkeleyko irakaslea. “Neuronek hori esaten dute gainerako organismoari buruz, eta hori harrigarria da”.

2. irudia: azken hamar urteotan Andrew Dillin biologo zelularrak zahartzea erregulatzen duen bide berri baten xehetasun biokimikoak aurkitu ditu. Bertan, gorputz osoko zelulen mitokondriak zelulen osasunaren harira komunikatzen dira. (Argazkia: Andrew Dillinek eskainia. Iturria: Quanta Magazine)

Orain Dillinek eta bere taldeak aurkikuntza hori hedatu dute; izan ere, harren garuneko mitokondriak gorputz osoko zelulekin bizitza luzatzeko komunikatzeko moduari buruzko xehetasun berriak aurkitu dituzte.

Lehenik eta behin, ulertu behar genuen zergatik burmuineko mitokondriei kalte egiteak eragin onuragarria izan zezakeen organismoan. Mitokondriek energia sortzeko prozesuak makineria molekular oso konplexua eskatzen du, dozenaka zati proteiko desberdin dituena. Gauzak gaizki doazenean, adibidez, osagai batzuk falta direnean edo gaizki tolestuta daudenean, mitokondriek estres erantzun bat aktibatzen dute, proteina hedatuaren erantzun gisa ezaguna dena, eta entzima konpontzaileak ematen ditu konplexuak behar bezala mihiztatzen laguntzeko eta funtzio mitokondriala berrezartzeko. Horrela, proteina hedatuaren erantzunak zelulak osasuntsu mantentzen ditu.

Dillinek espero zuen prozesu hori neuronen barruan bakarrik garatzea, kaltetutako mitokondriekin. Hala ere, ikusi zuen harraren gorputzeko beste ehun batzuetako zelulek ere konponketa erantzunak aktibatzen zituztela, nahiz eta mitokondriak bere horretan egon.

Jarduera konpontzaile horrek lagundu zien harrei denbora gehiago bizitzen. Auto bat mekanikariarengana erregulartasunez eramatea bezala, proteina hedatuaren erantzunak zelulak zerbitzu egoera onean mantentzen zituela zirudien, eta zahartzearen aurkako garbiketa gisa funtzionatzen zuten. Baina, misterioa izaten jarraitzen zuen nola komunikatzen zen proteina hedatuaren erantzun hori gainerako organismora.

Ikerketa batzuk egin ondoren, Dillinen taldeak aurkitu zuen neurona estresatuen mitokondriek besikulak (zelulatik edo zelulen artean materialak mugitzen dituzten burbuila formako ontziak) erabiltzen zituztela Wnt izeneko seinale bat nerbio zeluletatik gorputzeko beste zelula batzuetara garraiatzeko. Biologoek bazekiten Wntek rol jakin bat betetzen duela enbrioiaren garapen goiztiarrean gorputz patroiaren konfigurazioari dagokionez, eta horretan ere konponketa prozesuak eragiten ditu, hala nola proteina hedatuaren erantzuna. Hala ere, nola saihestu dezake Wnt seinaleak enbrioi programa aktibatzea heldu batengan aktibatzen denean?

Dillinek susmatzen zuen beste seinale bat egon behar zela eta Wntek horrekin elkarreragiten zuela. Lanean jarraitu ondoren, ikertzaileek aurkitu zuten hozi-lerroko mitokondrietan (eta ez beste mitokondrietan) adierazitako gene batek Wnten garapen prozesuak eten ditzakeela. Emaitza horrek iradokitzen zuen hozi-lerroko zelulek funtzio kritikoak betetzen dituztela nerbio sistemaren eta gorputzeko gainerako ehunen artean Wnt seinalea transmititzeko.

«Hozi-lerroa funtsezkoa da horretarako», adierazi du Dillinek. Hala ere, ez dago argi hozi-lerroko mitokondriek anplifikadore gisa jarduten duten, garuneko mitokondrien seinalea jaso eta beste ehun batzuetara transmitituz, edo ehun hartzaileak bi iturrien seinaleak «entzuten» ari diren.

Edonola ere, hozi-lerroko seinalearen indarrak organismoaren bizi itxaropena erregulatzen du, dio Dillinek. Harra zahartu ahala, bere obulu edo espermatozoideen kalitateak behera egiten du; hots, erloju biologikoaren tik-tak deritzona. Burmuineko mitokondrietatik seinaleak transmititzeko hozi-zelulek duten gaitasun aldakorrean ere islatzen da gainbehera, iradokitzen duenez. Harra zahartu ahala, haren hozi-lerroak efizientzia txikiagoarekin transmititzen du konponketa seinalea, eta, beraz, haren gorputzak ere okerrera egiten du.

Zientzialariek oraindik ez dakite aurkikuntza horiek gizakiei eta zahartzeko dugun moduari aplikatzen zaizkien. Hala ere, hipotesiak zentzua du eboluzioaren ikuspegi zabalago batetik, Dillinek dioenez. Hozi-zelulak osasuntsu dauden bitartean, iraupen-seinaleak bidaltzen dituzte, beren organismo apopiloa ugaltzeko bizirik aterako dela bermatzeko. Baina hozi-zelulen kalitateak behera egin ahala, ez dago bizitza hedatzen jarraitzeko inolako arrazoi ebolutiborik; eboluzioaren ikuspegitik, bizitza ugaltzeko existitzen da.

Mitokondriek elkarren artean hitz egin ahal izatea kezkagarria izan daiteke, baina azalpen bat du. Duela denbora asko, mitokondriak bizitza libreko bakterioak ziren, beste zelula primitibo mota batekin indarrak batzen zituztenak, gure zelula konplexu modernoetan elkarrekin lan egiteko. Beraz, komunikatzeko duten gaitasuna mitokondrietatik aske bizi den bakterio arbasoaren erlikia bat da ziurrenik.

«Zelulen barruan milaka milioi urtetan funtzionatu duen gauza txiki horrek oraindik bere bakterioen jatorria gordetzen du», azaldu du Dillinek. Eta harrekin egiten duen ikerketa organismo konplexuagoetan mantentzen bada, esaterako, gizakien kasuan, litekeena da zure mitokondriak une honetan zure adinari buruz hitz egiten aritzea.

Jatorrizko artikulua:

Viviane Callier (2024). Cells Across the Body Talk to Each Other About Aging, Quanta Magazine, 2024ko urtarrilaren 8a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Gene Cernan conduciendo un vehículo eléctrico en la superficie de la Luna en diciembre de 1972. Fuente: NASA

Si alguna vez han intentado ustedes argumentar con una de esas personas que creen que la llegada a la Luna fue un montaje, se habrán dado cuenta de lo difícil que resulta convencerles de lo contrario. Se trata de una de las más conocidas y persistentes hipótesis conspiratorias que, gracias a las redes sociales, circulan por todo el mundo y que lamentablemente no dejan de ganar adeptos de día en día. La confianza que esta peculiar categoría de pensadores tiene en sus creencias suele rozar el convencimiento absoluto y entre sus más coloridas versiones está la que propone —siguiendo con la categoría de “la llegada a la Luna que nunca ocurrió”— que el director Stanley Kubrick fue contratado por la administración Nixon para filmar las escenas del alunizaje que en su día se televisaron al mundo entero (1, 2). Por sorprendente que parezca, esta “teoría” ha ido ganando fuerza a lo largo de los años, hasta el punto de que la propia agencia espacial norteamericana, NASA, hubo de sacar un desmentido oficial (3) en un par de ocasiones (la primera en 1977 y de nuevo en 2001) asegurando que las muestras lunares que trajeron los astronautas y el sentido común deberían ser suficientes para desmontar cualquier teoría que sugiera que el Apollo 11 nunca llegó a la Luna. Por desgracia, el negacionismo es impermeable a las evidencias y el sentido común no abunda entre los conspiracionistas.

La necesaria enormidad de las tramas conspiratorias

De entre los muchos esfuerzos que la ciencia viene haciendo por contrarrestar esta peculiar parcela de ignorancia y oscurantismo, destaca la del biólogo David Robert Grimes, quien en 2016 se tomó la molestia de elaborar una ecuación para calcular el número de personas que deberían estar implicadas en una conspiración a gran escala y cuánto tiempo tardaría el secreto en hacerse de dominio público (4). Por supuesto, cuanto mayor sea el primero, menor será el segundo, algo que la propia intuición sugiere, pero que Grimes tradujo en cifras concretas: “Bajo circunstancias ideales, solo sería posible que un evento conspiratorio escapase de la detección si el número de conspiradores implicados fuese muy pequeño (<<1000).” En el caso concreto de una supuesta falsa llegada a la Luna, el número aproximado de personas implicadas sería de 411.000, tomando como referencia a los empleados en la NASA en aquel momento, 1965. Esta cifra es tan elevada que convierte en ridícula la idea de un complot semejante. Simplemente, no es posible que tantas personas estén involucradas en un secreto, sea cual sea, sin que el resto del mundo se entere más pronto que tarde, y de acuerdo a los cálculos de Grimes, el engaño habría acabado por salir a la luz en el plazo de 3.68 años, como mucho.

Por supuesto, las fórmulas que Grimes utilizaba en su estudio trabajaban con estimaciones aproximadas y reconocía que había en ellas una considerable, pero inevitable ambigüedad, en concreto a la hora de determinar el número de personas que estarían al tanto de una supuesta conspiración. Por establecer una comparación, vendrían a ser algo parecido a la ecuación que en su día propuso el astrónomo Frank Drake para calcular cuántas civilizaciones tecnológicamente avanzadas podría haber en la Vía Láctea. Tanto en un caso como en el otro, la intención final no es hacer una descripción precisa de la realidad a la que cada uno se refiere, sino proporcionar una idea aproximada de dicha realidad.

Por desgracia, desde que Grimes publicó su estudio, el número de teorías conspiratorias no ha hecho sino crecer, y en ámbitos que, en algunos casos, afectan directamente a nuestro bienestar. Este es el caso de las relacionadas con las vacunas contra el COVID, a las que se acusa de todo tipo de males —la última de las cuales (5) afirma que podría dañar el ADN de los pacientes— y que han provocado un descenso en el número de personas vacunadas. Se da la circunstancia de que quienes niegan la eficacia de las vacunas promueven, además, el uso de sustancias que han resultado ser dañinas para la salud, como ha sido el caso de la hidroxicloroquina. Un reciente estudio publicado en Biomedicine & Pharmacotherapy (8) ha revelado que la hidroxicloroquina —impulsada en su momento por medios populistas— está asociada con un incremento de un 11% en la tasa de mortalidad entre afectados por COVID.

Populismo político y ausencia de grises

Aunque, por otro lado, los estudios académicos sobre este fenómeno social siguen apareciendo también con mayor frecuencia. Uno de ellos, publicado el pasado año, es el realizado por Marc Guinjoan (Universidad Oberta de Catalunya) y Carol Galais (Universidad Autónoma de Barcelona), quienes concluyen que la narrativa conspiratoria precede a las actitudes populistas en el ámbito político, al favorecer una visión dualista de la realidad (6). En dichas conclusiones, los investigadores tampoco descartan un camino inverso, es decir, que la exposición a discursos populistas termine haciendo que algunas personas abracen creencias conspiratorias y señalan que sería interesante realizar nuevos estudios que aclaren la relación causa y efecto entre ambos. La abundancia y diversidad de factores que intervienen en este proceso —edad, nivel cultural, inclinaciones políticas previas, exposición a los medios de comunicación— hace que sea difícil establecer una relación unívoca entre cualquiera de esta causas y el resultado.

En el lado opuesto estaría el ensayo de Seth J. Hill y Margaret E. Roberts, ambos de la Universidad de California San Diego, quienes advierten que las elevadas tasas de creencias en teorías conspiratorias que algunas encuestas proporcionan, podrían no ser exactas (7). Los investigadores californianos aseguran que buena parte de ellas podrían haberse visto afectadas por el sesgo de aquiescencia o la tendencia inconsciente a confirmar lo que nos preguntan. Proponen, para futuros sondeos de opinión, preguntas de respuesta múltiple y correctamente redactadas como alternativa a las respuestas “sí/no” habituales. En realidad, los resultados de Hill y Roberts son de utilidad para quienes investigan la opinión pública sobre cualquier cuestión de interés social —no solo teorías conspiratorias— de cara a obtener unos resultados más precisos y reales. Los análisis estadísticos son valiosas herramientas para obtener una imagen comprensible de una realidad demasiado amplia o compleja como para percibirla a simple vista. Sin embargo, es importante que no se vean afectados por sesgos o errores de procedimiento que puedan tergiversar sus resultados.

David Grimes advertía que las teorías conspiratorias socavan la credibilidad de las instituciones gubernamentales y la de quienes utilizan la razón y las evidencias contrastables para alcanzar la verdad. Guinjoan y Galais, por su parte, consideran que el pensamiento maniqueísta asociado a las creencias conspiratorias afecta a la forma en que concebimos las sociedades democráticas y es incompatible con escenarios políticos pluralistas y no polarizados. Por todo ello nuevos estudios científicos en este campo serán muy bienvenidos, pues la proliferación de las teorías conspiratorias no deja de ser, en realidad, un síntoma de una preocupante enfermedad social: la desconfianza de la población en sus clases dirigentes y en sus instituciones. Los resultados de dichas investigaciones, más allá de sus aspectos anecdóticos, podrían contribuir a encontrar la cura y recuperar esa tan necesaria salud social.

Referencias:

1. ‘How moon landing conspiracy theories began and why they persist today.’ Manchester 1824. The University of Manchester.
2. ‘The Flat-out Truth: Earth Orbits? Moon Landings? A Fraud! Says This Prophet.’ Robert J. Schadewald, Science Digest, July 1980.
3. ‘Did U.S. Astronauts Really Land on the Moon?’ NASA Facts. February 14, 2001 (Reissued). Wayback Machine (archive.org)
4. ‘On the Viability of Conspiratorial Beliefs.’ David Robert Grimes. PLOS ONE. January 26, 2016. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0147905
5. ‘No, COVID mRNA Vaccines Won’t Damage Your DNA’. Tanya Lewis, SCYAM, January 4, 2024.
6. ‘I want to believe: The relationship between conspiratorial beliefs and populist attitudes in Spain’. Marc Guinjoan and Carol Galais. Science Direct, February 2023. https://doi.org/10.1016/j.electstud.2022.102574
7. ‘Acquiescence Bias Inflates Estimates of Conspiratorial Beliefs and Political Misperceptions.’ Seth J. Hill and Margaret E. Roberts. Political Analysis, January 2023. https://doi.org/10.1017/pan.2022.28
8. ‘Deaths induced by compassionate use of hydroxychloroquine during the first COVID-19 wave: an estimate.’ Alexiane Pradelle et al. Biomedicine & Pharmacotherapy, February 2024. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.116055

 

Sobre el autor: Juan F. Trillo es doctor en Lingüística y Filosofía por la Universidad Autónoma de Madrid y doctor en Estudios Literarios por la Universidad Complutense de Madrid.

El artículo Lo de la Luna fue real 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.

Arkeologia

Gatz Haranak Neolitotik duen garrantzia agerian utzi du puntzoi batek. Iaz zazpi mila urte baino gehiagoko hezurrezko erreminta topatu zen Gesaltza Añanako Gatz Haranean. Puntzoi bat da, eta garai hartan larruzko, egurrezko eta hezurrezko objektuak zulatzeko eta modelatzeko erabiltzen ziren. Adituen aburuz, Neolitoko komunitateen sofistikazioa erakusten du aurkikuntza horrek, gatzaren ekoizpenean aurreratua izateaz gain, tresnen manufakturan ere komunitate aurreratua zela erakusten baitu. Informazio gehiago Alea aldizkarian.

Astronomia

Unibertsoaren hedapen-tasa neurtu dute. Hubble espazio-teleskopioak ateratako supernoba baten irudi berri batzuei esker lortu dute kalkuluak egitea. Zehazki, Hubbleren konstantearen beste kalkulu bat egin dute, Refsdal supernobak igortzen duen argia lau argazki ezberdinetan aztertuta. Supernobaren aurrean galaxia-multzo batek grabitazio-leiar gisa ziharduen, eta 2014ko eta 2015eko irudietako agerpenen arteko atzerapenak kontuan hartuta, Hubbleren konstantea neurtu ahal izan dute ikertzaileek. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Zuhaitzen hazkundearen aldaketa erabil liteke hauen heriotzaren alerta seinale modura. Hala azaldu dute UPV/EHUk parte hartu duen azterlan batean. Geroz eta ohikoagoak diren lehorteek zuhaitz askoren heriotza eragiten dute. Ikertzaileek azaldu dutenez, heriotza horiek zuhaitzen hazkundearen eta klimaren arteko desakoplamendu batek eragin ditzake. Horregatik, hazkundeak eskuragarritasun hidrikoarekiko duen sentikortasuna erabil liteke zuhaitzen heriotzaren alerta goiztiarreko seinale gisa. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Biokimika

Idiazabal gaztaren ezaugarriak zehazteko mikrobiotak duen garrantzia aztertu du Gorka Santamarina Lactiker ikerketa-taldeko ikertzaileak. Teknika metagenomikoak erabiliz, gazta laginetan dagoen DNA guztia erauzi dute eta zein mikroorganismori dagokion ikusi dute. Lortu dituzten emaitzek adierazten dute Idiazabal gaztaren zaporean, testuran eta aroman funtsezkoak direla bakterioak. Azalpenak Zientzia Kaieran: Bakterioak, begi hutsez ikusten ez diren gaztagile txikiak.

Genetika

Naiara Rodriguez-Ezpeleta AZTIko ikertzaileak itsasoko DNA ikertzen du. Ur lagin batean dagoen DNA erauzita, bertako biodibertsitateari buruzko informazio asko lortu daitekeela azaldu du. Eremu edo garai desberdinetan hartutako ur laginak alderatuta, adibidez, espezie jakin baten jokaera edo migrazioa ondoriozta daiteke. Rodriguez-Ezpeletaren iritziz, informazio genetiko horrek itsas bizitzari dagozkion neurriak hartzeko balio dezake. Gainera, arrainen genetikak eboluzioa hobeto ulertzeko ere balio duela adiera du. Datuak Gara egunkarian.

Geologia

Oraingoz, guztira 161 mineral identifikatu dira Marten. Lurretik kanpo, planeta horren mineralogia da hobekien ezagutzen dena, bertara egin diren hainbat misio espazialengatik eta gure planetara erori diren meteoritoengatik. Baina Lurrean zazpi mila mineral espezie ezagutzen dira. Ikerketa berri batek iradokitzen du Marteko mineral gabezia hori Lurrean baino paragenetiko gutxiago egoteagatik izan daitekeela; hau da, mineralak eratzeko abiapuntuko prozesu gutxiago daudela Marten. Informazio gehiago Zientzia Kaiera: Dibertsitate minerala Marten.

Fisika

Jorge Casanova Ikerbasqueko ikertzaileak eta fisikariak EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Teknologia Kuantikoen Ikerketa-taldea aurkeztu berri du. QUENCH unibertsitate arteko proiektuaren parte izango dira, eta haren helburu nagusia teknologia kuantikoaren aurrerapenak medikuntzan aplikatzea izango da. Beste proiektuen artean, gaixotasunak goiz atzemateko tresna bat garatu nahi du Casanovak. Erresonantzia magnetiko nuklearrean oinarritutako gailu bat izango da, eta oso agente kaltegarriak detektatzeko gaitasuna izatea espero da. Azalpen guztiak Berrian.

Osasuna

Gizakion plazentan mikroplastikoak aurkitu dituzte. 62 giza plazenta analizatu dituzte gas-kromatografia eta masa-espektrometria erabilita, eta lagin guztietan topatu dituzte mikroplastikoak. Ikertzaileek azaldu dutenez, aurkitu duten plastikorik ohikoena eta ugariena polietilenoa izan da. Aurkitutako plastikoen % 54a material horrez osatuta zegoen, eta lagin guztietan azaldu zen. Bestalde, plazenta batetik bestera mikroplastikoen kontzentrazioa asko aldatzen zela adierazi dute. Datuak Elhuyar aldizkarian.

 

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 océano, además de constituir una importante fuente de recursos, es un elemento clave en el funcionamiento del planeta. A pesar de ello, el conocimiento sobre este ecosistema sigue siendo bastante limitado, sobre todo en lo que respecta a las capas más profundas.

La investigadora de AZTI Naiara Rodríguez-Ezpeleta aporta una visión no muy conocida de los océanos con la  charla “Leyendo el ADN marino: un viaje para comprender la ecología y evolución de los océanos” dentro del ciclo Zientziaren Ertzetik.

La bióloga y doctora en Bioquímica por la Universidad de Montreal aborda en ella cómo los avances en el campo de la genética han posibilitado estudios de ADN que se han convertido en una oportunidad para comprender la ecología y la evolución de los ecosistemas marinos. Unos estudios que abarcan desde la comprensión del origen de la vida hasta el establecimiento de cuotas de captura de especies pesqueras.

La charla, organizada por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Biblioteca Bizenta Mogel de Durango, tuvo lugar el 9 de febrero en la misma biblioteca.

Ponente

Naiara Rodríguez-Ezpeleta, natural de Durango, es licenciada en Biología por la Universidad del País Vasco y doctora en Bioquímica por la Universidad de Montreal (Quebec, Canadá). Durante su carrera investigadora Rodríguez-Ezpeleta ha aplicado técnicas genéticas a ámbitos tan diversos como el origen de la célula eucariota y la fotosíntesis o la evolución humana y las asociaciones genéticas de enfermedades complejas. Actualmente, es investigadora en AZTI, aplicando sus conocimientos en ecología y evolución molecular para entender los ecosistemas marinos y sus recursos, y así mejorar su gestión y conservación.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

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

El artículo Leyendo el ADN marino se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Estalaktitaren printzipioak dio Kosmosaren legeek eta lege horien konstante fisikoen balioek bat etorri behar dutela estalaktiten existentziarekin. Ez esan horrelakorik irakurtzen duzun lehen aldia denik, printzipio antropikoa berdin absurdua baita (ala ez). Raiders of the lost purpose (2): The stalactite principle Jesús Zamoraren eskutik.

Zenbait hondakin nuklearren arriskua gutxitzeko pista eman dute talka egiten ari diren neutroi-izarretatik datozen grabitazio-uhinek. Measuring neutrons to reduce nuclear waste

Toxiko erradikal askea zein hainbat prozesutan parte hartzen duen mezulari biologikoa da oxido nitrikoa. Landareek nola sortzen duten misterioa zen. Nitric oxide in plants, its mysterious origin revealed aurkikuntzan parte hartu duen ikertzaileetako batek, Daniel Marinok.

Partikula-detektagailu bat diseinatzeko eta eraikitzeko ezin da ohiko ingeniaritza erabili. Zenbait piezarako beharrezkoa da superordenagailuak erabiltzea, eta horiek eraginkortasunez erabiltzeko, beharrezkoa da piezak parte hartuko duen prozesuaren nondik noreakoak ulertzea eta koderik onena diseinatzea. DIPCko jendeak bere superordenagailua dauka eta badakite nola erabili. Parallelization of multipacting simulation codes

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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Fuente: Alex Green / Pexels

Los trastornos relacionados con el miedo reúnen algunas de las afecciones psiquiátricas más diagnosticadas, entre ellas el trastorno de pánico, varias fobias y el trastorno de estrés postraumático. Estos trastornos son muy perturbadores para la vida profesional y social de las personas afectadas y representan costes sociales considerables.

Un equipo de investigación liderado por la Universidad de Coimbra (UC), en el que también ha participado Garikoitz Azkona Mendoza, profesor titular de la UPV/EHU, ha identificado un nuevo mediador responsable de la alteración de los recuerdos relacionados con el miedo. El equipo científico cree que este descubrimiento podría ayudar a crear nuevas terapias más eficaces para el tratamiento de los trastornos de ansiedad. Estas patologías se caracterizan por un miedo exagerado o inapropiado y un déficit en la extinción de este, y son una de las afecciones de salud más prevalentes en todo el mundo, agravadas por la pandemia.

En el estudio, haciendo uso de un modelo conductual para la extinción del miedo, el equipo ha podido identificar «un aumento de la activación de la proteína TrkC en la amígdala (la región cerebral que controla la respuesta al miedo) en la fase de formación de recuerdos de extinción del miedo, lo que conduce a un aumento de la plasticidad sináptica (la capacidad de las neuronas de cambiar la forma en que se comunican entre sí en función de los estímulos que reciben)», explica Mónica Santos, investigadora del Centro de Neurociencia y Biología Celular de la UC (CNC-UC) y del Centro de Innovación en Biomedicina y Biotecnología (CIBB).

Actualmente, una de las opciones terapéuticas para los trastornos de ansiedad es la terapia de exposición, que se basa en el mecanismo de extinción del miedo. Sin embargo, «las terapias de exposición, así como el uso de fármacos como ansiolíticos y antidepresivos, no son 100 % eficaces en el tratamiento de estos problemas de salud y, por ello, esta investigación abre nuevas opciones terapéuticas para esta categoría de trastornos», afirma Mónica Santos.

«Este estudio valida la vía TrkC como potencial diana terapéutica para personas con trastornos relacionados con el miedo y revela que la combinación de terapias de exposición con fármacos que potencian la plasticidad sináptica puede representar una forma más eficaz y duradera de tratar los trastornos de ansiedad», añade la responsable de la investigación.

En cuanto a los próximos pasos, el equipo de investigación pretende «identificar compuestos que tengan la capacidad de activar específicamente la molécula TrkC y así poder ser utilizados como fármacos aliados a la terapia de exposición en el tratamiento de pacientes con trastornos de ansiedad», explica la investigadora.

Referencia:

Gianluca Masella, Francisca Silva, Elisa Corti, Garikoitz Azkona, Maria Francisca Madeira, Ângelo R. Tomé, Samira G. Ferreira, Rodrigo A. Cunha, Carlos B. Duarte & Mónica Santos (2024) The amygdala NT3-TrkC pathway underlies inter-individual differences in fear extinction and related synaptic plasticity Molecular Psychiatry doi: 10.1038/s41380-024-02412-z

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

El artículo Potencial diana terapéutica contra el miedo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

“Frankenstein edo Prometeo modernoa” eleberria idazteko Mary Shelley idazlea bi zientzialarien lanean inspiratu zen. Bat, Luigi Galvani mediku eta fisikaria izan zen eta, bestea, haren iloba Giovanni Aldini fisikaria.

Luigi Galvanik uste zuen bazela animalia-elektrizitate izeneko zerbait: hildako animaliei korronte elektrikoak aplikatzean, muskuluak uzkurtu egiten ziren. Urte batzuk beranduago, Luigiren ilobak, Giovanni Aldinik osabaren bidea hartu eta korronte elektrikoen eragina probatu zuen hilotzetan, berpizkundea posible zen aztertzeko.

Gaur egun, badakigu animalia-elektrizitate hori ez dela existitzen, gertatzen dena da zelulak elkarri bulkada elektrikoen bidez komunikatzen direla.



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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Foto: Kvnga / Unsplash

Cuando estamos haciendo un estudio geológico en algún lugar porque queremos descubrir qué medio ambiente se desarrolló en esa zona hace millones de años, lo más fácil es buscar un afloramiento de rocas sedimentarias e intentar identificar algún fósil que nos dé una pista rápida. Así, si en una roca aparecen, por ejemplo, los restos fosilizados de un trilobites, diremos que esos materiales se formaron en el fondo del mar. Incluso, podemos asignarle una edad aproximada a esa roca, en este caso hace entre 500 y 250 millones de años, ya que es el rango de tiempo geológico desde que aparecieron los trilobites hasta que se extinguieron.

Hasta aquí todo muy fácil, pero, ¿de verdad es así de sencillo en la vida real? ¿Y si os dijera que ese fósil no se formó ni en el mismo sitio ni en el mismo momento en que lo hizo la roca en la que aparece? Pues, para evitar sacar este tipo de conclusiones erróneas a la hora de realizar las reconstrucciones de los ambientes del pasado, existe una disciplina de la Paleontología llamada tafonomía. Su nombre, procedente del griego y que viene a significar algo así como “normas de enterramiento”, ya nos está indicando que se trata de aquellos estudios que se les realizan a los restos bióticos para comprender sus aventuras y desventuras desde que pasan a formar parte del registro sedimentario hasta que nos los encontramos fosilizados en la actualidad.

Fotografía de lupa binocular de una población viva normal, formada por una mezcla de ejemplares adultos y juveniles, de una especie de ostrácodo típica de medio ambiente de lago somero. Foto: Blanca María Martínez

Para ponernos en situación de para qué sirve la tafonomía, voy a hacer un pequeño símil. Si, en la actualidad, queremos conocer los organismos que habitan en un medio ambiente concreto, nos vamos allí y hacemos un censo de los que viven, comen, se reproducen y mueren en ese medio, dejando aparte aquellos que, digamos, pasan por allí de repente (como si fuese un área de servicio, parando un momento para comer o descansar antes de seguir su viaje), ya que estos últimos no habitan en ese ambiente y podrían darnos una información errónea sobre su ecología. Pues gracias a la tafonomía podemos hacer lo mismo en los medios del pasado, identificar los organismos que realmente habitaban el ambiente en el que se formó la roca donde encontramos los restos fósiles, a los que llamamos asociación autóctona, separándolos de aquellos que han acabado depositados en este medio por haber sufrido algún tipo de transporte tras su muerte, a los que denominamos asociación alóctona.

Para poder diferenciar entre elementos alóctonos y autóctonos debemos fijarnos en el aspecto que presentan todos los restos que componen la asociación fósil encontrada en la roca y, para ello y de manera muy resumida, utilizamos tres grandes grupos de herramientas tafonómicas que son indispensables a la hora de realizar reconstrucciones paleoambientales.

Las herramientas tafonómicas

La primera es el análisis poblacional. En este caso no me refiero a que haya mucha o poca diversidad de organismos, con diferentes grupos y especies, porque eso depende de las condiciones ecológicas del medio, sino que tenemos que prestar atención a qué ejemplares aparecen en cada una de las especies. En una asociación autóctona aparecerá una mezcla de adultos y juveniles y, si tienen dimorfismo sexual, machos y hembras. Pero si únicamente encontramos ejemplares adultos o solo ejemplares juveniles, debemos sospechar que han sido transportados por corrientes de agua desde otro lugar y se han depositado en el medio en el que se formó esa roca, por lo que no nos darían una información fiable de este ambiente.

Ejemplos de procesos de alteración mecánica en el exterior de dos valvas de dos especies marinas de ostrácodos actuales. A) Abrasión; F) Fractura; R) Rotura; P) Perforación. Fotografías de Microscopio Electrónico de Barrido, donde la escala representa 0,1mm. Foto: Blanca María Martínez

La segunda herramienta es el estudio de las alteraciones mecánicas que han sufrido los restos fósiles. Aquí se incluye el análisis de todas las fracturas, roturas, abrasiones y perforaciones que se pueden observar en los ejemplares. Por regla general, cuanta mayor es la alteración mecánica que sufren, mayor ha sido el transporte hidrodinámico de estos organismos, por lo que aquellos que se encuentran más afectados representarían la asociación alóctona que debemos descartar. Pero, como en toda regla, hay algunas excepciones que la confirman. Por ejemplo, en algunas ocasiones podemos encontrarnos con elementos fósiles muy frágiles, ya que los organismos no necesitaban generar unos caparazones gruesos para proteger su cuerpo blando porque no estaban sometidos a condiciones ecológicas demasiado exigentes. Es habitual que estos restos aparezcan muy fracturados, pero no porque sufrieran un transporte durante su depósito, sino porque se nos han roto durante la extracción y procesado de las muestras en el laboratorio. O también es frecuente que aparezcan ejemplares muy perforados y rotos debido a la bioturbación de otros animales que rompieron la coraza para alimentarse de sus partes blandas. Y esto indica que, o bien estaban vivos en ese momento y fueron depredados, o bien acababan de morir y acudieron los carroñeros para comérselos. En estos dos casos especiales, esas especies formarían parte de la asociación autóctona.

Grados de alteración mecánica en valvas de una especie de ostrácodo típica de arroyos actuales. Los grados 1 y 2 corresponden con ejemplares autóctonos, mientras que los grados 3, 4 y 5 representan ejemplares alóctonos. Fotografías de Microscopio Electrónico de Barrido, donde la escala representa 0,1mm. Foto: Blanca María Martínez

Y la tercera herramienta tafonómica es el análisis de las alteraciones químicas de los ejemplares. En este caso, se trata de identificar disoluciones, recristalizaciones (un mineral de nueva formación reemplaza a otro de su misma composición) o encostramientos (formación de una capa mineral superficial generalmente de diferente composición) en los restos fósiles. Estas alteraciones se pueden producir durante el depósito de los ejemplares antes de su enterramiento o, de manera más habitual, durante el propio proceso de fosilización y formación de las rocas. Para diferenciar entre la asociación fósil autóctona y la alóctona, hay que comprobar el aspecto general de la muestra que estemos estudiando, incluida la propia roca que incluía los restos: si los ejemplares han sufrido los mismos procesos de alteración química que el resto de la muestra, son autóctonos; si tienen un grado de conservación diferente, son alóctonos.

Ejemplos de procesos de alteración química en la superficie interna (A) y externa (B y C) de tres especies de ostrácodos típicos de estuarios y marismas. A) Recristalización; B) Disolución; C) Encostramiento. Fotografías de Microscopio Electrónico de Barrido, donde la escala representa 0,1mm. Foto: Blanca María MartínezEn qué ambiente vivió el fósil

Una vez realizado el análisis tafonómico completo podemos identificar los restos fósiles que componen la asociación autóctona, que nos permitirá realizar la reconstrucción paleoambiental de ese medio, así como darle una edad geológica lo más precisa posible. Pero no debemos descartar por completo la asociación alóctona, porque nos estará dando información de ciertos procesos hidrodinámicos que acontecieron en este ambiente, pudiendo también identificar el área fuente de las corrientes de agua.

Para explicarme, que este último párrafo me ha quedado demasiado técnico, voy a volver al ejemplo del principio, esa roca con restos de trilobites que no eran de ahí. Imaginaos que, después de estudiar la muestra con detalle hemos identificado una asociación autóctona formada por organismos microscópicos que nos permiten caracterizar el medio como un lago continental de hace unos 20 Millones de años en el que desembocaban algunos pequeños ríos y arroyos en momentos esporádicos. Pues la presencia de unos restos de trilobites alóctonos de hace unos 300 Millones de años nos estaría diciendo que esos riachuelos procederían de unas rocas concretas situadas al norte de ese lago, no de otras circundantes al sur, porque son las únicas de esa edad y que incluyen ese tipo de fósiles. Es decir, que gracias a la asociación transportada podemos complementar algunos detalles de la reconstrucción paleoambiental realizada con la asociación autóctona.

Los estudios tafonómicos son básicos en cualquier estudio paleontológico para evitar meter la pata en tus conclusiones y lo tenemos tan interiorizado que lo vamos haciendo sobre la marcha según estudiamos la muestra. Pero, como os he dicho antes, para hacerlo bien tenemos que tener una visión general de la roca y de todos los restos fósiles que incluye, ya que hay que comparar el aspecto de los organismos que vayamos a estudiar con todo lo demás. Por este motivo, siempre decimos a la gente que nunca extraiga fósiles de las rocas en las que están si se encuentran alguno durante sus excursiones, porque sacarían el ejemplar de contexto y perdería todo el valor científico y toda la información que nos puede aportar. Recuerda, si te encuentras un fósil en alguna roca, sácale una foto y déjalo donde está, o destruirías millones de años de información que nos permiten reconstruir la historia de este planeta.

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

El artículo ¿De dónde ha salido este fósil? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Emakumean teknologiaren historian. Asmatzaileak eta aitzindariak liburua 2020. urtean argitaratu zen. Gontzal Avila da egilea eta argitalpenaren helburua da historian zehar teknologiaren esparruari ekarpenak egin dizkioten emakumeak ezagutzera ematera. Izan ere, emakume gutxik lortu dute, alde batetik, aitortza beren asmakizunetatik eta, bestetik, lanetatik bizitzea eta gizartearen esker ona jasotzea.

Emakumean teknologiaren historian. Asmatzaileak eta aitzindariak azken 200 urteotan teknologiarekin, asmakizunekin, enpresarekin eta beste hainbat arlorekin zerikusia izan duten emakumeak biltzen ditu. Mundo osoko 150 emakumeren istorio bitxiak eta, gehienak, harrigarriak erakusten dira liburuan. Hauen artean 6 emakume euskaldun ere aurki daitezke, adibidez, Cesarea Garbuno Arizmendi enpresaburua Euskal Herriko lehen petrolio findegia martxan jarri zuenak Pasaian 1883an.

Egilearen esanetan liburu hau urrats txiki bat baino ez da, teknologiarekin, asmakizunekin, enpresarekin eta beste hainbat arlorekin zerikusia izan duten emakumeak nabarmentzeko. Kasu batzuetan protagonisten informazio zabala eskaintzen da (90 bat emakumeren kasuan) eta, beste batzuen kasuan gutxiago, ezbaitira ezagutzen hauei buruzko datu asko eta beraien ekarpenak labur azaldu dira.

Argitalpena ez da historia liburu bat, publiko zabalari zuzendua dagoen dibulgazio-liburua baizik, arlo teknologikoan emakumeek egindako ekarpenak bistaratzeko. Besteak beste, informatikan, elikagaien kontserbazioan, eraikuntzan, energian, txirrindularitzan, autogintzan, astronomian, altzairugintzan, optikan edo robotikan egin dituzte ekarpenak jaso dira argitalpenean. Gontzal Avilaren hitzetan, edonor murgildu daiteke liburuan eta asmamena zorroztu zuten emakume aitzindarien nondik norakoak ezagutu:

Teknologiari lotua bada ere, bizitza historiak dira gehienak. Ez da historia liburu bat: istorioena baizik. Edozeinek irakur lezake erraztasunez: euskara maila ez baita zorrotzegia.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Emakumeak teknologiaren historian. Asmatzaileak eta aitzindariak
• Egilea: Gontzal Avila
• Itzultzailea: Iosune Avila
• ISBN: 978-84-9109-497-5
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2020
• Orrialdeak: 240 or.

Iturria:

Erein argitaletxea: Emakumeak teknologiaren historian. Asmatzaileak eta aintzindariak

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József Kürschák nació el 14 de marzo de 1864 en Buda (Hungría). Su padre, András Kürschák, falleció cuando él tenía solo seis años. A partir de entonces fue criado solo por su madre, Jozefa Teller, en Budapest (fundada en 1872 al unificarse las ciudades de Buda, Óbuda y Pest), ciudad que se había convertido en un lugar privilegiado de educación y de vida intelectual y artística. Allí Kürschák asistió a la escuela secundaria.

József Kürschák. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Ingresó en la Universidad Politécnica de Budapest en 1881 y se graduó en 1886. Tras dos años trabajando como docente de matemáticas y física en una escuela de enseñanza secundaria en Eslovaquia, regresó a la Universidad Politécnica de Budapest para dedicarse a la investigación. Se doctoró en 1890 y durante toda su carrera siguió vinculado a este centro de enseñanza superior.

La teselación de Kürschák

En un artículo publicado en 1978 en la revista The Mathematical Gazette, los autores (los matemáticos Gerald L. Alexanderson y Kenneth Seydel) describían un trabajo de Kürschák, escrito en 1898, en el que se estudian algunas propiedades de un dodecágono regular inscrito en la circunferencia unitaria.

Los autores dedican su texto a demostrar el siguiente teorema:

El área de un dodecágono regular inscrito en una circunferencia unitaria es 3.

Podría parecer extraño destinar un artículo de cinco páginas a probar este resultado, puesto que el área de los polígonos regulares (inscritos en una circunferencia unitaria) se calcula sin dificultad usando herramientas trigonométricas. De hecho, es:

donde n es el número de lados del polígono. Es decir, en este caso en el que n = 12, el área es 3.

Sin embargo, el argumento que empleaba Kürschák es puramente geométrico. Se trata de una prueba sin palabras en la que el matemático demuestra que un dodecágono puede diseccionarse en un conjunto de triángulos que, reorganizados de la manera adecuada, rellenan tres cuadrados de lados de longitud 1. Y Kürschák usa para ello una teselación, de la que los autores del artículo de 1978 dicen con admiración:

La teselación es tan bonita e ingeniosa que creemos que debería conocerse mejor.

La teselación de Kürschák. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Esta teselación de un cuadrado posee dos tipos de baldosas triangulares: son 16 triángulos equiláteros (cuyos lados son de la misma longitud que los lados del dodecágono) y 32 triángulos isósceles (cada rombo de color rosa está formado por dos de ellos, iguales a los ocho que definen el perímetro del cuadrado. Dos de sus ángulos son de 15 grados y el restante de 150 grados) dispuestos como se indica en la imagen superior. En la siguiente animación se puede ver cómo se utiliza la teselación de Kürschák para calcular el área de dodecágono.

https://www.youtube.com/watch?v=7lCJDdD_fHs

Sin duda, Gerald L. Alexanderson y Kenneth Seydel tienen razón en que es una demostración tan hermosa que vale la pena recordarla.

József Kürschák: investigador y docente

Kürschák no sólo se dedicó a la construcción de demostraciones geométricas sin palabras. Trabajó en diferentes ramas de las matemáticas, entre otras, en ecuaciones diferenciales, álgebra, teoría de números o cálculo de variaciones.

En la década de 1910 obtuvo el reconocimiento internacional por su teoría de valoraciones, según la cual, al generalizar el valor absoluto y el valor límite, estos conceptos pueden extenderse a estructuras abstractas. Esta teoría fue posteriormente completada por Alexander Ostrowski.

En teoría de números, simplificó la demostración de David Hilbert de la conjetura de Waring (todo número natural puede expresarse como suma de no más de cuatro cuadrados, de 9 cubos, de 18 cuartas potencias, etc.). Además, en varios de sus trabajos se ocupó de la irreducibilidad de determinantes y matrices.

Kürschák fue un docente apreciado. Muchos reconocidos matemáticos disfrutaron de sus enseñanzas, entre ellos John von Neumann, Edward Teller o Dénes König, que defendió su tesis doctoral (Elementary Discussion of Rotations and Finite Rotation Group of a Space of Many Dimensions) en 1907 con una memoria supervisada por Kürschák y Hermann Minkowski.

Universidad de Szeged, 1928. De izquierda a derecha (de pie): Frigyes Riesz, Béla Kerékjártó, Alfréd Haar, Gyula Kőnig, Rudolf Ortvay. Sentados en sillas: József Kürschák, George David Birkhoff, Oliver Dimon Kellog, Lipót Fejér. Sentados en el suelo: Tibor Radó, István Lipka, László Kalmár y Pál Szász. Fuente: Wikimedia Commons.

Además, Kürschák fue uno de los principales organizadores de los concursos de matemáticas de su país. Para honrar sus contribuciones en esta área, el Concurso de Matemáticas Loránd Eötvös, iniciado en 1925, pasó a llamarse Concurso de Matemáticas József Kürschák en 1949. Él había fallecido dieciséis años antes, el 26 de marzo de 1933.

Referencias

• Kürschák’s Tile, Futility Closet, 24 de febrero de 2024

• Alexander Bogomolny, Kürschak’s Tile and Theorem. What is this about? A Mathematical Droodle, Cut the Knot

• J J O’Connor and E F Robertson, József Kürschák, MacTutor History of Mathematics Archives, University of St Andrews

• József Kürschák, Wikipedia

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

El artículo La teselación de József Kürschák se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahúm Méndez

Gure planetako dibertsitate mineralogikoa handia da. Orain arte ia zazpi mila mineral espezie ezagutzen ditugu eta beste planetak aztertzen ditugunean geure buruari honako hauek galdetzen dizkiogu: Eguzki Sistemako beste planetetan edo gorputzetan antzeko kopurua izango dute? Beharbada Lurra muturreko adibidea da mineralen munduan?

Baina jarraitu aurretik, argi dugu zer den mineral bat? Substantzia solidoak dira, konposizio kimiko definitua dute, jatorri naturalekoak dira eta egitura kristalino ordenatua dute. Definizioa apur bat zabala dela iruditu arren, azken bi hamarkadetan nolabaiteko eztabaida dago, izan ere, konposatu organikoak (jatorri biologikokoak edo bat-batean agertzen direnak) mineralek diren eztabaidatzen jarraitzen baita.

1. irudia: Perseveranceko WATSON kamerak Marteko arroka baten gertuko irudia hartu zuen eta ondoren analizatu egingo da osaera jakiteko. Irudian zenbait mineral ikusten dira, zeharrargia da bat eta horrek deitu du zientzialarien arreta. (Irudia: NASA/JPL Caltech-en eskutik)

Geologoentzat mineralak bitxiak edo bilduma egiteko elementuak baino gehiago dira, planetetan 4500 milioi urteko historian gertatutako prozesuak ezagutzeko lagungarriak izan baitaitezke. Seguru asko planeta lurtarrek, Merkuriotik Martera, antzeko eboluzio mineralogikoa izango zuten haurtzaroan, baina pixkanaka desberdindu egin zen bakoitzaren berezitasunen ondorioz.

Barnealdeko planetok antzeko elementu eta mineralak genituen abiapuntuan, eratu ginen disko protoplanetarioan genuen kokapenaren ondorioz. Planetak eratzeko prozesu guztiak amaitu ondoren, seguru asko lau planeta horietan zeuden lehenengo mineralak oso antzekoak izango ziren kopuruan eta osaeran, planeten haurtzaroko lehen etapetan zegoen magma ozeanoa kristalizatzearen ondorioz sortu izango baitziren.

Baina etapa horren ondoren hasitako eboluzio prozesuak oso desberdindu gaitu: atmosfera egotea ala ez, plaken tektonika edo bizitza agertzea dira planetetan mineralen dibertsitate handiagoa edo txikiagoa markatu ahal izan dutenak.

Eta hemen dator gaurko artikuluan aipatu nahi nuen bigarren terminoa: modu paragenetikoak. Mineralak eratzeko abiapuntuko prozesuak sartzen dira hor, hau da, atomo multzo solido edo likido bat nola den gai birkonfiguratu eta mineral bat edo gehiago eratzeko. Modu horiek prozesu natural ugari dira eta mineral berriak eratzen dira ondorioz.

2. irudia: Marteko meteorito baten irudia, mikroskopio elektronikoz lortua; aipatutako mineraletako batzuk ikus daitezke. (Irudia: NASAren eskutik)

Modu paragenetikoen adibideetako batzuk gas edo likido batetik eratzea da -kondentsazioz, prezipitazioz…- eraldaketa fisikoak ere egon daitezke tximistak jo duelako, meteoritoek talka egin dutelako edo eskualde-metamorfismoko fenomenoak izan daiteke, uraren eta arroken elkarreragin edo bizitzaren eraginez ere eratu daitezke mineralak, biomineralizazioak esaterako.

Marte da ongien ezagutzen dugun planetetako bat bi arrazoiren ondorioz: batetik, behatzeko eta analizatzeko gaitasuna duten misio espazialak egin direnez, azaleko mineralak ezagutu ahal izan ditugulako orbitatik, kontakturik izan gabe. Bestetik, gure planetara erori diren meteoritoei esker; horiek zehatz aztertu baititzakegu lurreko laborategietan. Dena dela, guztira 161 mineral baino ezin izan dira identifikatu.

Ikerketa berri batek (Hazen et al. (2023)) iradokitzen du mineral gabezia hori Marten Lurrean baino paragenetiko gutxiago egoteagatik izan daitekeela… Zergatik? Gure planeta besteekin alderatuz gero apur bat berezia delako, orain arte dakiguna kontuan izanda bederen.

3. irudia: Curiosityk Marten hartutako X izpien difrakzio patroia. Irudi hau bezalako har ditzakeen tresnei esker, Marteko arroken eta azaleraren osaera jakin dezakegu azaleko misioekin. (Irudia: NASA/JPL-ren eskutik)

Hasteko, gure planetan isurien –ura, esaterako- eta arroken arteko elkarreraginek eskala handiagoa dute Marten baino plaken tektonikari esker, subdukzioari eta arrokak apurtzeko prozesuen bidez baino eta horren ondorioz gure planetan elkarreragin mota horiek gehiago dira.

Presio altuko metamorfismoa ere bada, kontinenteek talka egitean gertatzen da hori eta plaken tektonika behar da horretarako eta, jakina, biziaren eragina ere bai mineralak sortzean.

Aipatu ditugun hiru prozesu horiek izango lirateke beharbada, artikuluaren egileen esanetan, gure planetako mineralen dibertsitatearen %80aren arduradunak eta modu paragenetiko horiek soilik Lurrean gertatzen dira oraingoz edo esparru mugatuagoa dute beste planetetan.

Marten 161 mineral besterik ez dagoela esan nahi du horrek? Ez, gehiago ere egongo dira beharbada, azalera harramazkatzen baino ez baikara hasi eta baliteke sakonago ere mineralak egotea edo eskuragarri ez egotea prozesu hidrotermalen bidez edo ukipen-metamorfismoko fenomenoen bidez, hala nola sumendien eremuan gerta zitekeena, baina dena dela, ikertzaileek uste dute Lurrean baino askoz mineral gutxiago egongo dela.

Zalantzarik ez da mineralek planeten eta beste gorputz batzuen historia hobeto ezagutzen lagun diezaguketela, baina oraindik bide luzea dugu egiteko horien konposizioa zehar aztertu ahal izan arte. Orduan baino ezingo dugu esan… egiaz hain desberdinak gara?

Erreferentzia bibliografikoa:

Hazen, Robert M.; Downs, Robert T.; Morrison, Shaunna M.; Tutolo, Benjamin M.; Blake, David F.; Bristow, Thomas F.; Chipera, Steve J.; McSween, Harry Y.; Ming, Doug; Morris, Richard V.; Rampe, Elizabeth B.; Thorpe, Michael T.; Treiman, Allan H.; Tu, Valerie M.; Vaniman, David T. (2023). On the diversity and formation modes of martian minerals. Journal of Geophysical Research: Planets, 128, 9. Doi: 10.1029/2023je007865

Egileaz:

Nahúm Méndez Chazarra geologo planetarioa eta zientzia-dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko irailaren 18an: La diversidad mineral en Marte.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Algunos vecindarios de la Vía Láctea pueden ser más adecuados que otros para crear planetas habitables.

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

Ilustración: Kristina Armitage / Quanta Magazine

Para albergar vida, al menos tal como la conocemos, un planeta debe orbitar una estrella que sea relativamente tranquila y estable. La órbita del planeta también debe ser casi circular para que el planeta experimente un calor similar durante todo el año. Y no debe estar demasiado caliente, para que el agua de la superficie no hierva; ni demasiado frío, para que el agua no se quede fijada en hielo; sino el adecuado, para que los ríos y los mares permanezcan líquidos.

Estas características definen una “zona habitable” alrededor de las estrellas, lugares tentadores a los que apuntar en la búsqueda de exoplanetas aptos para la vida. Pero los científicos someten cada vez más a toda la galaxia a un escrutinio similar. De la misma manera que los continentes con biosferas distintas albergan flora y fauna distintas, diferentes regiones de la galaxia podrían albergar diferentes poblaciones de estrellas y planetas. La turbulenta historia de la Vía Láctea significa que no todos los rincones de la galaxia son iguales y que solo algunas regiones galácticas podrían ser las adecuadas para crear planetas que creemos que podrían estar habitados.

Conforme los científicos exoplanetarios afinan sus ideas sobre dónde buscar vida extraterrestre, ahora están considerando el origen de la estrella y su vecindario, explica Jesper Nielsen, astrónomo de la Universidad de Copenhague. Nuevas simulaciones, junto con observaciones de satélites que buscan planetas y monitorean millones de estrellas, están pintando una imagen de cómo diferentes vecindarios galácticos (y tal vez incluso diferentes galaxias) forman planetas de manera diferente.

«Esto, a su vez, puede ayudarnos a comprender mejor hacia dónde apuntar nuestros telescopios», afirma Nielsen.

Geografía galáctica

Hoy, la Vía Láctea tiene una estructura complicada. Su agujero negro supermasivo central está rodeado por el «bulbo», una espesa masa de estrellas que contiene a algunos de los ciudadanos más ancianos de la galaxia. El bulbo está rodeado por el “disco delgado”, la estructura que se puede ver serpenteando sobre nuestras cabezas en una noche clara y oscura. La mayoría de las estrellas, incluido el Sol, se encuentran en los brazos en espiral del disco delgado, que están abrazados por un «disco grueso» más ancho que contiene estrellas más viejas. Y un halo difuso, mayoritariamente esférico, de materia oscura, gas caliente y algunas estrellas envuelve toda la arquitectura.

Durante al menos dos décadas, los científicos se han preguntado si las condiciones habitables varían entre esas estructuras. El primer estudio sobre la habitabilidad galáctica data de 2004, cuando los científicos australianos Charles Lineweaver, Yeshe Fenner y Brad Gibson modelaron la historia de la Vía Láctea y la utilizaron para estudiar dónde podrían encontrarse zonas habitables. Querían saber qué estrellas anfitrionas tenían suficientes elementos pesados (como carbono y hierro) para formar planetas rocosos, qué estrellas habían existido el tiempo suficiente para que evolucionara vida compleja y qué estrellas (y cualquier planeta en órbita) estaban a salvo de las supernovas vecinas. Terminaron definiendo una “zona habitable galáctica”, una región en forma de dónut con el agujero centrado en el centro de la galaxia. El límite interior de la región comienza a unos 22.000 años luz del centro galáctico y su límite exterior termina a unos 29.000 años luz.

En las dos décadas posteriores los astrónomos han intentado definir con mayor precisión las variables que controlan la evolución tanto estelar como planetaria dentro de la galaxia, explica Kevin Schlaufman, astrónomo de la Universidad Johns Hopkins. Por ejemplo, continúa, los planetas nacen en discos de polvo que rodean a estrellas recién nacidas y, en pocas palabras, si “un disco protoplanetario tiene mucho material que puede formar rocas, entonces producirá más planetas”.

Algunas regiones de la galaxia pueden estar más densamente sembradas con esos ingredientes formadores de planetas que otras, y los científicos están trabajando ahora para comprender en qué medida los vecindarios galácticos influyen en los planetas que albergan.

Aquí hay exoplanetas

Entre los aproximadamente 4.000 exoplanetas conocidos, hasta ahora existen pocas reglas que rijan qué tipos de planetas están en qué sitio; ningún sistema estelar se parece mucho al nuestro, y la mayoría de ellos ni siquiera se parecen mucho entre sí.

Nielsen y sus colegas querían saber si los planetas podrían formarse de manera diferente en el disco grueso, el disco delgado y el halo de la Vía Láctea. En general, las estrellas del disco delgado contienen más elementos pesados que las del disco grueso, lo que significa que surgieron de nubes que también podrían contener más ingredientes formadores de planetas. Utilizando datos del satélite de seguimiento de estrellas Gaia de la Agencia Espacial Europea, Nielsen y sus colegas primero separaron las estrellas en función de la abundancia de ciertos elementos. Luego simularon la formación de planetas entre esas poblaciones.

Sus simulaciones, que publicaron en octubre, mostraron que los planetas gigantes gaseosos y las supertierras (el tipo más común de exoplaneta) crecen más abundantemente en el disco delgado, probablemente porque (como se esperaba) esas estrellas tienen más material de construcción con el cual trabajar. También descubrieron que las estrellas más jóvenes con elementos más pesados tienden a albergar más planetas en general, y que los planetas gigantes son más comunes que los más pequeños. Por el contrario, los gigantes gaseosos son casi inexistentes en el disco grueso y el halo.

Schlaufman, que no participó en el trabajo, comenta que los resultados tienen sentido. La composición del polvo y el gas a partir del cual nacen las estrellas es crucial para determinar si las estrellas formarán planetas. Y aunque esa composición puede variar según la ubicación, argumenta que si bien la ubicación puede preparar el escenario para la construcción de mundos de una estrella, puede no determinar el resultado final.

Las simulaciones de Nielsen son teóricas, pero algunas observaciones recientes respaldan sus hallazgos.

En junio, un estudio que utilizó datos del telescopio espacial Kepler de la NASA, que busca planetas, encontró que las estrellas en el disco delgado de la Vía Láctea tienen más planetas, especialmente supertierras y mundos de tamaño subneptuno, que las estrellas en el disco grueso. Una explicación, apunta Jessie Christiansen, científica exoplanetaria del Instituto de Tecnología de California y coautora del estudio, es que las estrellas viejas del disco grueso pueden haber nacido cuando los ingredientes para formar planetas eran escasos, antes de que generaciones de estrellas moribundas sembrase el cosmos con los componentes básicos de los mundos. O tal vez las estrellas de disco grueso nacieron en ambientes densos y de alta radiación, donde la turbulencia impide que los planetas nacientes lleguen a fusionarse.

A los planetas les puede ir mejor en áreas abiertas, como los suburbios, en lugar de en áreas “urbanas” densamente pobladas, afirma Christiansen. Nuestro sol se encuentra en una de esas zonas suburbanas escasamente pobladas.

Otras Tierras

Los estudios de Christiansen y las simulaciones de Nielsen se encuentran entre los primeros en estudiar la ocurrencia de planetas en función del vecindario galáctico; Vedant Chandra, astrónomo del Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, se está preparando para ir un paso más allá y estudiar si la formación de planetas podría haber sido diferente en algunas de las galaxias que la Vía Láctea consumió a medida que crecía. En el futuro Nielsen espera que estudios e instrumentos perfeccionados, como el próximo telescopio espacial Nancy Grace Roman de la NASA, nos ayuden a comprender la formación de planetas de la misma manera que los demógrafos entienden las poblaciones. ¿Podemos predecir qué tipos de estrellas albergarán qué tipos de planetas? ¿Es más probable que las Tierras se formen en ciertos vecindarios? Y si sabemos dónde mirar, ¿encontraremos algo mirándonos?

Sabemos que vivimos en una zona habitable, en un mundo que orbita alrededor de una estrella tranquila. Pero cómo empezó la vida en la Tierra, y cuándo y por qué, es la pregunta más importante de todos los campos de la ciencia. Quizás los científicos también deberían pensar en la historia del origen de nuestra estrella, e incluso en la de los ancestros estelares que dieron forma a nuestro rincón de la Vía Láctea, hace miles de millones de años.

“¿Era inevitable la vida en la Tierra? ¿Fue especial?” se pregunta Chandra. «Solo una vez que empieces a tener esta imagen global… podrás empezar a responder preguntas como esa».

 

El artículo original, The Best Neighborhoods for Starting a Life in the Galaxy, se publicó el 24 de enero de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Los mejores barrios para empezar una vida en la galaxia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Idiazabal gaztaren ezaugarriak zehazteko mikrobiotak duen garrantzia aztertu du Gorka Santamarina ikertzaileak. Zaporean, testuran eta aroman funtsezkoak dira bakterioak.

Milurtekoak dituen jarduna da gaztagintza, eta, funtsean, denbora honetan guztian produktua egiteko oinarrizko moduak ez dira asko aldatu. Prozesuari berari dagokionez, tartean dauden faktoreen inguruko ezagutza, ordea, izugarri handitu da. Besteak beste, orain gai gara analisi mikrobiologikoak egiteko, eta, are gehiago, analisi horietan ere hobekuntza handiak egiten ari dira.

Aldaketa horietako batzuk DNAren analisiari dagokie. Izan ere, Idiazabal gaztaren mikrobiota edo bakterioen osaketa aztertzerakoan, orain arte bide tradizionalak erabili izan dira: batez ere, mikrobiologian ohikoak diren agar edo gelatinak izan dira abiapuntu; horietan, mikroorganismoak hazten dituzte, eta, behin hazita, daukaten morfologia, tamaina edo kolorea aztertzen dituzte.

1. irudia: gaztan dagoen mikrobiota aztertzeko ohiko teknikak erabili izan dira, baina gero eta gehiago erabiltzen ari dira teknika metagenomikoak. (Argazkia: Nuria Gonzalez / UPV/EHU)

Metodo horren arazoa da agar batean hazi daitezkeen mikroorganismoak behar bezalako dentsitate eta kopuruetan lortzea ez dela erraza, eta oso zaila dela ere kopuru txikietan dauden mikroorganismoak identifikatzea. Horregatik, azken urteotan teknika metagenomikoen alde egiten ari dira UPV/EHUko Lactiker ikerketa-taldean, Gorka Santamarina doktorego aurreko ikertzailek azaldu duenez. “Bide hau erabilita, laginetatik bakterioen DNA guztia erauzten dugu. Bada, DNA horretan genoma batzuk oso egonkorrak direnez, eta bakterioaren generoari edo espeziari lotuta daudenez, datu baseekin alderatuta, jakin dezakegu zer bakterio ditugun lagin batean”. Horri esker, eskuratzen duten bereizmena izugarri handia da: “Agian 2.000 bat espezie egon daitezke, eta horietako batzuen kopurua laginaren %0,01 edo gutxiagokoa izan daiteke”.

Idiazabal gaztaren bakterioak helburu

Idiazabal gaztan bakterio hauek duten presentzia eta funtzioa ikertzen ari da Santamarina, horretarako produktuaren elaborazioaren prozesu guztia aintzat hartuz: esnean, gazta egiten den bitartean eta merkaturatzeko prest dagoen gazta helduan.

Orain arte egindako ikerketan egiaztatu ahal izan dutenez, esne gordinetik gazta freskorako eboluzioan mikroorganismoen biodibertsitatea txikiagoa da, eta bakterio asko desagertzen dira. Baina ondoren, gazta heltzen den heinean, biodibertsitatea handitzen da, beste bakterio batzuk agertzen direlako, bai genero kopuruan zein ehunekoetan.

Agerikoa denez, bakterio hauek guztiak ezagutzea funtsezkoa izan daiteke Idiazabal gazten kalitatea zein segurtasuna ziurtatzeko. Bakterio horien artean, garrantzitsuenak laktosa hartzitzen duten bakterio azido laktikoak dira. “Gazta egiterakoan gehien erabiltzen den kultibo abiarazlea kategoria horretakoa da”, azaldu du Santamarinak. Baina, horiez gain, laginketetan abiarazle ez diren bakterio azido laktikoak identifikatu dituzte ere. Hirugarren talde garrantzitsuena inguruneko bakterioek osatutakoa da. “Horiek ez dira desiragarriak gazta egiteko; adibidez, patogenizitatea izan dezaketen bakterioak izan daitezkeelako”. Ikertzaileak gogora ekarri du berez listeriosia moduko gaitzak ager daitezkeela gaztak egiterakoan, baina oso argi utzi nahi izan du horrelakorik oso gutxitan gertatzen dela.

Dena dela, segurtasuna bermatu aldera, gizakiarentzat kaltegarri diren halako bakterio ez desiragarrietan ere arreta jarrita daukate. Hala, arazoren bat agertuz gero, gordailua zein den argitu ahalko lukete, gaztagileek eta artzainek horrelako arriskuak are gehiago saihestu ahal izateko. Hala eta guztiz ere, prozesuagatik beragatik, gaztaren bilakaerak aurrera egiten duen heinean, arriskuak gutxitzera jotzen du. “Esne gordinean zein gazta egiteko prozesuan bakterio ez desiragarri hauek egon badaitezke ere, ikusi dugu prozesuaren amaieran gaztan bakterio azido laktikoak gailentzen direla”, nabarmendu du ikertzaileak.

Bakterio horien inguruan ahalik eta mapa osatuena lortzeko, gaztagintzan erabiltzen diren osagaiak ere aztertzen ari dira. “Adibidez, gaztari gatzagia gehitzen zaio, eta produktua gatzunean sartzen da ere. Horiek izan daitezke bakterio iturri”. Bide bera jorratuz, uneotan aztertzen ari dira bakterioek jarraitzen dituzten bideak. “Baten bat aipatzearren, ardiei ematen zaien pentsua desberdina izan daiteke; ikusi nahi dugu horrek gero eragina duen mikrobiotaren osaketan”. Ardiei pentsua ematen baldin bazaie, erdi gordinean topatutako mikrobiotaren %30 pentsu horretan jatorria duela uste dute.

2. irudia: UPV/EHUko Lactiker ikerketa-taldean Idiazabal gaztaren bakterioak eta bakterio osaketa ikertzen ari da Gorka Santamarina doktorego aurreko ikertzailea. (Argazkia: Gorka Santamarina)

Osagaiez harago, gaztandegiak ere aztertzen ari dira, mikrobiomaren jatorria argitu aldera. “Edozein lekutan bezala, bertako gainazaletan ere bakterioak topatzen ditugu”. Adituaren esanetan, bakterio konposaketa oso ezberdina da gazten artean, batez ere bakterio azido laktiko ez abiarazleak direla eta.

Segurtasuna eta kalitatea hobetzeko estrategiak lortzeaz gain, zientzialariak ahalegintzen ari dira produktuaren jatorria bermatzen lagunduko luketen adierazleak aurkitzen. “Hori da gure azken helburua”, adierazi du Santamarinak. Hala, jakin nahi dute ingurunearekin erlazionatuta egon daitekeen nolabaiteko mikrobiota bat ote dagoen. “Trazabilitateari begira, ikusi nahi dugu ea joera edo patroiren bat dagoen, etorkizunean esan ahal izateko Idiazabal gazte diren ala ez” aurreratu du zientzialariak. Baina, modu berean, egiaztatu behar dute epe luzera begira emaitza berdinak mantentzen ote diren.

Bide batetik baino gehiagotik lortu ahalko lukete hau, Lactiker diziplina arteko ikerketa-taldea delako. “Gure taldeko ikertzaile nagusi Luis Javier Rodriguez esnean zein gaztan agertzen diren hainbat konposaturen bitartez mendiko gazta direnak eta ez direnak bereizten ahalegintzen ari da. Ardiak mendian larratu edo ez, horren arabera gero produktuetan zenbait konposatu agertzen direlako”.

Besteak beste, gaztandegietako mikrobiotaren eta amaierako gaztaren kalitatearen edo segurtasunaren artean dagoen lotura aztertzen ari dira.

“Azken finean bakterioak organismo biziak dira, eta gazta heldu bitartean ematen diren hainbat erreakzio biokimikotan aurki daitezke”. Batez ere gaztaren zaporean eta testuan eragiten dituzten erreakzio biokimikoetan parte hartzen dute bakterioek. Horietako bat da lipolisia: esnearen gantza edo triglizeridoen hidrolisi entzimatikoa egitean, gantz azido askeak askatzen dira. Protolisiaren kasuan, aldiz, proteinen hidrolisia gertatzen da, eta, ondorioz, aminoazido askeak eta peptidoak sortzen dira. “Hauek guztiek zuzenean zaporean eragiten dute; aminoazido eta peptidoen kasuan, testuran ere eragiten dute”, argitu du ikertzaileak. Horrez gain, bakterioen metabolismoek konposatu lurrunkorrak sortzen dituzte. “Eta horiek dira, haina justu, aroma zehazten dutenak”.

Aromari lotutako konposatuak aztertuta, ikusi dute alde handiak daudela, eta hori gazta bakoitzean aurkitzen dituzten mikroorganismoekin erlazionatuta dagoela. Kasurako, inguruko bakterio ez desiragarriak sufredun konposatuekin edo hidrokarburoekin erlazionatuta daude, eta horiek ez dira, noski, Idiabazal gaztaren onerako. “Aldiz, bakterio azido laktikoak lotuta daude esterren, alkoholen edo azidoen sintesiarekin, eta horiek, adibidez, interesgarriagoak dira gaztarako”, laburbildu du adituak-

Erreferentzia bibliografikoak:

• Santamarina-Garcia, Gorka;  Hernandez, Igor;  Amores, Gustavo eta Virto, Mailo (2022). Characterization of Microbial Shifts during the Production and Ripening of Raw Ewe Milk-Derived Idiazabal Cheese by High-Throughput Sequencing. Biology, 11(5), 769. DOI: 10.3390/biology11050769
• Santamarina-Garcia, Gorka; Amores, Gustavo;  Lopez de Armentia, Emma; Hernandez, Igor eta Virto, Mailo (2022). Relationship between the Dynamics of Gross Composition, Free Fatty Acids and Biogenic Amines, and Microbial Shifts during the Ripening of Raw Ewe Milk-Derived Idiazabal Cheese. Animals, 12(22), 3224. DOI: 10.3390/ani12223224
• Santamarina-Garcia, Gorka; Amores, Gustavo; Hernandez, Igor; Moran, Lara;  R. Barron, Luis Javier eta Virto, Mailo (2023). Relationship between the dynamics of volatile aroma compounds and microbial succession during the ripening of raw ewe milk-derived Idiazabal cheese. Current Research in Food Science, 6, 100425. DOI: 10.1016/j.crfs.2022.100425

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Pocos olores hay tan desagradables como el del pescado en mal estado. Cuando esa lubina comprada hace varios días que permanece en la nevera empieza a desprender un aroma nauseabundo, no hay vuelta atrás: la trimetilamina ya ha aparecido como producto de descomposición. Esta molécula también es la responsable del mal aliento y del molesto olor de algunas personas con alteraciones en el metabolismo de determinados aminoácidos.

Fuente: Pexels¿Qué es la trimetilamina?

La trimetilamina (TMA), compuesto orgánico de fórmula N(CH3)3, es un gas irritante e incoloro a temperatura ambiente que en contacto con las membranas de las mucosas causa necrosis y corrosión. Se trata de una amina terciaria, fácilmente soluble en el agua y más básica que el amoniaco. La TMA es un producto de degradación microbiana de macromoléculas nitrogenadas tales como la colina, la L-carnitina y la betaína presentes en los tejidos de animales y plantas.

Trimetilamina. Nitrógeno en azul, carbono en negro, hidrógeno en blanco. Fuente: Wikimedia Commons

En el agua salada, los animales marinos presentan sustancias que equilibran y limitan la concentración salina en el interior de sus células. Entre estos compuestos, el óxido de trimetilamina (TMAO) supone alrededor del 5% del tejido muscular de los peces de mar (atún, anchoa, dorada, gallo, pez espada, rodaballo…). Aunque este componente es inodoro y no da sabor, el TMAO se oxida y se transforma en TMA pocos minutos tras la muerte del pez por la acción de las bacterias y enzimas de su cuerpo. A eso hay que sumar la acción del aire, que también contribuye a la degradación de las grasas y de la urea en amoniaco. Todo ello compone una fétida mezcla de compuestos volátiles que son señal inequívoca de que el pescado no está fresco.

El olor a pescado en los humanos

Los seres humanos también sintetizamos TMA como producto de la degradación de aminoácidos como la colina y la carnitina, pero en individuos sanos pasa desapercibido al transformarse a TMAO en el hígado y excretarse en la orina. Existe un trastorno del metabolismo por el cual algunas personas desprenden un intenso olor a pescado en descomposición debido a un fallo de las enzimas que llevan a cabo esta reacción. Aunque es una enfermedad rara, la trimetilaminuria o síndrome del olor a pescado tiene un origen genético y provoca que las personas afectadas expulsen elevadas concentraciones de TMA en la orina, el sudor, el aliento y otros fluidos, como los vaginales en las mujeres.

Los niveles elevados de trimetilamina no son tóxicos para el organismo, pero el olor corporal de las personas con trimetilaminuria puede degenerar en problemas psicosociales por aislamiento y baja autoestima. Actualmente, no existe tratamiento específico y las recomendaciones para mitigar el mal olor pasan por reducir la ingesta de productos ricos en aminoácidos ricos en azufre y nitrógeno (como los pescados azules, las legumbres, la carne y la clara de huevo).

Fuente: PexelsUna delicatessen sueca apestosa

El mal olor que desprende el pescado suele ser un indicador fiable de que no se encuentra en buen estado y nos puede ahorrar una desagradable intoxicación alimentaria. Sin embargo, existe una curiosa excepción: el surströmming. Este producto típico de Suecia consiste en arenques del Mar Báltico fermentados y es considerado uno de los alimentos más hediondos jamás creados por el ser humano. En este caso, el mal olor no se debe a la TMA desprendida por el pescado, sino a los productos de la fermentación que se encuentran en la propia salmuera. El surströmming suele venderse en latas, donde las bacterias del género Haloanaerobium producen dióxido de carbono y varios componentes que provocan su particular olor: ácido propanoico, sulfuro de hidrógeno (huevo podrido), ácido butírico (mantequilla rancia) y ácido acético (vinagre).

Pese a ser un producto tradicional, su consumo está descendiendo y la respuesta parece encontrarse en la genética. Un estudio publicado en la revista Current Biology relacionó la aversión hacia el hedor de este producto con una variante genética del gen TAAR5, responsable de la síntesis de un receptor olfativo encargado de detectar la ya archiconocida TMA. Vamos, que cientos de años de evolución nos han preparado para evitar la comida podrida.

 

En conclusión, el olor desagradable del pescado podrido se debe al compuesto volátil trimetilamina. Esta molécula, formada a partir de la descomposición bacteriana de TMAO presente en el pescado, aumenta a medida que progresa la degradación y su detección olfativa nos alerta de que el producto no se encuentra fresco. Más allá del pescado en mal estado, la trimetilamina también está vinculada al olor penetrante del mal aliento y el sudor de algunas personas que presentan alteraciones en el metabolismo de algunos aminoácidos. Un mal olor que también está presente y nos hace rechazar otros platos típicos, como el sueco surströmming, en el que el repugnante aroma se debe a la fermentación. En conjunto, la trimetilamina ejemplifica la intersección entre la química, la percepción sensorial y la cultura culinaria.

Referencias:

1. Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo DLEP 142 – Trimetilamina

2. Márquez Moreno (2013) Síndrome del olor a pescado: trimetilaminuria  Formación Activa en Pediatría de Atención Primaria 6, 4

Sobre la autora: Raquel Gómez Molina es química especialista en laboratorio clínico y comunicación científica

El artículo Aquí huele a pescado podrido: la trimetilamina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Lehortea mundu osoko baso ekosistemei eragiten ari da, modu masiboan, eta ezinbestekoa da lehorteak eragindako heriotzaren aurrean zuhaitzek duten banakako zaurgarritasuna ulertzea. UPV/EHUk parte hartu duen azterlan baten arabera, zuhaitzen hazkundearen eta klimaren arteko desakoplamendu batek eragin dezake heriotza tasa hori. Hala, eskuragarritasun hidrikoaren aurrean zuhaitzen hazkundeak duen sentikortasuna erabil liteke heriotzaren alerta goiztiarrerako seinale gisa. Adierazle mota horiek oso lagungarriak izan daitezke basoko ekosistemetan aldaketa klimatikoa arintzeko eta hari egokitzeko neurriak diseinatzeko orduan.

Lehortearekin lotutako zuhaitzen heriotza masiboak mundu osoan ugaritu dira azken hamarkadetan, eta horrek eragina izan du basoko ekosistemen egituran eta funtzionamenduan. Dena den, lehorteak eragindako heriotzaren aurrean zuhaitzek duten banakako zaurgarritasunari buruzko ezagutza mugatua da oraindik. Orain dela gutxi ikerketa bat argitaratu dute Frontiers in Forests and Global Change aldizkarian arazo hori argitzen laguntzeko. “Espainia erdialdeko baso hedadura zabal batean gertatutako heriotza masiboa eragin zuten faktoreak identifikatzea izan zen azterlanaren helburua; Pinus sylvestris L. espeziea gailentzen zen eremu hartan, oso hedatuta dagoen eta garrantzi ekonomiko eta ekologiko handia duen espezie bat”, aipatu du Asier Herrerok, UPV/EHUko Farmazia Fakultateko Landareen Biologia eta Ekologia saileko irakasle laguntzaile doktoreak.

Irudia: ikusi da lehortearen intentsitatea hazten zioan heinean, zuhaitz hildakoek hazkundearen sinkronia txikiagoa zutela zuhaitz biziek baino. (Argazkia: Masood Aslami – Domeinu publikoko irudia. Iturria: pexels.com)

Horretarako, hazkunde erradialaren patroiak alderatu zituzten bizirik zeuden eta duela gutxi hil ziren banakoen bikoteetan. Oso gertu zeuden eta antzeko adina eta tamaina zuten banakoak aukeratu zituzten azterlanerako. Hala, isolatu egin zituzten tamainarekin eta heriotza prozesuaren ingurunearekin lotutako efektuak. Honako hauek alderatu zituzten zuhaitz bizien eta hilen artean: hazkundearen denborazko dinamika, hazkundearen sinkronia (banakoen artean denboran zehar bat datozen urteroko patroiak) eta hazkundeak uraren eskuragarritasunarekiko duen sentikortasuna (honela kalkulatuta: prezipitazioa ken ebapotranspirazio potentziala).

Azken 50 urteetan ez zen hauteman desberdintasun nabarmenik zuhaitz bizien eta hilen artean. Dena den, lehortearen intentsitatea hazten zioan heinean, zuhaitz guztietan hazkundearen sinkronia ere hazi zela hauteman zen, baita uraren eskuragarritasunarekiko sentikortasuna ere (hau da, balantze hidrikoaren malda hazkunde ereduan). “Hil baino 20 urte lehenago, hildako banakoek hazkundearen sinkronia txikiagoa zuten banako biziek baino, eta uraren eskuragarritasunarekiko sentikortasun txikiagoa”, nabarmendu dute ikertzaileek.

Hazkundearen sinkronia eta uraren eskuragarritasunarekiko hazkundearen sentikortasuna murriztu izanak honako hau iradokitzen du: desakoplamendua dagoela zuhaitzen hazkundearen eta klimaren artean. Horrek handitu egin dezake akats hidrauliko bat gertatzeko eta karbonoa falta izateko arriskua, baldintzak gero eta lehorragoak baitira. Hala, zuhaitzen heriotzaren alerta goiztiarreko seinale gisa erabil liteke hazkundeak eskuragarritasun hidrikoarekiko duen sentikortasuna. Merezi du etorkizunean gai hau sakonago aztertzea; batez ere, sasoiaren araberako lehortea izaten duten eremuetan. Heriotza arriskuaren adierazle mota horiek oso lagungarriak izan daitezke basoko ekosistemetan aldaketa klimatikoa arintzeko eta hari egokitzeko neurriak diseinatzeko orduan.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Zuhaitzen heriotza arriskuaren adierazleak.

Erreferentzia bibliografikoa:

Herrero, Asier; González-Gascueña, Raquel; González-Díaz, Patricia; Ruiz-Benito, Paloma; Andivia, Enrique (2023). Reduced growth sensitivity to water availability as potential indicator of drought-induced tree mortality risk in a Mediterranean Pinus sylvestris L. forest. Frontiers in Forests and Global Change, 6. DOI: 10.3389/ffgc.2023.1249246

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