Cuaderno de Cultura Científica

Juan Gefaell

Fuente: Wikimedia Commons

El pasado 31 de mayo, en su sección de Firmas del semanario XL-Semanal, el escritor y crítico literario Juan Manuel De Prada publicó un artículo sobre la evolución y la biología evolutiva en general titulado Evolución, negando la realidad del hecho evolutivo y defendiendo una cosmovisión creacionista. Dicho artículo está plagado de errores y argumentos fallidos. Probablemente debido a ello, el artículo de De Prada ha generado gran revuelo no solo entre el público general, sino dentro de la propia comunidad científica de biólogos evolutivos. A día de hoy ya han sido publicadas algunas respuestas a dicho artículo. Sin embargo, aunque valiosas, considero que estas respuestas pecan de dos defectos. En primer lugar, en algunos casos emplean un tono excesivamente beligerante, lo cual hace que los argumentos y las evidencias presentados queden sepultados bajo una ristra descalificaciones y argumentos ad hominem completamente innecesarios. Entiendo que, cuando los debates son apasionados, es difícil mantener un tono correcto y respetuoso. No obstante, comparto con el filósofo John Locke que, para el prevalecimiento de la verdad “(…) no hay mejor camino que el empleo de fuertes argumentos y buenas razones, unidos a la suavidad de la cortesía y de las buenas maneras.” (1988, p. 22) En segundo lugar, considero que las anteriores respuestas al artículo de Juan Manuel De Prada no son todo lo eficaces que debieran ser porque obvian que algunos de los argumentos que esboza este escritor son de naturaleza filosófica o histórica. Por ese motivo, no tener en cuenta estas disciplinas hace que se yerre en el diagnóstico de la situación y se dejen pasar errores de bulto cometidos por De Prada.

En lo que sigue, he tratado de articular una respuesta punto por punto al artículo de Juan Manuel De Prada que subsane los defectos de las respuestas realizadas con anterioridad. Antes de pasar a ella me gustaría, no obstante, aclarar cuál ha sido mi motivación al haber escrito esta respuesta. Considero que el artículo de Juan Manuel De Prada no debe ser considerado una mera excentricidad. A mi juicio, dicho artículo constituye un nuevo caso flagrante de lo que el sociólogo Diego Gambetta ha denominado “machismo discursivo”, esto es, un estilo argumentativo que conjuga un tono taxativo y dogmático junto con un completo desconocimiento de la materia sobre la que se opina. Un estilo argumentativo que, tal y como ha puesto de relieve Ignacio Sánchez-Cuenca en La desfachatez intelectual (2016), sería la tónica habitual de buena parte de los tertulianos e intelectuales públicos españoles. Dicha clase de estilo argumentativo es objetable en la medida en que dificulta la discusión racional acerca de las cuestiones relacionadas con la vida pública y, en consecuencia, pone piedras en las ruedas de la democracia. No obstante, es posible argumentar que el artículo de Juan Manuel De Prada es, si cabe, más reprochable, en la medida en que el objeto del mismo es una de las teorías científicas más consolidadas de la ciencia moderna.

La teoría de la evolución tiene una historia tan plagada de éxitos explicativos como de reacciones adversas por parte de ciertos colectivos religiosos. No en vano, en la que hasta ahora constituye la principal potencia científica mundial, los Estados Unidos de América, las cuestiones relacionadas con la enseñanza de esta teoría científica han acabado en los tribunales en más de una ocasión. A pesar de que múltiples autores e instituciones han enfatizado que el supuesto conflicto entre la teoría evolutiva y la religión es en realidad un falso conflicto, ciertas facciones del protestantismo dogmático han tratado de realizar una cruzada contra la biología evolutiva que no tiene parangón en la historia de la ciencia moderna. Si bien hasta ahora la biología evolutiva ha salido indemne de todos los embates jurídicos y sociales a los que ha sido sometida, no debemos suponer que lo mismo vaya a suceder necesariamente en el futuro.

El florecimiento de la ciencia, como el de la democracia, requiere un compromiso cívico y cultural con los ideales de la racionalidad, la ponderación, el respeto a la evidencia y el gusto por los matices (Koertge 2005). En una democracia madura, la ciencia ha de ser tomada en serio por los ciudadanos, que no han de tolerar la proliferación de los diversos negacionismos científicos, y que han de cortar de raíz cualquier cuestionamiento de la evidencia científica fundamentada por motivos exclusivamente ideológicos. Ahora bien, a la hora de confrontar dichos negacionismos, es preciso tratar de entender los motivos y las sutilezas conceptuales que en ocasiones están detrás de los mismos, para, de ese modo, no convertir la defensa de la ciencia y la racionalidad en un mero ejercicio de cientificismo. Es por estos motivos por los cuales he decidido tratar de articular esta respuesta. Vayamos con ella.

Foto: Samuel Scrimshaw / Unsplash

El contenido del artículo de Juan Manuel De Prada, punto por punto

He considerado que, dada la cantidad de errores e imprecisiones empíricas y conceptuales en las que incurre Juan Manuel De Prada, la mejor forma de dar respuesta a su artículo es analizarlo punto por punto. Así pues, con esta afirmación comienza De Prada:

“El evolucionismo postula que todos los seres vivos, vegetales y animales –incluido el hombre– se habrían originado a partir de una, o unas pocas, formas vivientes originales, por transformaciones sucesivas, lentas y graduales, en el curso de millones de años, gracias a modificaciones producidas al azar y a la acción de la selección natural.”

Este fragmento contiene un error filosófico de bulto: el empleo del término “evolucionismo” para referirse a la teoría de la evolución. Si bien en ocasiones los biólogos evolutivos utilizan “evolucionismo” en un sentido laxo, incluyendo bajo el mismo la teoría de la evolución o incluso a la biología evolutiva como disciplina, lo cierto es que “evolucionismo” y “teoría evolutiva” no son la misma cosa. El evolucionismo, aunque implica a la teoría de la evolución, es más que esta, como bien sabe Juan Manuel De Prada. Normalmente, se entiende por evolucionismo una filosofía de la naturaleza que, apoyándose en una interpretación particular de la teoría de la evolución, defiende la idea de que no existen entidades o procesos sobrenaturales de ningún tipo, sino únicamente entidades y procesos estrictamente naturales. En otras palabras: el evolucionismo es la suma de la teoría de la evolución junto con lo que los filósofos denominan el naturalismo metafísico. Así pues, de acuerdo con los partidarios del evolucionismo, la teoría de la evolución proporcionaría razones para dudar de la existencia de Dios, así como de cualquier otro ente sobrenatural.

A Juan Manuel De Prada habría que decirle que, si bien el evolucionismo entendido de este modo es una tesis filosófica respetable, no todos los biólogos evolutivos se adscriben automáticamente al evolucionismo, aunque por supuesto no duden de la veracidad de la teoría evolutiva. Así pues, muchos de ellos compatibilizan la aceptación de la teoría evolutiva con alguna otra cosmovisión filosófica, incluidas algunas de corte teísta (p. e. Miller 2007). Lo único que todos los biólogos evolutivos comparten por el mero hecho de ser científicos es lo que en la literatura filosófica se conoce como “naturalismo metodológico” (McDonald y Tro 2009), es decir, la convicción de que al hacer ciencia solo debe apelarse a entidades y procesos naturales como explicación de los fenómenos. Las creencias religiosas deben dejarse a un lado a la hora de hacer ciencia.

Juan Manuel De Prada sabe que el evolucionismo no es lo mismo que la teoría de la evolución, tal y como deja claro al final de su artículo. Sin embargo, trata de confundir deliberadamente el primero con la segunda, incurriendo en una maniobra habitual entre la mayoría de creacionistas y, lamentablemente, entre algunos biólogos evolutivos de gran proyección mediática (estoy pensando en Richard Dawkins; p. e., Dawkins 1995): la confusión deliberada o inconsciente de una teoría científica con una tesis filosófica. No son lo mismo, y no debe hacer pasarse a la teoría de la evolución por una doctrina filosófica. La teoría evolutiva es una teoría científica. Punto. Criticar el “evolucionismo” o incluso el ateísmo no debe pasar por criticar a la teoría de la evolución. Tal y como señala Jacques Monod en un pasaje al comienzo de su clásico El azar y la necesidad (1986), del que se hace eco el filósofo Elliott Sober (2011): “(…) hay que evitar toda confusión entre las ideas sugeridas por la ciencia y la ciencia misma.” (p. 12) Si se quiere criticar la teoría de la evolución, debe hacerse en el plano estrictamente científico, cosa que está condenada al fracaso. Si se quiere criticar el evolucionismo, debe hacerse en el plano filosófico, dejando a un lado la teoría de la evolución, que no es responsable directa de las afirmaciones realizadas por los partidarios del “evolucionismo”.

Continua De Prada afirmando lo siguiente:

“En la actualidad, incluso, la hipótesis evolucionista pretende también explicar la ‘biogénesis’, es decir, el origen espontáneo de la vida a partir de la materia inanimada. Así se podría explicar la evolución, como si dijéramos, desde el átomo hasta el hombre.”

En este caso, habría que responderle al autor que esta afirmación es imprecisa. Tal y como está formulada, da a entender que la teoría de la evolución pretende explicar todos y cada uno de los pasos que se establecieron hasta dar lugar al surgimiento de los primeros seres vivos. Esto no es cierto. Lo único que establece la teoría evolutiva es que una vez surgieron entidades con capacidad autorreplicadora y susceptibles de mostrar variabilidad heredable, entonces el mecanismo de la selección natural pudo comenzar a operar, dando lugar a evolución. En ciertos casos, estas entidades autorreplicadoras podrían no haber sido ser seres vivos propiamente dichos, si no más bien biomoléculas con capacidad autorreplicadora. Esto es lo que defiende, a grandes rasgos, la hipótesis del mundo ARN: tras el surgimiento de dichas biomoléculas con capacidad autorreplicadora (similares a las actuales ribozimas), el mecanismo de la selección natural habría podido ponerse en marcha, dando lugar eventualmente, a través de procesos de variación heredable y selección, a las primeras células (Novo 2016). Ahora bien, cómo se formaron en primer lugar dichas biomoléculas con capacidad autorreplicadora no es algo que pretenda explicar la teoría de la evolución, sino que queda en manos de los bioquímicos proporcionar tal explicación. Así pues, la frase tal y como es formulada por Juan Manuel De Prada es confusa y lleva a malentendidos acerca del alcance explicativo de la teoría evolutiva: esta no pretende explicar la evolución desde “el átomo hasta el hombre”, sino, en todo caso, desde las primeras biomoléculas autorreplicadoras hasta los organismos actuales.

A continuación, afirma:

“La tesis de Darwin incluye dos proposiciones distintas: por un lado, la ascendencia común de los seres vivos, el famoso ‘árbol de la vida’; por otro, la transformación de unas especies en otras, mediante un proceso evolutivo de selección natural que implica la supervivencia de los mejor dotados. Pero si todos los seres vivos procedieran de un origen común, lo normal sería que existiesen infinitas formas de transición entre ellos, un abanico de seres en transformación que conectara las distintas especies, mediante multitud de formas intermedias. Pero lo que contemplamos en la naturaleza son, por el contrario, especies perfectamente conformadas. Darwin aseguraba que esos seres intermedios en constante transformación no han sobrevivido, pues eran «poco aptos para la lucha por la supervivencia». Pero estaba seguro de que los avances paleográficos nos depararían multitud de fósiles que demostrarían la existencia de seres intermedios que conectasen los invertebrados con los peces, los peces con los anfibios, los anfibios con los vertebrados completamente terrestres… Sin embargo, tales seres intermedios no se han hallado. Se han encontrado, por supuesto, fósiles de especies ya extintas que, al igual que el ornitorrinco o el pez saltarín del fango, poseen órganos perfectamente desarrollados y funciones propias de diversas especies animales, pero no formas intermedias con órganos semidesarrollados que no sean completamente funcionales.”

En este párrafo, Juan Manuel de Prada defiende que el registro fósil no revela la existencia de fósiles de transición, dado que estos fósiles deberían mostrar órganos semidesarrollados que no serían completamente funcionales. Antes de comenzar a responder a esta afirmación, errónea de todo punto, es preciso aclarar que Juan Manuel de Prada está mezclando aquí dos cuestiones diferentes: el hecho de la evolución con la teoría de la evolución. Tal y como ha sido señalado en numerosas ocasiones (véase, por ejemplo, Gould (1994), una cosa es el hecho de la evolución, esto es, la constatación de que la vida ha ido cambiando de forma más o menos paulatina a lo largo de la historia geológica, y otra es la teoría de la evolución, que reúne el conjunto de mecanismos que pretenden dar cuenta de dicho cambio, entre los que destaca la selección natural. Parece que lo que aquí está impugnando Juan Manuel de Prada es el hecho de la evolución, dejando intacta la teoría de la evolución. Se trata de una distinción necesaria de cara a evitar futuras confusiones.

Pues bien, una vez constatado esto, se puede proseguir con la réplica a la afirmación de Juan Manuel de Prada acerca de la inexistencia de los fósiles de transición. Esta afirmación es simple y llanamente falsa. Para mostrar por qué, lo primero que debemos hacer es aclarar qué se entiende en la literatura científica moderna por “fósil de transición”. Según Herron & Freeman (2014), un fósil de transición es aquel que muestra rasgos comunes a un grupo de organismos ancestral y a su grupo taxonómico descendiente. Partiendo de esta definición, lo cierto es que el registro fósil está repleto de fósiles de transición. Simplemente por ceñirnos a los casos que De Prada cita, en la actualidad están descritos fósiles de transición entre invertebrados y peces (candidatos a esto son los organismos del Cámbrico Pikaia o Haikouichthys; Morris y Caron 2012, Shu et al. 2003), entre peces y anfibios (Tiktaalik, del Devónico; Daeschler et al. 2006) y entre anfibios y vertebrados completamente terrestres (Casineria, del Carbonífero; Paton et al. 1999). Así pues, es totalmente falso que no existan fósiles de transición si nos atenemos a la definición empleada en su día a día por los biólogos evolutivos.

Teniendo en cuenta lo improbable de la fosilización (solo un porcentaje ínfimo de organismos terminan fosilizados), el hecho de haber encontrados tantos fósiles de transición es una prueba indudable a favor del hecho de la evolución. En cualquier caso, a diferencia de lo que piensa Juan Manuel De Prada, la existencia de fósiles de transición no es un requisito indispensable para aceptar la evolución. Hay linajes de organismos, como por ejemplo el de los platelmintos, en los cuales no existen fósiles (Dawkins 2009). Sin embargo, nadie duda de que los platelmintos han evolucionado al igual que otros linajes de organismos. El motivo es que el resto de pruebas del hecho de la evolución (la biogeografía, la anatomía comparada, la genética, los órganos vestigiales, etc.) son suficientemente abrumadoras de por sí como para hacer innecesarios los fósiles. En este sentido, los fósiles son un añadido extra al conjunto de pruebas de la evolución.

Hay un segundo elemento que es preciso señalar con respecto a la duda de Juan Manuel De Prada acerca de los fósiles de transición. Probablemente, ante la anterior respuesta, él replicaría que no es suficiente para persuadirle, pues este autor entiende que los fósiles de transición necesariamente han de mostrar órganos semidesarrollados no funcionales. Por ese motivo, los animales que hemos presentado como fósiles de transición, dado que eran animales plenamente funcionales, no cuentan como tales. Esta es una versión simplificada del argumento de la funcionalidad de la “media ala” de George J. Mivart, que fue formulado originalmente en tiempos de Darwin (Bowler 2003). Hay múltiples formas de responder a este argumento. Una de ellas consiste en señalar que el hecho de que un órgano esté “semidesarrollado” para una función (desde el punto de vista de la actualidad) no significa que no sea plenamente funcional para llevar a cabo otras funciones. En ese sentido, un órgano semidesarrollado para caminar en tierra puede ser plenamente funcional para nadar, y por ello ser perfectamente útil para un animal que solo realice pequeñas incursiones en tierra firme y pase la mayor parte del tiempo en el agua. Siempre y cuando se mantengan ambas funciones, un animal como este podría evolucionar gradualmente unas patas plenamente funcionales a partir de unas aletas plenamente funcionales. Esto es lo que se conoce en biología evolutiva como “exaptación” (Gould & Vrba 1982). En la exaptación, un órgano que surgió con una determinada función puede evolucionar para pasar a tener otra función diferente. En la actualidad, la exaptación sirve para dar cuenta del origen de múltiples órganos, tales como, por ejemplo, la vejiga natatoria de los peces (Farmer 1997). Otro caso representativo en este sentido es el de las alas: existe evidencia experimental obtenida con crías de aves actuales de que las protoalas o alas “semidesarrolladas” podrían haber tenido un papel funcional en la evolución incipiente de las alas antes de que estas se empleasen para el vuelo. Así, parece que las protoalas o alas “semidesarrolladas” permiten trepar más eficazmente a los árboles y, gracias a ello, ayudan a escapar mejor de los depredadores (Dial et al. 2006). En consecuencia, el argumento de De Prada acerca de los órganos “semidesarrollados” falla también en este punto: cuando se busca, se encuentra evidencia a favor de la utilidad de estos hipotéticos órganos no plenamente funcionales.

Acto seguido, Juan Manuel De Prada señala:

“Viendo que los fósiles no brindaban apoyo suficiente a sus teorías, el evolucionismo recurrió al estudio de las semejanzas moleculares entre los seres vivos. Pero el estudio de las secuencias de aminoácidos de la globina de diversas especies no permite establecer taxativamente una ‘secuencia evolutiva’ que las relacione.” 

Dejando a un lado el hecho de que el autor vuelve a confundir el hecho de la evolución con la teoría de la evolución, y que vuelve a utilizar el rótulo “evolucionista” de forma inadecuada, aquí De Prada comete un doble error. El primero de ellos revela un completo desconocimiento de la disciplina de la filogenia molecular, pues asume que la única forma de estudiar el parentesco molecular de las especies es comparar la secuencia de aminoácidos de la hemoglobina de diversas especies. Dicha técnica fue la empleada originalmente por, entre otros, Emile Zuckerkandl y Linus Pauling en los años 60 del siglo pasado para estudiar el parentesco molecular (Zuckerkandl & Pauling 1965). Sin embargo, en la actualidad hay técnicas mucho más fiables y sofisticadas de determinación de las relaciones filogenéticas entre especies, como aquellas que comparan las secuencias del ARN de la subunidad pequeña de los ribosomas (Ajawatanawong 2017). Estas técnicas han puesto de manifiesto de forma indudable y reiterada el parentesco taxonómico entre todas las especies del planeta. De hecho, gracias a ellas tenemos un conocimiento bastante exacto de lo que Francisco J. Ayala (1985) denomina “el camino de la evolución”, es decir, la secuencia de episodios históricos que han dado lugar a la diversidad de especies vivientes de la actualidad. Por este motivo, convendría que Juan Manuel De Prada actualizase sus fuentes antes de opinar de forma tan taxativa.

Sin embargo, el segundo error, de carácter histórico, es, si cabe, de mucha mayor envergadura. De Prada parece sugerir que, debido a que los fósiles no constituían una prueba suficientemente robusta para la teoría de la evolución, entonces los seguidores de Darwin cambiaron de estrategia y comenzaron a estudiar los genes para ver si encontraban apoyo en estos. Sin embargo, esta tesis no cuenta con el más mínimo aval histórico. De forma muy resumida, la historia de la biología evolutiva desde Darwin hasta el surgimiento de la biología molecular es la siguiente: gracias El origen de las especies, publicado originalmente en 1859, Darwin consiguió persuadir a la comunidad de biólogos y naturalistas de su época del hecho evolutivo. Sin embargo, no hizo lo propio con su teoría de la selección natural. En consecuencia, tras la muerte de Darwin en 1882 comenzaron a surgir múltiples escuelas de pensamiento evolutivo que, aunque aceptaban el hecho de la evolución, proponían distintas teorías para dar cuenta del mismo (Bowler 1983, 2003). Entre dichas escuelas se encontraba una conformada casi exclusivamente por paleontólogos, la escuela ortogenetista, que defendía que la evolución procedía por medio de un impulso interno de los organismos a evolucionar en direcciones determinadas aun a costa de sacrificar la adaptabilidad de las especies. Otra de estas escuelas estaba conformada, a su vez, por genetistas, y recibía el nombre de “mutacionismo”. Los mutacionistas, inspirados por la naturaleza cualitativa del cambio hereditario postulada por el primer mendelismo, pensaban que la evolución se producía de forma súbita por medio de cambios de gran envergadura en el material genético. Tanto los ortogenetistas como los mutacionistas, coetáneos en el tiempo, desconfiaban de la teoría darwiniana de la selección natural. Sin embargo, ambos aceptaban sin ambages el hecho de la evolución, que trataban de explicar con ahínco. Con el paso del tiempo, las tesis de los mutacionistas y los ortogenetistas fueron siendo abandonadas paulatinamente por falta de apoyo empírico. Así, los estudios de genética llevados a cabo en el laboratorio de Thomas H. Morgan revelaron que la mayor parte de cambios genéticos son de pequeña magnitud, y que los grandes saltos mutacionales constituyen una rara excepción. Por su parte, los estudios de George G. Simpson sobre las tendencias y patrones revelados por el registro fósil mostraron a las claras que las supuestas tendencias ortogénicas postuladas por la escuela homónima no tenían lugar en el registro fósil (Bowler 2003).

Tras las contribuciones realizadas en la década de 1920 por J. B. S. Haldane, Robert Fisher y Sewall Wright, que consiguieron compatibilizar la genética mendeliana con la teoría de la selección natural, un conjunto de científicos provenientes de las distintas ramas de la biología y la historia natural, capitaneados por el genetista Theodosius Dobzhansky (cristiano, por cierto; Collins 2006), consiguieron aunar en un gran marco teórico evolutivo las aportaciones de la genética de poblaciones, la taxonomía, la botánica y la paleontología. A dicho marco teórico se le denominó la Síntesis Evolutiva Moderna. La Síntesis Evolutiva Moderna, construida sobre una base darwinista, supuso la estocada final a las escuelas que surgieron en el campo de los estudios evolutivos tras la muerte de Darwin, incluidas el mutacionismo y la ortogénesis. Esta teoría no solo consiguió persuadir al conjunto de la comunidad científica del hecho de la evolución (algo que ya había hecho Darwin), sino que además consiguió fundamentar sobre una base más sólida la teoría de la selección natural darwiniana. Una vez constituida la Síntesis Evolutiva Moderna, el surgimiento paralelo de la biología molecular aportó todavía más pruebas y argumentos a favor tanto del hecho como la teoría de la evolución, revelando la estructura molecular de las mutaciones o diseñando la técnica del reloj molecular para el cálculo de filogenias.

En el anterior relato histórico no hay ningún atisbo de la tesis de Juan Manuel De Prada: es completamente falso que los biólogos evolutivos se desviasen desde la paleontología hasta la genética para obtener las pruebas a favor de la evolución que los fósiles no revelaban. Ambos trabajaron paralelamente hasta su integración bajo la Síntesis Evolutiva Moderna bajo la premisa de que la evolución es un hecho. Tanto los paleontólogos como los genetistas estaban convencidos desde la publicación de El origen de las especies de la realidad del hecho evolutivo. No necesitaban encontrar más pruebas de las que Darwin aportó. Es más, tanto los paleontólogos como los genetistas quedaron convencidos no solo del hecho de la evolución, sino también de la teoría de la selección natural, una vez la Síntesis Evolutiva Moderna mostró que la paleontología era compatible con la genética de poblaciones y con la selección natural. Así pues, de nuevo, Juan Manuel De Prada comete un error de bulto, esta vez de naturaleza histórica.

El escritor prosigue así su artículo:

“Y tampoco las mutaciones genéticas confirman plenamente las tesis evolucionistas, pues toda mutación azarosa tiende por lo común a deteriorar el código genético, no a mejorarlo. Las mutaciones ‘favorables’, en el estricto sentido de la palabra, sólo se dan una entre un millón; y no deben confundirse con la variabilidad genética que tiene todo organismo, que hace que en determinadas circunstancias se expresen genes que ya estaban presentes –aunque reprimidos– porque su funcionamiento no era necesario.”

La frase con la que se inicia este párrafo revela un profundo desconocimiento de los fundamentos más básicos de la genética contemporánea, lo cual ya debería hacernos dudar de todo lo que dice Juan Manuel De Prada a continuación. En efecto, De Prada señala que las mutaciones azarosas tienden a deteriorar el “código genético”. Esta afirmación carece de sentido, pues el código genético es la correspondencia entre tripletes de nucleótidos y aminoácidos proteinogénicos, y dicho código no puede ser “deteriorado” en ningún sentido científicamente válido.

Si nos atenemos al principio de la caridad en filosofía y teoría de la argumentación (Blackburn 1994), según el cual debemos interpretar las palabras de nuestro interlocutor de la forma más racional posible, obviando los posibles malentendidos que contenga e intentando entender lo que dice, supongo que el verdadero mensaje de Juan Manuel es que la mayoría de mutaciones son deletéreas. Esta afirmación es cierta. Sin embargo, esto no cuestiona ni el hecho ni la teoría de la evolución, tal y como parece sugerir De Prada por el contexto en el que se enmarca su afirmación. Hay al menos dos motivos para ello: el primero es que la cantidad de pruebas a favor del hecho evolutivo sigue siendo abrumadora independientemente de cuál sea la naturaleza de las mutaciones; y el segundo es que, aunque la mayoría de mutaciones sean deletéreas, el hecho de que la selección fije aquellas de naturaleza beneficiosa, aunque sean una minoría, hace posible el cambio acumulativo adaptativo en el genoma de los organismos. Por tanto, de nuevo el argumento de De Prada falla.

La siguiente frase del artículo es la que sigue:

“Las mutaciones sólo pueden alterar algo que ya existe, no pueden crear nuevos genes ni aumentar la información genética.”

Esta afirmación es, de nuevo, falsa, y se soluciona con un mínimo de conocimiento sobre biología evolutiva. Parece que Juan Manuel De Prada asume que las mutaciones se restringen a lo que en genética se conoce como mutaciones puntuales, que afectan a un solo nucleótido del genoma. Sin embargo, además de las mutaciones puntuales, existen otras de mayor envergadura que implican a genes enteros, regiones del genoma, cromosomas o, incluso al genoma entero. Entre estas mutaciones se encuentran las conocidas como duplicaciones, en las cuales un fragmento determinado del genoma (o un cromosoma, o el genoma entero) se duplica. Las duplicaciones, que aumentan la información genética de un genoma, parecen haber sido un elemento bastante frecuente en la evolución de los distintos linajes de organismos. Por ejemplo, la evolución de los vertebrados parece haber sido posible por una duplicación completa del complejo de genes Hox, que regulan el proceso de desarrollo en todos los eumetazoos (Carroll et al. 2004). Una vez más, De Prada debía haberse informado debidamente antes de hacer afirmaciones como esta.

Una de las últimas afirmaciones del artículo de Juan Manuel De Prada es el siguiente:

“Pero aun en el caso de que se hayan dado mutaciones ‘favorables’, estas no bastan para producir una nueva especie; para ello, son precisas ‘transmutaciones’ del organismo que sólo pueden lograrse en laboratorio. O sea… mediante la intervención de una inteligencia que las provoque y encauce.

Y es que el organismo de un ser vivo es un conjunto infinitamente complejo de estructuras integradas e interrelacionadas entre sí que funcionan como un todo, con vistas a un fin; y que, por lo tanto, no puede cambiar por partes. Por consiguiente, para que un cambio significativo en una estructura o en una función sea viable, tiene que cambiar simultáneamente todo el organismo; y, para que esto ocurra, tendría que cambiar toda la información hereditaria, de forma simultánea y sin un solo error. Es decir, debería ocurrir una mutación gigantesca, un reordenamiento radical de todo el genoma, dirigido y especificado hasta en los más mínimos detalles. Lo cual constituye un verdadero milagro… que es precisamente lo que el evolucionismo trata de negar.”

En estos pasajes, Juan Manuel De Prada sugiere que la evolución no es posible por medio de mutaciones favorables en determinados puntos del genoma debido a que los organismos son totalidades integradas que no pueden cambiar por partes. Una mutación en una región requeriría cambios en otras regiones del organismo. Vayamos por partes. Estoy de acuerdo con la afirmación de que los organismos son totalidades integradas. Sin embargo, de esto no se deduce necesariamente que no sean susceptibles de evolución por partes.

El motivo de esto es que, aunque sea correcto pensar que los organismos son totalidades integradas dirigidas a fines (p. e. Walsh 2015), esto no quita que dichas totalidades están compuestas por módulos funcionales relativamente autónomos (Gilbert & Epel 2009). Este es uno de los hallazgos más fascinantes de la “evo-devo” o biología evolutiva del desarrollo, uno de los últimos avances dentro de la disciplina de la biología evolutiva. Estos módulos permiten la evolución de determinadas partes del organismo de una forma relativamente independiente a la del resto de módulos. Ahora bien, es cierto que, para mantener la integridad funcional, los organismos deben poseer mecanismos de autoensamblaje que garanticen la coherencia morfológica de sus distintas partes. Esto se consigue, entre otras formas, por medio de lo que se denomina “acomodación fenotípica”. La acomodación fenotípica se refiere al proceso por el cual, tras una mutación genética en un sistema, el resto de sistemas se reacomodan a dicha mutación mediante plasticidad fenotípica u otros mecanismos de autoorganización, de forma que no es necesario que en dichos sistemas se produzcan nuevas mutaciones para dar lugar a organismos integrados y coherentes (West-Eberhard 2003; Sterelny 2009). La acomodación fenotípica es un fenómeno que los biólogos evolutivos contemporáneos reconocen sin ningún tipo de problemas, y que ayuda a explicar por qué los cambios evolutivos no necesariamente implican grandes mutaciones, algo que desde Thomas H. Morgan se sabe que es la excepción y no la regla. Así pues, de nuevo Juan Manuel De Prada yerra en su análisis.

Por último, De Prada finaliza:

“Pecaríamos de ingenuidad si pensásemos que el evolucionismo es tan sólo una hipótesis científica. El evolucionismo es, sobre todo, un postulado filosófico materialista cuyo objetivo último es negar no la narración literal de los primeros capítulos del Génesis (algo que ya San Agustín nos advirtió que no debía hacerse), sino la intervención divina en la creación de la vida. La Evolución, con mayúscula, se convierte así en la responsable única de toda la historia del universo, una fuerza ciega y mecánica que estaría cambiando constantemente el mundo y dirigiéndolo hacia algo diferente y mejor. He aquí la idea que subyace detrás de las bellas historias de dinosaurios mutantes que tanto nos encandilan.”

En este último párrafo, Juan Manuel De Prada vuelve a incurrir en el error de confundir la teoría de la evolución, una teoría científica, con el evolucionismo, que tal y como él mismo afirma, es un postulado o tesis filosófica. Tal y como señalé en la primera parte de esta respuesta, se puede criticar el evolucionismo sin por ello tratar de atacar la teoría evolutiva, que, por sí sola, no implica necesariamente el evolucionismo. La crítica del evolucionismo o naturalismo metafísico (que De Prada denomina “materialismo”) debe realizarse sobre bases filosóficas, no criticando los principales hallazgos y teorías de una de las disciplinas más consolidadas de la ciencia moderna, la biología evolutiva. Dicha estrategia, además de estar condenada al fracaso desde un punto de vista teórico, es contraproducente desde un punto de vista social, ya que da alas a los movimientos anti-ciencia en un momento de pandemia mundial.

La evolución es un hecho. La teoría de la evolución explica satisfactoriamente ese hecho. Parece que lo que verdaderamente preocupa a Juan Manuel De Prada es la asociación que algunos pensadores hacen entre el ateísmo y teoría de la evolución. Sin embargo, tal y como han demostrado múltiples biólogos y filósofos (por ejemplo, Ruse 2004; Collins 2006; Miller 2007; Sober 2011), es posible creer en Dios, incluido el Dios de los cristianos, y no albergar dudas acerca de la biología evolutiva. La crítica del evolucionismo no pasa por criticar ni el hecho ni la teoría de la evolución. Afirmar creacionismo para defender la creencia en Dios no es una postura respetable intelectualmente y, además, es perniciosa por fomentar la desconfianza en la ciencia motivada por razones ideológicas. Los intelectuales públicos como Juan Manuel De Prada deberían cuidarse más de opinar a la ligera sobre temas técnicos, dada su gran influencia para el gran público. Pongamos fin al machismo discursivo. No demos alas al negacionismo científico. Fomentemos una cultura intelectual más informada y responsable.

Referencias:

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Sánchez-Cuenca I (2016) La desfachatez intelectual: Escritores e intelectuales ante la política. Madrid: Catarata

Shu DG, Morris SC, Han J, Zhang ZF, Yasui K, Janvier P, Chen L, Zhan XL, Liu JN, Li Y, Liu HQ (2003) Head and backbone of the Early Cambrian vertebrate Haikouichthys. Nature, 421(6922): 526-529

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Sobre el autor: Juan Gefaell se graduó en psicología en la Universidad Pontificia de Salamanca y en biología en la Universidad de Vigo; tras cursar un máster en lógica, historia y filosofía de la ciencia en la UNED, en la actualidad realiza su doctorado en biología evolutiva en el departamento de Bioquímica, Genética e Inmunología de la Facultad de Biología de la Universidad de Vigo.

El artículo Una respuesta a los múltiples errores de Juan Manuel De Prada en «Evolución» se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Algunos animales poseen sentidos que nosotros no tenemos y que, por ello precisamente, nos parecen superpoderes. Conchi Lillo hace un repaso de algunos de los más llamativos y de su funcionamiento.

Conchi Lillo dirige el grupo de investigación ‘Trastornos degenerativos del sistema visual’ en el Instituto de Neurociencias de Castilla y León (INCYL) de la Universidad de Salamanca. Lillo es licenciada en biología por la Universidad de Salamanca (1996) y doctora en neurociencias por la misma Universidad (2001). Investigó en The Scripps Research Institute en La Jolla, California (EE.UU.) entre 2002 y 2006. En julio de 2006 se reincorporó a la Universidad de Salamanca, donde desde el año 2011 es profesora titular del área de biología celular en la Facultad de Biología.



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

El artículo Conchi Lillo – Naukas 19: Como nunca lo has sentido se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Fuente: UPV/EHU

En todo el mundo están aumentando los usos recreativos y terapéuticos de los compuestos cannabinoides. Sin embargo, sus importantes efectos secundarios, como deterioros cognitivos o disfunciones motoras, entre otros, han provocado un intenso debate tanto sobre la seguridad de su consumo recreativo como sobre la explotación medicinal de estos principios activos para, por ejemplo, controlar la sensibilidad al dolor en entornos clínicos.

Comprender los mecanismos de los efectos terapéuticos y adversos inducidos por cannabinoides es, por tanto, vital para el uso más seguro de estos compuestos. Así, es conocido que el principal componente psicoactivo de la planta cannabis sativa (marihuana) es el delta-9 tetrahidrocanabinol o THC, que, en el cerebro, actúa principalmente activando a los receptores cannabinoides de tipo-1 (CB1). También se sabe que la activación farmacológica del receptor CB1 afecta el control motor en animales de experimentación y que, en seres humanos, la principal causa de accidentes de tráfico relacionados con el consumo de cannabis son los efectos de tipo cataléptico.

Sin embargo, por un lado, el receptor CB1 se encuentra ampliamente distribuido en todo el cerebro y en diferentes compartimentos celulares y, por otro, los procesos moleculares y celulares específicos subyacentes son poco conocidos. Sobre ambos campos arroja luz este estudio.

Así, desvela que si la activación de los receptores CB1 inducida por cannabinoides se produce en la mitocondria se provocan efectos catalépticos; mientras que si se estimulan los receptores CB1 de la membrana plasmática se reduce la sensibilidad al dolor. Y en ambos casos el proceso tiene lugar a través de la regulación de vías moleculares específicas en el circuito cerebral formado por el núcleo estriado y la sustancia nigra (circuito estriatonigral).

Por tanto, estos resultados no solo desvelan nuevos mecanismos celulares responsables de la acción de los cannabinoides, sino que representan un nuevo marco conceptual en neurociencias. “Antiguamente se creía que la forma del cráneo determinaba los rasgos de personalidad, después se estableció que diferentes estructuras cerebrales se encargaban de funciones específicas; recientemente el enfoque se ha volcado al estudio de circuitos neuronales como los responsables del comportamiento. En este estudio damos un paso más allá, mostrando que una proteína (en este caso el receptor CB1) en distintos sitios celulares (mitocondria frente a membrana plasmática) dentro de un mismo circuito cerebral (circuito estriatonigral) modula distintos comportamientos. Es decir, hemos descubierto una especificidad subcelular de control comportamental”, afirma el primer autor del estudio Edgar Soria-Gómez.

 

Referencia:

Edgar Soria-Gomez, Antonio C. Pagano Zottola, Yamuna Mariani, Tifany Desprez, Massimo Barresi, Itziar Bonilla-del Río, Carolina Muguruza, Morgane Le Bon-Jego, Francisca Julio-Kalajzić, Robyn Flynn, Geoffrey Terral, Ignacio Fernández-Moncada, Laurie M. Robin, José F. Oliveira da Cruz, Simone Corinti, Yasmine Ould Amer, Julia Goncalves, Marjorie Varilh, Astrid Cannich, Bastien Redon, Zhe Zhao, Thierry Lesté-Lasserre, Peggy Vincent, Tarson Tolentino-Cortes,Arnau Busquets-García, Nagore Puente, Jaideep S. Bains, Etienne Hebert-Chatelain, Gabriel Barreda-Gómez, Francis Chaouloff, Alexander W. Lohman, Luis F. Callado, Pedro Grandes, Jerome Baufreton, Giovanni Marsicano, Luigi Bellocchio (2021) Subcellular specificity of cannabinoid effects in striatonigral circuits Neuron DOI: 10.1016/j.neuron.2021.03.007

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

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El canto de los pájaros ha fascinado a músicos, escritores y científicos desde la Antigüedad. En el siglo I a.C., el poeta y filósofo Lucrecio atribuyó el origen de la música a estas criaturas emplumadas. Según creía, las melodías de los humanos no eran más que una imitación1:

A través de todos los bosques escucharon el encantador ruido
del canto de los pájaros, y trataron de reconstruir su voz
e imitarla. Así los pájaros instruyeron al hombre
y le enseñaron canciones antes de que su arte apareciera.

Lamentablemente, y a pesar de la belleza de este mito, el origen de la musicalidad humana es bien distinto y probablemente tiene más que ver con nuestro propio lenguaje. Pero no cabe duda de que el canto de las aves ha inspirado a los compositores de todas las épocas. En sus pentagramas, nos han dejado breves retratos de sus competidores alados, sonografías que nos hablan del paisaje sonoro del pasado.

De entre todas las aves, el cuco y el ruiseñor parecen haber recibido una atención especial dentro del repertorio de la música occidental. La popularidad del cuco, en concreto, probablemente se deba a la sencillez de su canto, tan característico y fácil de recordar. Está formado por solo dos notas, que dibujan un mismo patrón descendente y repetitivo. El mismo nombre de “cuco”, es claramente onomatopéyico y tiene su origen en este dibujo melódico. También en latín, Cuculus, recuerda esta sonoridad, mientras que Canorus (el nombre de especie del cuco común) deriva del verbo canō «cantar».

Además de en su nombre, la escueta partitura del cuco está escrita en sus genes. Difícilmente podrían aprenderla de sus padres, de hecho, ya que los cucos son una especie parasitaria. Tras aparearse, dejan sus huevos cuidadosamente camuflados en el nido de otra ave, de alguna otra especie. Cuando el cuco nace, se deshace de sus hermanos y los pobres padres adoptivos se pasan el resto de la temporada alimentando a ese polluelo gordo y acaparador, que nadie sabe muy bien a quién habrá salido.

Un carricero alimentando una cría de cuco. Fuente: Wikimedia Commons.

Como contamos en su día (también, esta semana, en el canal de Jaime Altozano), las aves cantoras tienen oído absoluto, y el cuco no es una excepción. Cada cuco repite su canto siempre con las mismas notas de un día para otro, de manera que su melodía se convierte en una seña de identidad2. Sin embargo, los tonos y su duración pueden variar ligeramente para cada cuco, en función también de su subespecie, la región donde habita3 y la especie a la que parasita4. El rango de la nota más grave (el segundo cú), en la actualidad y según se ha podido observar en una población de cucos de Budapest, suele situarse entre los 500 Hz y los 600 Hz5 (entre un si y un re, aproximadamente).

Esta variabilidad se puede rastrear también en los recuerdos de tinta de la música occidental. Probablemente, el primer cuco inmortalizado sobre la rejilla de las cinco líneas se encuentra en una partitura de 1226 atribuida a John of Fornsete, Sumer Is Icumen In, cuya notación se corresponde con las notas fa – re (o probablemente mi ♭ – do, de acuerdo con la afinación actual).

Fuente: Wikimedia Commons

Otro ejemplo especialmente bonito aparece en Musurgia Universalis (cuyo título se podría traducir como “El arte musical universal”). Este tratado de 1650 retrata a distintas aves acompañadas por sus respectivas partituras. Entre ellas, el cuco entona repetidamente las notas do – la, (un rango particularmente grave).

Fuente: Institut Für Musikwissenschaft

La lista es interminable, en cualquier caso. En 1624, Frescobaldi escribe un Capricho inspirado en este canto (re – si). Medio siglo más tarde, otro organista llamado Kasper Kerl utiliza las mismas notas en su Capricio Kuku. Poco después, Bernardo Pasquini le dedica una toccata (mi – do#) y ya en el siglo XVIII, Louis Claude Daquin se hizo especialmente celebre gracias a “Le Coucou” (sol-mi).

Vivaldi, Handel, Haydn… son solo algunos de los otros nombres que le dedicaron sus propias corcheas a esta ave cantora. Pero el ejemplo más célebre, sin duda, se lo debemos a Ludwig van Beethoven. Al final de su sinfonía Pastoral, la orquesta se detiene para dejar el volar el canto alegre de una flauta. Mientras ella trina, le responde el clarinete: cu-cú (re – si ♭). Su sonido es el de un cuco grave, con un timbre redondo de viento madera. Pero me pregunto si sus referentes plumíferos lo reconocerían, si un día sonase en medio del bosque, al menos como una buena imitación.

Referencias:

1Mansfield, Orlando A. “The Cuckoo and Nightingale in Music.” The Musical Quarterly, vol. 7, no. 2, 1921, pp. 261-277.

2Zsebok, Sándor, et al. “Individually distinctive vocalization in Common Cuckoos (Cuculus canorus).” Journal of Ornithology, vol. 158, 2017, pp. 213–222.

3Wei, Chentao, et al. “Geographic variation in the calls of the Common Cuckoo (Cuculus canorus): isolation by distance and divergence among subspecies.” Journal of Ornithology, vol. 156, 2015, pp. 533–542.

4Jung, Won-Ju, et al. “‘‘cu-coo’’: Can You Recognize My Stepparents? – A Study of Host-Specific Male Call Divergence in the Common Cuckoo.” PLOS ONE, vol. 9, no. 3, 2014. PLOS ONE, https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0090468.

5Esta es la frecuencia medida en una población de cucos de Budapest, por Zsebok, Sándor, et al. “Individually distinctive vocalization in Common Cuckoos (Cuculus canorus).” Journal of Ornithology, vol. 158, 2017, pp. 213–222.

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo La partitura del cuco se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Lluvia, hoy no te siento.
Hoy no eres nada
más que agua vertical.
Apenas si te escucho
golpear el pavimento
y llamar con tu clave
sobre mi ventanal

Lluvia, hoy no eres nada
para mi desaliento
nocturno y abismal.

Cuando era niña hallaba
en tu canción un cuento,
y ya en mi adolescencia
me diste un madrigal.
Ahora, lluvia, tengo
tanta tristeza adentro,
que no me dices nada,
solo te oigo golpear.

Lluvia, Matilde Alba Swan

 

Hoy planteamos un juego para ejercitar un poco la lógica. Fue propuesto por el matemático Howard C. Saar y apareció publicado en el Recreational Mathematics Magazine en octubre de 1962.

Reto meteoro-lógico

«Anteayer, Matilde, la mujer del tiempo, decidió dar su predicción meteorológica de una manera poco habitual, apelando a las capacidades lógicas de sus oyentes:

El tiempo de hoy es diferente al de ayer. Si el tiempo de mañana es el mismo que el de ayer, entonces pasado mañana hará el mismo tiempo que anteayer. Pero si el tiempo de mañana es el mismo que el de hoy, entonces pasado mañana hará el mismo tiempo que ayer.

Hoy llueve y llovió anteayer. ¿Podrías decir que tiempo hizo ayer?».

Solución

Por favor, piensa un poco antes de leer el razonamiento y la respuesta.

Reescribimos los datos fijando fechas, para que sea más sencillo el razonamiento. Además, cuando hablamos del tiempo, estamos pensando en lluvia o sol.

Hoy es 9 de junio, así que la predicción meteorológica de Matilde es de fecha 7 de junio. Y lo que dice es:

1. El tiempo del 7 de junio es distinto que el del 6 de junio.

2. Si el tiempo del 8 de junio (Matilde habla de “su mañana”) es el mismo que el del 6 de junio, entonces el tiempo del 9 de junio y el del 5 de junio serán iguales.

3. Pero, si el tiempo del 8 de junio es el mismo que el del 7 de junio, entonces el tiempo del 9 de junio y el del 6 de junio serán iguales.

Como dato adicional (ya no habla Matilde, la mujer del tiempo), se nos informa que:

4. Hoy, 9 de junio, llueve y llovió el 7 de junio.

La pregunta es: ¿qué tiempo hizo el 8 de junio?

Hay dos respuestas posibles, o bien 8 de junio hizo sol o bien llovió. Razonemos ambas posibilidades.

Supongamos que el 8 de junio llovió. Por 4), llovió el 7, el 8 y el 9 de junio. Aplicando 1), el 6 de junio hizo sol. No tiene sentido aplicar la condición 2). Pero si puede aplicarse 3), ya que el 7 y el 8 de junio llovió. Así, se deduce que el tiempo del 6 y del 9 de junio debería ser el mismo. ¡Pero esto no es verdad! Como hemos llegado a una contradicción, necesariamente el 8 de junio debió de lucir el sol.

De cualquier manera, quizás Matilde ha planteado mal su adivinanza… No hay que fiarse de todo lo que nos dicen. Así que vamos a comprobar si, efectivamente, con las condiciones planteadas por la meteoróloga, el 8 de junio no llovió. Las conclusiones de 1) y 4) son las mismas de antes. Ahora no podemos aplicar 3) ya que el día 7 llovió, mientras que el día 8 hizo sol. Pero podemos aplicar 2), que afirma que (ya que los días 6 y 8 de junio lució el sol), el 5 y el 9 de mayo tuvieron el mismo tiempo. Así, nos enteramos, de paso, que el 5 de junio también llovió. No hay contradicción alguna, así que, efectivamente, el 8 de junio hizo sol…

Por cierto, el título no es engañoso, porque hoy 9 de junio llueve, y el poema habla de sensaciones: «Lluvia, hoy no te siento. / Hoy no eres nada / más que agua vertical».

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 Lluvia, hoy no te siento se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Una famosa introducción a algunas producciones de Disney cantaba que “el mundo es cascada de colores” y eso, que queda muy mono en una pantalla, es inexacto. Vivimos en un mundo que es una cascada de datos de la que nuestros encéfalos intentan obtener información relevante, no siempre con éxito.

La consciencia de que los datos son un activo económico toma cuerpo en empresas como Facebook, que se dedican a recabar datos de multitud de usuarios, organizarlos y clasificarlos, y servirlos en bandeja de plata a los anunciantes que buscan determinado público para sus productos.

La cantidad de datos que se generan a diario en el mundo es abrumadora. Y obtener información de ellos es cualquier cosa menos fácil, tanto por la capacidad que se requiere para manejar esa cantidad de datos como por el diseño e implementación de unos algoritmos que sean capaces de extraer información útil. Por eso Facebook gana dinero.

Pero no todo van a ser redes sociales. Actualmente se están desarrollando de forma masiva productos y servicios en los ámbitos del internet de las cosas, la robótica, el desarrollo de gemelos digitales [1]*, la fabricación aditiva (impresión 3D), la realidad aumentada y muchos otros. Todos tienen en común una cosa: datos, más datos y analítica de datos. Consideremos que una fábrica que sea algo más que un taller genera teras de datos por día.

El tratamiento inteligente de los datos está revolucionando la fabricación de cosas: es parte de lo que se llama la industria 4.0. Lo que se suele llamar Big Data, sería conveniente llamarlo mejor Huge Data, debido a la enorme cantidad de ellos que pueden recogerse y procesarse. Decíamos antes que cualquier fábrica emite teras de datos por día. Nos enfrentamos a unas cantidades de datos tan grandes, que es muy difícil procesarlos con un fin útil. Como si esto fuese poca dificultad nos encontramos con la granularidad del origen de los datos: diferentes procesos industriales obedecen a diferentes ciclos temporales, incluso muchos de ellos pueden no ser deterministas, lo cual implica la redefinición de las series temporales [2].

En una industria 4.0, además, hay que pensar en diferentes niveles de procesamiento de datos:

• A nivel de dispositivo/máquina/etapa. Los datos los proporcionan sensores y actuadores que interaccionan físicamente con el proceso. Esto va más allá de la internet de las cosas y requiere de desarrollos específicos que en algunos casos pueden requerir conexión con la nube (más abajo hablamos de ella). Tiene hasta nombre, edge computing, porque es la interfase entre el mundo físico y el digital.
• A nivel de línea de producción (conjunto de dispositivos/máquinas/etapas coordinadas que producen una cosa concreta). Las diferentes fases de una fabricación se comunican unas con otras creando la oportunidad de optimizar el proceso industrial. De nuevo tenemos nombre específico, fog computing, computación en la niebla que, como es sabido, es una nube pegada al terreno.
• A nivel de fábrica/empresa. Todas las líneas de producción deben coordinarse con los distintos departamentos de la empresa (compras, ventas, administración, personal, calidad, seguridad e higiene) generando multitud de interacciones cruzadas y más oportunidades de optimización. Aquí es donde entra el cloud computing [3], la computación en la nube, donde grandes cantidades de datos se extraen de diferentes fuentes y se procesan todas ellas en un servidor dedicado. Estas operaciones generalmente se enfocan hacia el direccionamiento de la empresa y de la producción.

¿Qué hacemos con todos estos datos? Buscamos en ellos la información que nos ayude a fines muy diversos como: fabricar mejor, vender mejor, optimizar la calidad y aumentar con todo ello el beneficio de la empresa [4]. Se recurre para ello a las ciencias de los datos, para ayudar a encontrar correlaciones, patrones y pautas en los datos.

Un ejemplo de vanguardia de edge computing. La fusión de lecho de polvo es la tecnología preferida para la fabricación de objetos metálicos de precisión y con geometrías complejas. Existen distintos procesos en función de la fuente de calor empleada (haz láser o de electrones) y del grado de fusión del material (sinterizado o fusión). El proceso más extendido para la fabricación de piezas metálicas es la denominada fusión selectiva por láser (Selective Laser Melting o SLM). Se pueden procesar mediante SLM materiales como aceros inoxidables, aceros de herramienta, aleaciones de titanio, aleaciones de base níquel y aleaciones de aluminio, entre otros.

Una cooperativa como Lortek usa para SLM una máquina que trabaja con 4 láseres simultáneamente. Monitorizar los datos en tiempo real es ya un ejercicio de emisión de gran cantidad de datos (big bata streaming), análisis de los mismos (data analytics) e inteligencia artificial con la idea de fabricar sin defectos. Respecto a esta última hay que decir que Lortek usa deep learning (aprendizaje profundo) desarrollando algoritmos de descubrimiento de conocimiento que aprenden desde cero. Estos algoritmos son capaces de detectar estados de estrés en el proceso, predecir la probabilidad de cometer fallos bajo ciertas condiciones, y hasta aconsejar cómo evitarlas.

Y esto solo en una máquina…

Notas:

[1] Un gemelo digital es una réplica virtual de un producto, servicio o sistema real que permite adelantarse a posibles problemas y experimentar sin correr riesgos antes de lanzar nuevas funcionalidades.

[2] Una serie temporal es una sucesión de datos medidos en determinados momentos y ordenados cronológicamente.

[3] El peatón común (un mamífero bípedo que vive conectado a intenet) piensa que Amazon gana dinero con sus grandes almacenes online. Gana, sí, pero muy poco, apenas un 2 % de margen. El gran negocio de Amazon es el cloud computing.

[4] Combiene recordar que las empresas se crean para obtener beneficios. Si no hay beneficios desaparecen y, con ellas, el empleo y los impuestos que pagan tanto la propia empresa como sus trabajadores. La persona informada se alegra de que las empresas tengan beneficios.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Actua localmente: inteligencia artificial en procesos para la industria 4.0 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El ocre rojo de óxido de hierro, también conocido como miltos, fue uno de los minerales de uso clínico más populares de la literatura médico-científica de la antigüedad grecoromana. Sin embargo, también tenía usos decorativos, era útil en la agricultura, en el mantenimiento de barcos, o se empleaba como cosmético. Curiosamente, según donde se extrajese se le daba un uso u otro.

Un grupo de investigadores de distintas universidades de Reino Unido y Grecia decidieron colaborar para estudiar este mineral. Para ello extrajeron muestras de cinco enclaves de Grecia, destacados en los textos de la época, cuatro provenientes de la isla de Kea y una de la isla de Lemnos.

Imagen: Localizaciones populares de miltos en la antigüedad clásica, usos y propiedades. Ilustración: María Candamil López

El análisis geoquímico, microbiológico y mineral determinó que no había una fórmula única de ocre rojo. La variación de la composición química favorecía el desarrollo de microbiotas diferentes y la combinación de ambos factores, determinaba sus propiedades. Esto explicaba por qué la localización determinaba el uso.

El miltos de Kea obtenido en Petroussa contenía plomo. El plomo es tóxico, por lo que la pintura para barcos fabricada con ese ocre impedía que las algas y los invertebrados pudieran adherirse al casco de la embarcación y dificultar la navegación. Sin embargo, si se extraía de otras zonas de la isla, tenía bacterias fijadoras del nitrógeno del subsuelo. Al diluirlo en soluciones acuosas se convertía en un gran fertilizante, mientras que aplicándolo en polvo sobre las raíces de los árboles prevenía la aparición de enfermedades. En cambio, el miltos de Lemnos era el mejor para uso médico, ya que la alunita, el óxido de titanio y una ausencia total de metales tóxicos, le otorgaban propiedades antibacterianas.

El miltos no era apreciado solo por ser un efectivo pigmento rojo. De hecho, los griegos ya habían descubierto su versatilidad de forma empírica, pero gracias a estos recientes estudios conocemos los motivos.

Referencias consultadas:

Photos-Jones, E., Knapp, C. W., Vernieri, D.,  Christidis, G. E., Elgy, C., Valsami-Jones, E., Gounaki, I., Andriopoulo, N. C. (2018). Greco-Roman mineral (litho)therapeutics and their relationship to their microbiome: The case of the red pigment miltos. Journal of Archaelogical Science,  22, 179-192. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2018.07.017

Autora: María Candamil López, alumna del Postgrado de Ilustración Científica de la UPV/EHU – curso 2019/20

Artículo original: El ocre rojo de la antigüedad y los porqués de sus propiedades. Juan Ignacio Pérez Iglesias, Cuaderno de Cultura Científica, 20 de enero de 2019.

“Ilustrando ciencia” es uno de los proyectos integrados dentro de la asignatura Comunicación Científica del Postgrado de Ilustración Científica de la Universidad del País Vasco. Tomando como referencia un artículo de divulgación, los ilustradores confeccionan una nueva versión con un eje central, la ilustración.

El artículo Miltos, un pigmento muy preciado, pero no por su color se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Foto: Patrick Hendry / Unsplash

Hasta ahora, al pensar en las medidas más eficaces para combatir el calentamiento del planeta, se ha puesto especial énfasis en la limitación de la emisión de gases con efecto invernadero, CO2 especialmente, por ser el que más se emite a la atmósfera. Ese efecto consiste en la retención, por esos gases, de radiaciones infrarrojas en el interior de la atmósfera, del mismo modo a como lo hacen los vidrios de un invernadero. Como consecuencia, la temperatura de la atmósfera aumenta.

La combustión de materiales orgánicos fósiles para obtener energía es la fuente principal de producción de los gases en cuestión, por lo que no es de extrañar que se promueva la limitación de las emisiones como forma de evitar o mitigar el calentamiento. Para ello es necesario limitar el consumo de energía, por un lado, y recurrir cada vez en mayor medida a fuentes de energía inagotables (hidráulica, eólica, solar u otras) o, cuando menos, que no conlleven la emisión de esos gases. Sin embargo, eso no es nada fácil. Por un lado, quemar carbón y otros combustibles fósiles sigue siendo la forma más barata de obtener energía. La nuclear cuenta con muy mala prensa en los países occidentales. Los métodos alternativos son caros y su uso no ha crecido lo suficiente como para que sean una solución a corto plazo.

Por esas razones también se trabaja en el diseño de métodos que permitan retirar de la atmósfera parte del CO2 presente en ella. De esa forma, combinando limitaciones a la emisión con su retirada, podría conseguirse estabilizar la concentración atmosférica del gas y evitar que siga intensificándose el efecto. Podría, incluso, llegar a revertirse la tendencia y disminuir su concentración.

El problema es que los métodos para retirar CO2 son muy caros. La tecnología que se utiliza en la actualidad se sirve de aminas disueltas en agua. Las aminas son derivados del amoniaco (NH3) en el que uno, dos o los tres átomos de hidrógeno han sido sustituidos por un radical. Una de las formas de atrapar CO2 consiste en rociar los gases emitidos con una disolución acuosa de aminas. La disolución cargada con el CO2 se procesa de manera tal que puede recuperarse aquella a la vez que el gas es retirado y almacenado. El método es caro porque requiere llevar la disolución de aminas a ebullición y su posterior condensación para volverla a utilizar. Requiere mucho gasto de energía.

Recientemente, sin embargo, se ha ensayado un procedimiento que permite reducir los costes en cerca de un 20%. No utiliza agua, sino un disolvente orgánico pobre en agua basado en la amina 2-EEMPA (N-(2-etoxietil)-3-morfolinopropan-1-amina). La ventaja de este método es que, una vez el CO2 ha quedado atrapado por la amina, no es necesario llevar el disolvente a ebullición para recuperarlo y, tras retirar el gas, volver a ser utilizado. Basta con calentarlo. Y eso reduce el coste de forma significativa.

Se ha investigado mucho para hallar procedimientos para capturar el CO2 contenido en las emisiones gaseosas industriales y utilizarlo o almacenarlo después. En 2020 se capturaron 40 millones de toneladas (en adelante, M t) de CO2 procedente de emisiones industriales. Se calcula que las 30 instalaciones de captura ya proyectadas en el mundo permitirán retirar hasta 140 M t anuales. Pero las emisiones globales ascienden a 35000 M t en la actualidad. Por lo tanto, para acercar la captura al volumen de emisiones, es necesario multiplicar el esfuerzo actual y, para ello, va a ser necesario reducir los costes prácticamente a la mitad, de los actuales 50€ a 25€ por tonelada.

 

Referencias:

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

 

El artículo Trampas de CO2 más baratas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Imagen: National Cancer Institute / Unsplash

Aitziber López-Cortajarena dirije el Laboratorio Cortajarena del CIC biomaGUNE especializado en nanotecnología biomolecular. Dicho así puede sonar entre raro y directamente de ciencia ficción. Pero cuando Aitziber nos cuenta en cómo pretenden construir biomateriales y nanoestructuras funcionales prediseñadas partiendo de como se ensamblan proteínas simples, la cosa pasa a oscilar entre la psicodelia y la más pura fascinación. Las posibilidades y aplicaciones de esta tecnología son increíbles.

Aitziber López-Cortajarena se doctoró en bioquímica por la Universidad del País Vasco en 2002. Fue becaria postdoctoral y, posteriormente, investigadora asociada en el Departamento de Biofísica Molecular y Bioquímica de la Universidad de Yale (New Haven, Connecticut, Estados Unidos) hasta 2010, cuando estableció su propio grupo de investigación en la Fundación IMDEA Nanociencia de Madrid. Desde 2016 es profesora de investigación Ikerbasque en Cic biomaGUNE.



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

El artículo Aitziber López-Cortajarena – P4K 2019: Ingeniería de proteinas: nuevas terapias y biomateriales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Urko Gorriñobeaskoa y Ekai Txapartegi

Imagen: Shutterstock / paseven

 

“El objetivo de este libro es hacer una contribución limitada pero original a la crítica del ‘Zeitgeist’ ciertamente obscuro que hemos llamado ‘posmodernismo’”.

Con esta firme declaración, Alan Sokal y Jean Bricmont inauguraban el primer epígrafe de su polémica obra de 1996, Imposturas intelectuales. En ella, los autores acusan a los editores y académicos posmodernos de falta de rigor, de dejarse llevar por sus sesgos ideológicos y de mala praxis académica. Cabe preguntarse, ¿es realmente el posmodernismo un enemigo natural de las ciencias? ¿Esta clase de imposturas son exclusivas de los estudios posmodernos y de las humanidades? Analizar algunas de las polémicas académicas más sonadas de los últimos años puede arrojar algo de luz a estas preguntas.

Echemos un vistazo al suceso con el que empezó todo: el escándalo Sokal. Fue en 1996 cuando Social Text, revista académica centrada en estudios culturales, publicó el artículo Transgressing the Boundaries: Towards a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity, de Alan Sokal. Este artículo había sido redactado por su autor a modo de broma y engaño.

Plagado de sinsentidos, el artículo fue aceptado por la revista posmoderna, y confirmó así las sospechas de Sokal: estas publicaciones aceptarían cualquier cosa que sonase bien y estuviese dentro de su línea ideológica. Poco después de su salida al público, Sokal admitió que se trataba de un engaño y reveló sus motivos.

Las respuestas al escándalo y al libro de Sokal no tardaron en llegar. Jacques Derrida escribió que la lectura de Sokal y Bricmont en el libro era exageradamente simplista. Según el autor francés, Sokal hizo un hombre de paja del posmodernismo y sus argumentos no se sostenían.

Baudouin Jurdant, filósofo de la ciencia francés, reunió a un grupo de científicos de distintas ramas para comprobar el rigor de las acusaciones de Sokal y Bricmont. Estos científicos eran, además, especialistas en los autores citados en Imposturas intelectuales. En conjunto, escribieron un artículo mostrando que Sokal y Bricmont no conocían con la profundidad suficiente las ideas que trataban de criticar. Por otra parte, científicos como Richard Dawkins y filósofos como Thomas Nagel alabaron el trabajo de Sokal y Bricmont, y coincidieron en que muchas revistas de humanidades se dejaban influenciar por sus sesgos políticos.

Este no es el único bulo intelectual que ha avergonzado a la academia en las últimas décadas. En 2018, James Lindsay, Peter Boghossian y Helen Pluckrose dieron a conocer un engaño similar que habían estado urdiendo. Los tres autores escribieron una veintena de artículos de corte posmoderno plagados de sinsentidos y tesis insostenibles, pero que empleaban de manera correcta la terminología habitual de estos campos.

De todos sus artículos, aproximadamente un tercio fueron publicados o aceptados; otro tercio fue rechazado y los restantes seguían pendientes de revisión en el momento en el que se destapó la mentira. Igual que en el caso Sokal, este escándalo desencadenó tanto elogios como críticas por parte de los académicos.

Las ciencias ‘de verdad’ también pican

Quienes alaban los resultados de ambos bulos tienden a leer estos episodios como parte de una polémica mayor: el problema de las dos culturas. Aparentemente, engaños de este estilo solo podrían darse en disciplinas relacionadas con los estudios sociales y culturales, en revistas de humanidades posmodernas donde el rigor brilla por su ausencia. Al contrario, quienes investigan y publican acerca de ciencias de verdad, como la física o la biología, jamás se dejarían embaucar por una treta tan simple.

Sin embargo, la historia reciente nos enseña que esto no es necesariamente cierto.

Alrededor del año 2002 distintos medios comenzaron a hacerse eco de una controversia similar que amenazó, en este caso, al campo de la cosmología. Los protagonistas de esta polémica fueron los hermanos Igor y Grichka Bogdanov, dos divulgadores científicos que trabajaban para la televisión francesa. Al parecer, varias dudas acerca de su legitimidad como físicos llevaron a los hermanos a perseguir sendos títulos de doctorado en la Universidad de Borgoña. Tras un periodo extraordinariamente largo, consiguieron graduarse bajo la condición de que publicasen algunos artículos en revistas de su campo.

Una vez las tesis y artículos de los Bogdanov fueron abiertas al público, diversos especialistas comenzaron a analizarlas. Muchos autores apreciaron que sus trabajos eran más bien pobres, que sus tesis no tenían sentido y que podrían encontrarse ante un escándalo à la Sokal, pero a la inversa. Sin ir más lejos, John Baez, reputado matemático estadounidense, afirmó que su trabajo “es una mezcolanza de frases aparentemente plausibles que contienen las palabras técnicas correctas en el orden aproximadamente correcto. Pero no hay lógica ni cohesión en lo que escriben.” Curiosamente, el diagnóstico es muy similar a aquel que hiciera Sokal de las revistas posmodernas de humanidades.

Pero esto no acaba aquí. En 2005 tres estudiantes del MIT gastaron una broma pesada a una escena académica que consideraban plagada de intereses económicos. Para Jeremy Stribling, Dan Aguayo y Max Krohn, muchos congresos científicos se organizaban con el objetivo principal de aprovecharse económicamente de los investigadores jóvenes ansiosos por hacer currículum. Es por ello por lo que los tres jóvenes desarrollaron un programa informático de IA que generaba artículos académicos automáticamente mezclando frases y tecnicismos aleatorios de otros trabajos. La polémica estalló cuando uno de esos artículos fue aceptado en una conferencia de informática ese mismo año.

Dada la abundancia y diversidad de casos de bulos académicos en los últimos años, creo que podemos sugerir que esta clase de imposturas no se deben exclusivamente a los sesgos de los editores. Casos como el de los Bogdanov y los chicos del MIT parecen indicar que esta clase de engaños son fenómenos poliédricos y que atienden a una variedad de motivos. Tal vez algunos editores de revistas posmodernas den demasiada manga ancha a artículos pobres solo porque suenan bien. Pero esto no debe enmascarar el hecho de que la realidad académica actual está repleta de fallos, métodos de revisión deficientes e intereses extraacadémicos. Además, tal y como muestran algunos de los ejemplos comentados, esta clase de intereses y deficiencias también se dan en las ciencias de verdad.

En un mundo donde publicar es cada vez más necesario para labrarse una carrera, y donde la labor editorial y la organización de conferencias pueden llegar a ser negocios muy lucrativos, ¿cómo no va a primar la cantidad sobre la calidad?

Sobre los autores: Urko Gorriñobeaskoa es doctorando en historia y filosofía de la ciencia y Ekai Txapartegi, profesor de filosofía, ambos en la Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo 25 años del escándalo Sokal: la culpa de todo la tienen los posmodernos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Hyla versicolor. Ilustración: María Lezana

Ranas y sapos pueden respirar a través de la piel. En determinadas épocas del año la piel es, de hecho, su principal órgano respiratorio. Pero no son gases lo único que intercambian con el medio externo por esa vía. También incorporan agua.

La mayoría de los anfibios terrestres no beben agua. La necesitan, por supuesto, pero la absorben a través de la piel, gracias a su gran permeabilidad. Eso tiene sus contrapartidas, ya que, de la misma forma que la adquieren, también la pueden perder. Por eso han desarrollado estrategias especiales para almacenarla. El medio interno o la misma vejiga, incluso, pueden funcionar como depósitos, de manera que pueden reutilizar el agua en ellos contenida en caso de riesgo de deshidratación.

Algunas ranas y sapos tienen una zona – la pélvica- especializada para facilitar la incorporación de agua. Es una zona comprendida entre la pelvis y el abdomen, la situada entre las inserciones de las extremidades posteriores al tronco. De hecho, los anfibios terrestres, cuando necesitan hidratarse, no tienen por qué sumergirse en una masa de agua; les basta con colocarse, sentados, sobre un sustrato húmedo o mojado, o aplastar la zona pélvica contra ese sustrato. El epitelio de esa zona está lleno de capilares sanguíneos, por lo que puede llegar a absorberse un volumen importante de agua. La cantidad que una rana puede absorber de ese modo en un día es equivalente al triple de su masa corporal.

La fuerza que impulsa la absorción de agua es un gradiente osmótico. El agua que se absorbe está muy diluida, casi no tiene sales. La sangre del sapo es de mayor concentración osmótica que el agua; tiene muchas más sales disueltas. Por esa razón, el agua del exterior tiene una fuerte tendencia a penetrar a través de la piel que, al fin y al cabo, es una membrana semipermeable, ya que permite el paso de agua a su través, pero no el de las sales. Eso sí, la sangre ha de circular rápidamente para que pueda ser absorbida el agua. Veamos esto con algún detenimiento.

Cuando penetra el agua y se mezcla con la sangre, ésta se diluye, puesto que la misma cantidad de solutos pasa a estar disuelta en un volumen mayor de agua, de plasma, en este caso. Por lo tanto, la fuerza que impulsa la absorción disminuye, y disminuirá en mayor medida cuanto más lenta sea la renovación de la sangre. Por esa razón, la sangre ha de circular con rapidez, porque si lo hiciese lentamente, la concentración de sales disueltas bajaría demasiado poco. Circulando rápidamente, la diferencia de concentración osmótica entre el interior y el exterior disminuye muy poco, por lo que la fuerza de absorción prácticamente se mantiene constante. En virtud de ese mecanismo, el flujo sanguíneo es proporcional a las necesidades hídricas. Esto es, cuando la deshidratación es baja, la sangre circula lentamente por la zona pélvica, pero la velocidad se eleva cuando el sapo tiene necesidad de agua.

Las hormonas que intervienen en la regulación de la economía del agua y los electrolitos en los vertebrados juegan un papel importante en este proceso. El péptido angiotensina II provoca que aumente la tendencia del sapo a sentarse y la hormona antidiurética (ADH) eleva la permeabilidad del epitelio de la zona pélvica. Por ello, el volumen de agua absorbido puede aumentar mucho como consecuencia de la acción de esas dos hormonas.

No quiero terminar la descripción de este fenómeno sin hacer notar el hecho de que la angiotensina II forma parte del sistema renina-angiotensina que interviene en la regulación de la actividad de la aldosterona en mamíferos y que la hormona antidiurética actúa en el epitelio de los tubos colectores de las nefronas aumentando, precisamente, su permeabilidad al agua. Como vimos aquí, esos sistemas hormonales promueven el ahorro y la recuperación de agua, esto es, lo mismo que promueven en las ranas y sapos que “beben” por su piel abdominal.

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

El artículo Toman agua por la piel se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica me gustaría hablaros de un proyecto interesante y hermoso que descubrí en la cuenta de Instagram de Calpurnio (creador de El bueno de Cuttlas) el pasado mes de abril. Se trata del proyecto 36 Days of Type (36 días de tipos).

El bueno de Cuttlas en la cuarta dimensión, de Calpurnio, publicado el 29 de marzo de 2021 en Valencia Plaza

 

Este es un proyecto creado en 2014 por la diseñadora gráfica Nina Sans y el diseñador gráfico Rafa Goicoechea, del estudio de diseño gráfico treintayseis, de Barcelona. Como cuentan sus creadores en la página web del proyecto 36 Days of Type, ellos decidieron desafiarse a sí mismos creando algo nuevo cada día, nuevos diseños personales en torno a la tipografía y el diseño gráfico. Entonces decidieron invitar a más personas a sumarse a este desafío. Para ello crearon el proyecto 36 Days of Type: “Una celebración de 36 días de la tipografía y la creatividad, animando a diseñadores, artistas visuales y creativos de todos los campos en un acto global y simultáneo de creatividad alrededor de la tipografía y la forma de las letras (y números)”.

¿En qué consistía el proyecto 36 Days of Type? El objetivo del mismo era animar a diseñadores, ilustradores y artistas gráficos a crear nuevos diseños, o interpretaciones personales, de las letras del alfabeto y los números (cifras básicas) del alfabeto latino, durante 36 días consecutivos. Cada día estaría dedicado a una letra del alfabeto o a un número, siguiendo un calendario prefijado (como el que aparece en la siguiente imagen, correspondiente a la edición de 2021). Los participantes en el proyecto debían de subir su diseño de la letra o número correspondiente a ese día en Instagram, etiquetando la imagen convenientemente, según las instrucciones indicadas en la página del proyecto.

Calendario de la edición de 2021 del proyecto 36 Days of Type

 

Cada día, durante los treinta y seis que duraba el reto gráfico, la organización del proyecto seleccionaba algunos de los diseños presentados y los publicaba en su página oficial de Instagram (36daysoftype), así como en Facebook y Twitter. Además, a lo largo del año se irán publicando el resto de diseños que se han presentado al proyecto, para mostrar el trabajo de los artistas gráficos involucrados.

Diseños de Calpurnio de algunas de las letras, una D geométrica, una G áurea, una H imposible o una K poliédrica

 

En la cuenta de Instagram del proyecto 36 Days of Type podéis encontrar los hermosos e interesantes diseños seleccionados cada día, de letras y números. Aunque en esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica os mostraré algunos de los diseños de números que fueron seleccionados por la organización. Iremos día a día o, mejor dicho, cifra a cifra.

La parte numérica del proyecto se inició el día 1 de mayo, con el número 0. El primer diseño que he seleccionado es del diseñador brasileño Daniel Escudeiro (aquí podéis ver parte de su trabajo, en la página del diseñador en Behance: Daniel Escudeiro).

Diseño del número 0 realizado por el diseñador Daniel Escudeiro

 

El siguiente diseño del número 0, que es un delicado diseño hecho a mano, es de la letrista finlandesa Monika Fällman.

Diseño a mano del número 0 realizado por la finlandesa Monika Fällman

 

El primer diseño que os muestro del número 1 es un diseño geométrico del artista valenciano Tormius, Adrià Tormo (aquí podéis ver parte de su trabajo, en la página del artista, Tormius).

Diseño geométrico del número 1 realizado por el valenciano Tormius

 

El siguiente diseño del número 1 lleva el título Gender Equality 1+1=1 (Igualdad de género, 1+1=1), de la artista francesa Katell (página en Etsy, Quatelle [https://www.etsy.com/fr/shop/QUATELLE]).

Diseño del número 1, Gender Equality 1+1=1, realizado por la artista francesa Katell

 

Siguiendo la cuenta creciente de los números, ahora nos toca el número 2. El primer diseño que vamos a mostrar corresponde a la agencia creativa estadounidense Swoon Studios (cuya página web es Swoon Studios).

Diseño del número 2 de Swoon Studios

 

El segundo diseño del número 2 es un diseño plumífero de la artista finlandesa Jenni Pasanen (podéis acceder a sus diferentes páginas en esta dirección Jenni Pasanen).

Diseño del número 2 de la artista finlandesa Jenni Pasanen

 

Podéis ver más diseños de este número, y de los demás números, en las diferentes cuentas del proyecto, por ejemplo, en Facebook, de donde estamos seleccionando los diseños, sus imágenes, para esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica.

Para el número 3 os traigo un diseño muy festivo, esta creación de la diseñadora gráfica Jessie Noble (podéis ver algunos trabajos de esta artista en la página de Dribbble).

Diseño del número 3 de la artista Jessie Noble

 

La siguiente propuesta es de la diseñadora y letrista rusa Olemie (cuya página es Olemie).

Diseño del número 3 de la artista rusa Olemie

 

El juego “cuatro en raya” es la idea generadora del interesante diseño seleccionado para el número 4, del artista gráfico y creador de videos estadounidense Dylan Blau (podéis disfrutar de sus trabajos en la página del artista Dylan Blau).

Diseño del número 4 del artista estadounidense Dylan Blau

 

Y la artista gráfica, afincada en Beirut, Nancy Kouta (cuya página web es Nancy Kuota) propuso la siguiente imagen.

Diseño del número 4 de la artista Nancy Kouta

 

Entre los hermosos diseños del número 5, hemos elegido este de la diseñadora colombiana Lagabrie, Gabriela Parra.

Diseño del número 5 de la artista colombiana Lagabrie, Gabriela Parra

 

Y otro hermoso diseño de la artista gráfica y letrista chilena Flor Flay (Florencia Study), algunos de cuyos trabajos podéis apreciar en su página web Florencia Study.

Diseño del número 5 de la artista chilena Flor Flay

 

Seguimos con el número 6. Como para otros números, y letras, hay diseños que son animaciones. Podéis visitar las diferentes cuentas del proyecto 36 Days of Type para ver estos diseños también, algunos son impresionantes. El primer diseño que he seleccionado para el número 6 es de la artista británica Amber Maxwell, que, aunque es una imagen animada, mostramos aquí el inicio del diseño.

Diseño del número 6 realizado por la artista británica Amber Maxwell

 

Y la segunda elección para el número 6 es este diseño del artista afincado en Estados Unidos Zsolt M, Zsolt van den Már (aquí tenéis su página en Dribble, Zsolt).

Diseño del número 6 del artista Zsolt M

 

Seguimos avanzando en los números y ya llegamos al número 7 (sobre este número podéis leer la entrada del Cuaderno de Cultura Científica dedicada al mismo: Siete, un número muy popular). El primer diseño que traemos a esta entrada, de entre los seleccionados por el proyecto, es de la artista gráfica y letrista suiza Océane Haenni (cuya página en Behance es Océane Haenni). Es un diseño para las personas amantes de los gatos.

Diseño del número 7 de la artista suiza Océane Haenni

 

El segundo diseño del número 7 es de la diseñadora gráfica india Seema Surana (podéis disfrutar de más trabajos suyos en la página de Behance de Seema Surana).

Diseño del número 7 de la artista india Seema Surana

 

El diseñador afincado en Berlín, Christian Pietrzok, que en Instagram tiene la cuenta A letter a day donde publica desde 2017 cuando empezó el reto de publicar un nuevo diseño de una letra, o un número, cada día de ese año, nos propone el siguiente diseño para el número 8.

Diseño del número 8 de Christian Pietrzok

 

El segundo diseño que os traemos del número 8 es del diseñador gráfico danés Aggerhomes (Martin Aggerholm), cuya página web es Aggerhomes.

Diseño del número 8 del diseñador gráfico suizo Aggerhomes

 

El último número del proyecto con el que finalizaba la octava edición del proyecto 36 Days os Type, fue el número 9 (al que también dediqué una entrada con el título El número nueve en una noche de verano). El diseñador gráfico de Barcelona, Loor Nicolas (del que podéis disfrutar de más trabajos en su página de Behance, Loor Nicolas), propuso un diseño de ficción.

Diseño del número 9 del diseñador gráfico de Barcelona Loor Nicolas

 

Y terminamos con una propuesta muy africana de la diseñadora británica Ella Smith, a través de su cuenta Ella Create.

Diseño del número 9 de la diseñadora gráfica británica Ella Smith

 

Espero que hayáis disfrutado de este pequeño paseo por algunos diseños de los números, de las diez cifras básicas, de nuestro sistema de numeración, del 0 al 9, dentro del proyecto 36 Days of Type. Podéis admirar, como ya hemos comentado, los demás diseños en Instagram. Facebook o Twitter.

Me gustaría terminar con una propuesta personal muy sencilla. Está basada en la hipótesis fantástica sobre el origen de la grafía de los números del astrólogo árabe Aben Ragel (siglo X-XI), que mostré en mi entrada Teorías fantásticas del origen de la grafía de las cifras y en los colores del artista neerlandés Piet Mondrian (1872-1944). El diseño de las diez cifras básicas sería el siguiente.

¿Se os ocurre a vosotras algún otro diseño para los números? Podéis animaros con los vuestros.

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 36 días de tipos (de números) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Foto: Artur Tumasjan / Unsplash

La automatización era el futuro hace 50 años. Lo robotización es un futuro tan próximo que es presente. Y lo que parece una tendencia imparable es la robotización de todos los ámbitos de la actividad humana. Pero no hay que pensar necesariamente en robots completamente autónomos, como los de la película Yo Robot (Alex Proyas, 2004) basada en el libro homónimo de 1950 de Isaac Asimov. La integración de los robots en nuestro día a día será como colaboradores. Un ejemplo ilustrativo es el robot como asistente en intervenciones quirúrgicas muy delicadas.

Pongamos el caso de las intervenciones de columna que se quiere que sean mínimamente invasivas. En términos muy simples, en este tipo de intervenciones hay que saber con precisión donde colocar los tornillos para maximizar su efecto y asegurarse de que no se hace más daño del que se pretende solucionar al tocar la médula espinal.

Ceit y Egile colaboran en el proyecto ELCANO que lo que pretende es, precisamente, desarrollar una solución integrada y robotizada para este tipo de intervenciones. La persona encargada de la cirugía es la que decide y realiza la operación; el robot le ayudará en los cálculos y en evitar que se produzcan daños. Esta ayuda se concreta en tres aspectos, los dos primeros son los que permiten el tercero, que es la actuación del robot:

Planificación virtual de la intervención*

 

Los hospitales suelen contar con un Sistema de Comunicación y Archivado de Imágenes (PCAS, por sus sigles en inglés). Su función primordial es almacenar imágenes y facilitar la comunicación entre los servicios del hospitale. Un sistema PACS ideal debe atender todo el flujo de imagen, desde la adquisición del examen, hasta el diagnóstico, proceso de informe y monitoreo.

Antes de la intervención*, un programa software planificador (viewIT-spine) extrae información del historial del paciente desde el sistema PACS y reconstruye un modelo virtual del paciente basado en las imágenes de TAC disponibles que permitirá al cirujano hacer una planificación de la intervención, definiendo la posición y orientación de los tornillos que desea introducir en el paciente, desde su despacho. Una vez terminada la planificación, ésta se envia al quirófano.

Sistema de navegación/tracking

Un dispositivo instalado en quirófano es capaz de monitorizar en tiempo real la posición real del paciente de forma que pueda hacerse una correlación de la disposición del paciente real con el modelo virtual construido con el planificador. Para ello un módulo del software viewIT-spine se ejecuta en tiempo real en quirófano.

Prototipo de laboratorio, basado en un robot de 7 grados de libertad.

Asistente colaborativo robotizado (COBOT)

Un COBOT es un sistema robótico capaz de recibir información del planificador. Este robot es capaz de configurar unas restricciones activas de movimiento y trabajar de forma colaborativa con el cirujano (COllaborative roBOT) para facilitar la intervención. A la vez, las restricciones de movimiento limita los movimientos del cirujano para impedir el acceso a las zonas de riesgo.

Prototipo de quirófano, basado en un robot de 6 grados de libertad

 

* Nota para profesionales:

Intervenciones de fusión instrumentada con tornillos transpediculares. El concepto es aplicable a otro tipo de intervenciones, como artrodesis intersomática por vía lateral ALIF o TLIF.

 

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Actúa localmente: robots asistentes en cirugía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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María Teresa Tejedor Junco

Shutterstock / Zita

 

El lenguaje de la vida se escribe con un código de cuatro letras: A, G, C y T. Son las abreviaturas de adenina, guanina, citosina y timina, las bases nitrogenadas que se encuentran en la mayoría de los genomas. En la doble hélice de ADN se aparean las bases, G con C y A con T.

El ADN almacena la información, que posteriormente es transcrita a ARN mensajero y este se traduce a proteínas. Este esquema de flujo de la información genética fue denominado por Crick como “dogma central de la biología molecular”.

La biología no es una ciencia exacta

Como el propio Crick reconocía, emplear el término “dogma” no fue una buena idea. Un dogma es una idea que no se puede cuestionar. Pero en biología parece que siempre se puede encontrar una excepción a las reglas generales: desde mamíferos que ponen huevos a células eucariotas sin mitocondrias.

En el caso del “dogma central de la biología molecular”, poco a poco fueron describiéndose excepciones. Casi todas ellas en microorganismos.

Una de las principales fue la descripción de los Retrovirus, cuyo genoma no es ADN sino ARN. Poseen una enzima, la transcriptasa inversa, que copia ese ARN a ADN, cambiando así el sentido del flujo de información genética. Muchos virus tienen genomas de ARN, lo que añadiría una nueva letra (U = uracilo) al alfabeto genético, pero siempre son cuatro, ya que U reemplaza a T.

También se describen los viroides y los priones. Los primeros, son simples moléculas de ARN. Los priones, carecen de ácidos nucleicos y son proteínas capaces de replicarse.

Nuevas letras en el alfabeto genético

La biología sintética se enfoca a la síntesis de nuevas biomoléculas y a la ingeniería de sistemas biológicos para dotarlos de funciones nuevas que no se encuentran en la Naturaleza. Uno de los campos de investigación es la expansión del código genético, a fin de obtener proteínas con características novedosas.

Incorporar nuevas bases al ADN no es una tarea sencilla. La estructura de la doble hélice no debe alterarse, y las enzimas que desarrollan diversas tareas deben reconocer a las nuevas moléculas, a fin de que el flujo de información, desde genes hasta las proteínas, siga funcionando.

Un equipo de investigadores consiguió crear un ADN que utiliza ocho bases diferentes, en vez de cuatro. Inicialmente no se podía considerar un nuevo alfabeto genético, ya que no se traducía a nuevos aminoácidos. Pero se transcribe a un ARN que es capaz de reconocer y “pegarse” a las células cancerígenas, lo que se podría aplicar a nuevas técnicas de diagnóstico.

En 1977, científicos rusos describieron un bacteriófago (virus que infecta a las bacterias) que, en lugar de adenina, tenía en todos los casos 2-aminoadenina (abreviada como Z). Ahora bien, a diferencia del ADN sintético, las bases siguen siendo cuatro. Parece que la naturaleza se había adelantado a las ideas de los investigadores, creando virus con un “alfabeto” genético alternativo.

En ese ADN, Z se une a T por 3 enlaces de puente de hidrógeno, en vez de por los dos que forman la unión entre T y A. El ADN resultante es mas estable frente al calor y a otros factores ambientales.

Z, la 2-aminoadenina, es un compuesto que se encuentra en la naturaleza, proveniente de restos de meteoritos. Nunca se había descrito como parte de un organismo. Debido a eso, empezaron a llamar a este ADN, “ADN extraterrestre”.

Varios grupos de investigadores comenzaron a analizar bases de datos, buscando otros fagos que pudieran tener las mismas características, y encontraron bastantes casos.

Durante décadas nadie había conseguido averiguar cómo sucedía esto y la importancia que podría tener.

¿Cómo se sintetiza ese ADN diferente, si Z no existe en las bacterias?

Tres trabajos publicados (este, este y este) en 2021 en la revista Science y en Nature Communications explican este proceso.

Podemos leer un estupendo artículo de la doctora Gemma Marfany y ver el vídeo explicativo del doctor Lluis Montoliu, que resumen los aspectos más importantes relacionados con este tema.

Lluís Montoliu explica el nuevo nucleótido Z encontrado en el ADN de algunos virus de bacterias.

Estos fagos codifican en su genoma enzimas que retiran la adenina del ADN y la sustituyen por Z. También codifican enzimas que pueden sintetizar Z a partir de precursores existentes en las bacterias.

Como indica la doctora Zhao, investigadora principal de uno de los grupos que trabajan en este tema, todavía no está del todo claro como se produce la síntesis del ADN con esta nueva base en las bacterias, ni como interactúan todas las enzimas implicadas en la replicación y transcripción del ADN, con esta nueva molécula.

Beneficios para los virus que usan Z

Los fagos son virus que infectan bacterias. Las bacterias poseen mecanismos que les permiten luchar contra estas infecciones, ya que pueden reconocer el ADN del fago y degradarlo.

Pero las defensas de las bacterias no pueden reconocer a este nuevo ADN, por lo que el fago puede escapar de ellas. Esto también podría suponer una ventaja en los tratamientos por fagoterapia, ya que la bacteria causante de la infección no podría destruir los fagos usados como tratamiento.

Al ser un ADN más estable, permite la persistencia del virus en condiciones adversas, ampliando el rango de hospedadores que puede colonizar.

Aplicaciones de este nuevo ADN

Actualmente se investigan numerosas aplicaciones de biología sintética para las que este nuevo ADN sería muy útil, dada su mayor estabilidad.

Por ejemplo, contribuiría a mejorar el almacenamiento de datos en ADN. También sería aplicable a las técnicas que utilizan papiroflexia de ADN para la administración dirigida de medicamentos.

Por ahora no se han descubierto organismos celulares que posean Z en su ADN, pero se trabaja en dicha posibilidad, intentando incorporarla en E. coli y que la célula siga siendo funcional.

¿Qué implicaciones tiene?

El descubrimiento de estos virus con un código genético diferente no solo tiene aplicaciones desde el punto de vista de la biología sintética. Nos plantea también numerosos interrogantes sobre el origen de la vida en la Tierra y sobre la posibilidad de vida en otros planetas.

Es discutible si los fagos que contienen Z en su ADN son nuevas formas de vida, ya que incluso se discute si los virus son seres vivos o no. Pero está claro que esta nueva codificación genética, que permite la síntesis de proteínas funcionales, influirá en la búsqueda de vida en otros planetas. No solo habrá que buscar este nuevo compuesto sino que también, dado que este nuevo ADN tolera condiciones ambientales más extremas que las convencionales, se amplían las opciones de búsqueda.

Sobre la autora: María Teresa Tejedor Junco es profesora titular de microbiología en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria

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

El artículo Virus con ADN «extraterrestre» se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Joaquín Sevilla y Eloísa Ramírez Vaquero

Instalación Ikuspegia.

 

La humanidad lleva conviviendo con microbios de diverso tipo toda su historia. Una convivencia que pasa por épocas más pacíficas y por momentos más turbulentos a los que denominamos epidemias o pandemias. En un momento como el actual, en que una de estas pandemias ha revolucionado nuestra forma de vida, es especialmente interesante echar un vistazo a esa historia e intentar sacar de ella alguna enseñanza.

Con esa finalidad se han puesto en marcha multitud de proyectos académicos en estos meses. Por citar algunos, es muy interesante la síntesis de 19 momentos históricos elegidos por el Grupo Epidemia de la Universidad de Oviedo, el libro “El día después de las grandes epidemias” del medievalista de la Universidad Autónoma de Barcelona, José Enrique Ruiz- Domènec, y el libro “Virus y pandemias” del microbiólogo de la Universidad de Navarra Ignacio López-Goñi.

En la Universidad Pública de Navarra, desde la Cátedra Laboral Kutxa de cultura científica, también nos hemos querido sumar a este tipo de iniciativas con una instalación artística que sirva para incitar a esa mirada con perspectiva del momento actual. La instalación consiste en una escultura en la que cinco anillos de acero, de dos metros de diámetro cada uno, pretenden simbolizar cinco momentos de la historia, cinco grandes pandemias.

Dentro de cada anillo, un disco sólido representa el porcentaje de la población mundial que pereció a causa de esa enfermedad. Por último, con un taladro en cada uno de esos discos se simboliza el porcentaje de personas fallecidas a causa de la covid-19. El conjunto muestra un túnel del tiempo en el que se hacen muy patentes las enfermedades como obstáculos que ha sido necesario sortear para seguir adelante.

Instalación Ikuspegia-En perspectiva.

La instalación se completa con un sitio web en el que se da un poco de información sobre cada una de las cinco pandemias escogidas. Una parte de esa información está disponible también como locuciones a las que se puede acceder con el teléfono móvil a través de códigos QR, uno de esos elementos tecnológicos que, aunque existían desde hace mucho, se han hecho populares precisamente por las restricciones derivadas de la pandemia actual.

La selección de solo cinco momentos históricos de los muchos que se han visto marcados por enfermedades puede basarse en múltiples criterios. En nuestro caso hemos intentado que se cubriera un período amplio de la historia, que fueran pandemias propiamente dichas (de alcance mundial) y que fueran situaciones de gran impacto.

Grandes pandemias de la historia por número de fallecidos. Infografía elaborada a partir de Visual Capitalist. (2020, 14 marzo). Visualizing the History of Pandemics.

De la viruela al sida

1. Comenzamos en el siglo II con la peste que vivió Galeno, que mató al emperador romano junto con cerca del 5 % de la población mundial y que fue causada, probablemente, por viruela hemorrágica. En un tiempo tan remoto es imposible disponer de datos precisos. Por eso, tanto la población mundial como el número de fallecidos y la enfermedad de la que se trataba han de ser estimados a partir de las crónicas disponibles. Esta incertidumbre es aún mayor para enfermedades más antiguas.

2. A mediados del siglo VI, mientras Justiniano era emperador en Constantinopla, una oleada de peste bubónica acabó con cerca del 30 % de la población. Tan terrible balance tuvo consecuencias enormes en la demografía, la economía y la organización social. Esta pandemia contribuyó de forma importante al colapso del Imperio bizantino y, con ello, a un radical cambio de equilibrio político y económico en todo el Mediterráneo y Oriente Medio.

Vestimenta que llevaban los médicos para tratar la peste.
Wikimedia Commons

3. La tercera pandemia que representamos en la instalación es la peste negra, sufrida a mediados del siglo XIV y que supuso una mortalidad monstruosa. Se considera que en Navarra pereció el 60 % de la población. Más de 100 localidades en esta comunidad quedaron despobladas. La incidencia promedio en Europa se estima en el entorno del 40 %. Los “médicos de la peste” de entonces empezaron a utilizar una característica vestimenta, la versión ancestral de los actuales EPI, que todavía hoy es el motivo principal de los disfraces en el carnaval de Venecia. La peste volvió en múltiples oleadas, vez tras vez, hasta hoy.

4. Saltamos al siglo XX sabiendo que dejamos fuera grandes historias como la influencia de las enfermedades en la conquista de América y la introducción del alcantarillado moderno para luchar contra el cólera en el Londres del XIX. La penúltima pandemia plasmada en la instalación es la gripe de 1918, una variante especialmente agresiva de la gripe estacional que seguimos padeciendo cada invierno. En plena guerra mundial, y difundida en gran medida por las tropas, la padeció un tercio de la población mundial y causó más muertes que la propia guerra. Entre 50 y 100 millones de personas (alrededor del 5 % de la población mundial) perdieron la vida por la enfermedad.

5. Concluimos nuestra panorámica de estos eventos terribles con el sida, una pandemia que aún no podemos dar por concluida aunque que se ha controlado mucho gracias a los avances científicos y de salud pública. Un virus que se transmite por fluidos corporales (vía sexual y sanguínea principalmente) que ha matado a 35 millones de personas desde que empezó a hacerse patente a comienzos de los años 1980.

Un contexto para la covid-19

Con este repaso por momentos tan dramáticos no se pretende, ni mucho menos, minimizar el momento que estamos viviendo, solo se busca proporcionar contexto. Cuarentenas, confinamientos, vestimentas especiales para evitar contagios y mascarillas han existido desde hace siglos. La incertidumbre ante nuevas enfermedades ha generado cultos a dioses y santos, pero también odios a minorías; ha generado inmensos descalabros económicos seguidos de grandes oportunidades de desarrollo.

Una perspectiva como esta no tiene una lectura canónica, cada persona que se asome a ese repaso histórico encontrará el ángulo con el que mejor sintonice. Desde una Cátedra de cultura científica no podemos evitar señalar que en la pandemia que estamos viviendo el papel del conocimiento científico está siendo extraordinario. Nunca hemos estado tan preparados científicamente. Se dispuso de una identificación del patógeno que causaba la enfermedad, incluyendo la secuenciación de su genoma, en semanas desde que se detectó.

Además, se está logrando la inmunidad de grupo sin tener que exponer a la enfermedad a toda la población. El desarrollo de vacunas, efectivas y seguras, de diferentes tecnologías, es algo nunca visto en esa historia. Su fabricación masiva y distribución a toda la población mundial tampoco. Esperemos que podamos ponerlo en breve en la lista de singularidades de la pandemia que vivimos hoy.

Sobre los autores: Joaquín Sevilla es catedrático de tecnología electrónica y Eloísa Ramírez Vaquero catedrática de historia medieval en la Universidad Pública de Navarra

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

El artículo Ikuspegia: una visión en perspectiva de la historia de las pandemias se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Las grandes transformaciones sociales y los cambios de paradigma registrados a lo largo de la historia de la humanidad suelen ir aparejados al descubrimiento de un nuevo material, cuyas novedosas aplicaciones acaban desencadenando una gran revolución. La sociedad del futuro, más respetuosa con el medio ambiente e hiperconectada requiere de nuevos materiales. Maia García-Vergniory nos explica en esta charla en qué materiales se está investigando actualmente y por qué en ellos y no en otros.

Maia García Vergniory es profesora de la UPV/EHU, investigadora Ikerbasque en el Donostia International Physics Center y coautora de la llamada química cuántica topológica, uno de los hitos en ciencia de materiales de los últimos años.



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

El artículo Maia García-Vergniory – P4K 2019: Materiales del futuro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Todas las características de un edificio influyen de forma directa en el consumo energético y en la eficiencia energética global del edificio. Normalmente, se tiende a asociar este concepto solo con los equipos de climatización y con los materiales constructivos, pero el sistema de ventilación juega un papel primordial en la eficiencia energética.

“La necesidad de ventilación para expulsar el aire contaminado o viciado en los edificios de viviendas provoca que gran parte de las pérdidas de energía térmica se deba a la renovación de aire. Estas pérdidas por ventilación cada vez adquieren mayor importancia debido a que los edificios cada vez están mejor aislados y son más herméticos. Por tanto, siendo el objetivo a corto plazo construir edificios de consumo energético casi nulo, es necesario incidir sobre la optimización de la ventilación”, comenta Joseba Gainza-Barrencua miembro del grupo CAVIAR (Calidad de Vida en Arquitectura) de la UPV/EHU.

Según ha explicado Gainza, “la instalación de los invernaderos en la cubiertas para reducir el consumo energético de los edificios no ha sido estudiada en profundidad, a pesar de que cuentan con importantes ventajas: su instalación en la cubierta permite realizar el acristalamiento con el ángulo que se desee, lo que posibilita que las ganancias solares sean mayores; menos exigencias estéticas y urbanísticas; posibilidad de introducir el aire precalentado en el edificio mediante el sistema de ventilación mecánica del edificio, etc.”.

Por ello, en este trabajo “hemos diseñado y construido un prototipo de invernadero y hemos visto su funcionamiento los días soleados, nublados etc. Su comportamiento también ha sido analizado mediante simulación informática que ha sido validada utilizando las mediciones que hemos realizado en el prototipo. Hemos utilizado la simulación para analizar el comportamiento térmico del invernadero y calcular el ahorro energético en el caso de instalarlo en distintos lugares y climas”, señala el investigador de la UPV/EHU.

“El invernadero diseñado tiene forma de triángulo rectángulo; por un lado, es fundamental orientarlo al sur porque es donde más radiación solar recibe, y por otro lado, es importante que el acristalamiento esté lo más perpendicular posible al sol. La posición e inclinación del sol varía a lo largo del año, por lo tanto, hemos obtenido cuál es el ángulo óptimo y hemos visto que el ángulo con el que se obtienen temperaturas más altas en el invernadero en la mayor parte del estado español es de 55 grados”, indica el autor principal del trabajo.

“Nuestros resultados indican que los invernaderos pueden mejorar significativamente el comportamiento energético del edificio. La eficacia de estos sistemas depende claramente del clima. Mientras que en zonas con poca necesidad de calefacción el uso del invernadero no es aconsejable, en zonas más frías el ahorro energético es sustancial, más aún si se combina el sistema de ventilación con la recuperación de calor. En la zona climática más fría de España, en la zona de Burgos, es posible alcanzar ahorros en calefacción del 58 %”, comenta Joseba Gainza-Barrencua.

“Además, — añade — existe la posibilidad de acoplar un recuperador de calor entre la expulsión del aire viciado del edificio y el aire a introducir en el invernadero. Con ello se obtiene un doble calentamiento del aire y mejora el rendimiento del sistema significativamente”.

“El personal investigador cree que este trabajo presenta una visión útil de los beneficios potenciales de los invernaderos, en particular, cuando se combinan con un sistema de ventilación. En estos casos, el aire precalentado se distribuye fácilmente por todo el edificio, lo que mejora el potencial de ahorro energético”. “Para nosotros —añade Joseba Gainza-Barrencua— ésta es una de las contribuciones más importantes del trabajo, ya que las ventajas de utilizar invernaderos con sistemas de ventilación merecen una mayor investigación. Ahora, estamos analizando el uso de estos invernaderos para otros usos o como complementos de otros sistemas”.

Referencia:

J. Gainza-Barrencua, M. Odriozola-Maritorena, Rufino Hernandez_Minguillon, I. Gomez-Arriaran (2021) Energy savings using sunspaces to preheat ventilation intake air: Experimental and simulation study Journal of Building Engineering doi: 10.1016/j.jobe.2021.102343

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

El artículo Invernaderos en las cubiertas para aumentar la eficiencia energética de los edificios se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Fotografías de Bentley, circa 1902. Fuente: Wikimedia Commons

En enero de 1885, a la edad de 19 años, Wilson Bentley se convirtió en la primera persona en fotografiar un copo de nieve. Desde adolescente había explorado estos cristales con ayuda de un microscopio que le había regalado su madre y cada año esperaba a que el invierno cubriese de estrellas de hielo la granja donde se había criado. Hasta que un buen día decidió hacer imperecedero su objeto de fascinación y acopló una cámara fotográfica a sus lentes de ampliación. Años más tarde escribiría1:

“Bajo el microscopio, descubrí que los copos de nieve eran milagros de belleza y parecía una lástima que esta belleza no pudiese ser disfrutada por otros. Cada cristal era una obra maestra de diseño y ninguno se repetía. Cuando un copo se derretía, ese diseño se perdía para siempre. Toda su belleza desaparecía sin dejar rastro».

Durante los siguientes 45 inviernos (y hasta su muerte a causa de una neumonía, en 1931), Bentley se dedicó a capturar estos diseños efímeros en placas fotográficas. Con el tiempo depuró una técnica que le permitía recoger los copos en una bandeja cubierta de terciopelo y trasladarlos a un portaobjetos con ayuda de una pluma. Todo su equipo tenía que estar preenfriado y Bentley debía contener su respiración para evitar arruinar sus miniaturas de nieve. Con infinito cuidado y algo más de paciencia, este fotógrafo autodidacta consiguió retratar más de 5000 cristales a lo largo de toda su vida. La idea popular de que “no hay dos copos de nieve iguales” tiene su origen, con toda probabilidad, en su trabajo.

¿Pero es este mito cierto? O en cualquier caso, ¿de dónde proviene su enorme diversidad?

Hasta ahora hemos contado que las moléculas del agua dan lugar a la simetría hexagonal de los copos de nieve. Sin embargo, este relato deja fuera su elaborada complejidad. La explicación completa es algo más sutil y tiene que ver con el modo en que crecen estos cristales. Aunque el empaquetamiento de las moléculas favorece la simetría en seis direcciones, los lados largos de un hexágono no son la solución más estable desde un punto de vista energético2. Al alcanzar cierto tamaño crítico, aparecen pequeñas rupturas en sus laterales que, a su vez, pueden desdoblarse, dando lugar a la ramificación característica de estos cristales. En conjunto, este proceso se conoce como crecimiento dendrítico (del griego δενδρον, dendron, árbol) y es el que da a algunos cristales un sorprendente aspecto vegetal.

Dendritas de manganeso en un plano de piedra caliza. Fuente: Wikimedia Commons

 

La cuestión es que ese delicado punto de inflexión a partir del cual un hexágono de hielo perfecto empieza a romperse, doblarse y ramificarse depende críticamente de la temperatura y, muy especialmente, de la humedad del ambiente donde crece. Cuanta más humedad, más rápido crece y se desdobla. Puesto que el copo es diminuto, estas condiciones son casi* idénticas en sus seis brazos y su simetría se conserva a medida que crece. Pero en su viaje por el cielo, guiados por los arrebatos del viento, cada copo experimenta una trayectoria diferente (un historial de humedades y condiciones diferente), que podría considerarse casi* irrepetible. Por eso todos son tan diferentes entre sí. La forma precisa de un copo de nieve es su currículum vitae, la versión cristalográfica de las arrugas y las cicatrices, que dan carácter a su rostro a medida que crece.

Pero, antes de cerrar este artículo, volvamos a los casi*.

Hace algunos años, el profesor Kenneth G. Libbrecht consiguió producir copos de nieve idénticos. Los gemelos crecieron en la universidad de Caltech, bajo el sol de California, gracias a un ambiente de laboratorio cuidadosamente orquestado. Puesto que las condiciones de crecimiento eran idénticas, sus cristales terminaron siendo indistinguibles. Pero resultaron ser únicos además en otro sentido, quizás aún más insospechado: se trataba, probablemente, de los copos de nieve más perfectamente simétricos que la humanidad había visto jamás.

A pesar de lo que pueda parecer a primera vista, los copos de nieve de la naturaleza rara vez son exactamente iguales a lo largo de sus seis brazos. La mayoría tienen imperfecciones debidas a las pequeñas diferencias del ambiente donde crecieron, o a roturas ocasionadas por su viaje. Si uno mira con atención las fotografías de Bentley, puede observar pequeñas diferencias entre los lados opuestos de cada copo. Nuestro ojo tiende a omitirlas, cegado por su amor a simetría y a los patrones que le permiten interpretar el mundo. Es probable, incluso, que este mismo filtrado se dé en un paso previo: el propio fotógrafo y aquellos que divulgan su trabajo tenderán a compartir, de manera preferente, las imágenes más simétricas.

Fuera del laboratorio, no hay dos copos de nieve iguales, ni tampoco perfectos. Pero el origen de esas irregularidades es, probablemente, lo más bonito de su diseño.

Referencias:

1Wilson Bentley, 1925. Citado por Heidorn, Keith C. “The Snowflake Man of Vermont.” The Public Domain Review, 14 de febrero de 2011, https://publicdomainreview.org/essay/the-snowflake-man-of-vermont. Consultado el 24 de mayo de 2021.

2Stewart, Ian, and Javier García Sanz. El segundo secreto de la vida, cap.1. Crítica, 1999.

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo El copo asimétrico no sale en la foto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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– Entonces di lo que piensas –prosiguió la Liebre–.

– Eso es lo que hago –dijo Alicia precipitadamente– o al menos… al menos pienso lo que digo… Viene a ser lo mismo, ¿no?

– ¿Lo mismo? ¡De ninguna manera! –dijo el Sombrerero–. ¡En tal caso, sería lo mismo decir «veo lo que como» que «como lo que veo»!

– ¡Y sería lo mismo decir –añadió la Liebre– «me gusta lo que tengo» que «tengo lo que me gusta»!

– ¡Y sería lo mismo decir –añadió el Lirón, que parecía hablar en medio de sus sueños–«respiro cuando duermo» que «duermo cuando respiro»!

– Es lo mismo en tu caso –dijo el Sombrerero.

Lewis Carroll, Alicia en el país de las maravillas, Una merienda de locos

Una merienda de locos. Ilustración de John Tenniel. Fuente: Wikimedia Commons

 

El 24 de mayo de 1865, la editorial Macmillan and Co. publicó dos mil ejemplares de Las aventuras de Alicia en el país de las maravillas, la novela nonsense escrita por Lewis Carroll (1832-1898) e ilustrada por John Tenniel (1820-1914). El extracto que abre este escrito es una de las “sorprendentes” referencias a la lógica –o a la falta de ella– muy presente en el libro.

La segunda parte de la novela –A través del espejo y lo que Alicia encontró allí–fue publicada seis años más tarde. En el extracto de debajo la Reina Blanca y la Reina Roja interrogan a Alicia intentando averiguar sus capacidades de cálculo:

La Reina Roja rompió el silencio diciéndole a la Reina Blanca: “Te invito al banquete que va a dar Alicia esta tarde.”

La Reina Blanca sonrió débilmente, y dijo: “Y yo a ti.”

– No sabía que fuera a dar un banquete –dijo Alicia–; pero si es así, creo que soy yo quien debería invitar.

– Te hemos dado la oportunidad de hacerlo –comentó la Reina Roja–; pero quizá no te han dado todavía bastantes clases de modales, ¿verdad?

– No se dan clases de modales –dijo Alicia–. Las clases son para enseñar a sumar y cosas por el estilo.

–¿Sabes la Adición? –preguntó la Reina Blanca–. ¿Cuántos hacen uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno?

– No lo sé –dijo Alicia–. He perdido la cuenta.

– No sabe la Adición –terció la Reina Roja–. ¿Sabes la Sustracción? Resta nueve de ocho.

– No se puede restar nueve de ocho –replicó Alicia con presteza–: pero,…

–Tampoco sabe la Sustracción –dijo la Reina Blanca–. ¿Sabes la División? A ver, divide un pan con un cuchillo…, ¿qué resultado te dará?

– Creo… –empezó Alicia, pero la Reina Blanca contestó por ella–: “Pan-con-mantequilla, naturalmente. Prueba a calcular otra sustracción. Quítale el hueso a un perro; ¿qué os queda?

Alicia reflexionó: “El hueso no quedaría, naturalmente, si se lo quito…, y el perro tampoco, porque echaría a correr detrás de mí para morderme…, ¡y desde luego, yo tampoco!”.

– Entonces, ¿crees que no quedaría nada? –dijo la Reina Roja.

– Creo que ése sería el resultado.

– Mal, como siempre –dijo la Reina Roja–: quedarían los estribos del perro.

– Pero no veo cómo…

– ¡Pues escucha! –gritó la Reina Roja–: el perro perdería los estribos, ¿no es así?

– Seguramente –contestó Alicia con cautela.

– ¡Así que si se fuera el perro, se quedarían los estribos! –exclamó triunfal la Reina.

Alicia dijo lo más gravemente que pudo: “Puede que se fueran en otra dirección”–. Pero no pudo por menos de pensar: ¡Cuántas tonterías estamos diciendo!

–¡No sabe ni jota de operaciones! –dijeron las Reinas a la vez, con mucho énfasis.

– ¿Sabéis vos hacer operaciones? –dijo Alicia, volviéndose de repente hacia la Reina Blanca, ya que no le gustaba que la criticasen tanto.

La Reina abrió la boca y cerró los ojos: “Sé la Adición –dijo–, si me das el tiempo… ¡pero no haré una sustracción bajo ningún concepto!”.

A través del espejo (Akal, 2003)

Parece que a la Reina Blanca le pasaba lo mismo que a la alumna de La lección de Eugène Ionesco (1909-1994); a ella también se le “atascaban” las sustracciones…

La historia de Alicia ha sido adaptada al cine y al teatro, versionada de originales maneras, anotada por Martin Gardner (1914-2010), ilustrada por numerosos artistas –muchos de ellos consagrados, como Peter Newell (1862-1924), Arthur Rackham (1867-1939) o Salvador Dalí (1904-1989)– o traducida a diferentes lenguas –incluso existe una versión escrita con un especial alfabeto inventado por el propio Carroll)–.

Entre las muchas versiones de esta novela, mi favorita es Alicia volátil (Cangrejo Pistolero Ediciones, 2010) de Sofía Rhei. En este poemario, Alice Riddell –la niña a la que Carroll dedicó su novela– es ya una mujer y Charles Lutwidge Dodgson –el nombre real de Lewis Carroll– un hombre mayor. Intercambian una serie de cartas en las que recuerdan el pasado y Dodgson desliza la última de ellas por detrás del azogue de un espejo en vez de enviarla. Provoca de este modo la fusión de Alicia-niña, Alicia-adolescente y Alicia-adulta. Todas entran en el país de las maravillas, saltando de una edad a otra y revelando sus vivencias más íntimas:

En la contraportada del libro, bajo el título de “poesía en tres dimensiones”, se incluyen las instrucciones de uso del poemario: 1: Abra el libro. Recorte y póngase las gafas. 2: Cierre uno de sus ojos. Lea un poema. 3: Cierre el ojo contrario. Vuelva a leer el mismo poema. 4: Abra los dos ojos. Lea el poema en su tercera dimensión.

Las gafas a las que se alude son unas gafas anaglifas que permiten realizar tres lecturas de cada poema, escrito en rojo y azul –solo la parte en rojo, solo la escrita en azul o el poema completo en 3D–. De las sesenta y cuatro “Alicias” que aparecen en Alicia volátil me parece especialmente inspiradora una que tiene mucho que ver con la banda de Möbius:

Alicia Moebius, en Alicia Volátil de Sofía Rhei

 

Referencias

• Lewis Carroll, Alicia (edición anotada por Martin Gardner), Ediciones Akal, 2017

• Lewis Carroll, Alice’s adventures in Wonderland (ilustrated by Peter Newell), Harper and Brothers, 1901

• Lewis Carroll, Alice’s adventures in Wonderland (ilustrated by Arthur Rackham), William Heinemann, 1907

• Capi Corrales Rodrigáñez, Las aventuras de Alicia en el País de las Maravillas, por Lewis Carroll, Mujeres con ciencia, Ciencia y más, 1 octubre 2016

• Alan Tannenbaum (ee), Alice’s Adventures in Wonderland: An edition printed in the Nyctographic Square Alphabet devised by Lewis Carroll, Lewis Carroll Society of North America, 2005

• Marta Macho Stadler, ‘Alicia volátil’, poesía en tres dimensiones, SINC, 7 septiembre 2012

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 Siempre Alicia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Fuente: Arania, S.A.

Si uno abre cualquier día un periódico económico y ojea la sección dedicada a inversiones habrá unas siglas que aparecerán con seguridad una o más veces: ESG. ESG son las siglas en inglés que corresponden a medio ambiente, impacto social y buen gobierno, y se refiere a una metodología que clasifica a las empresas en estos tres aspectos, de tal forma que un inversor de cualquier punto del planeta pueda elegir invertir en empresas que tengan el mínimo impacto medioambiental, sean igualitarias, justas y seguras para las personas que trabajan y se relacionan con ellas, y tengan establecidos y cumplan los más altos estándares de control y transparencia en su gestión.

En el mundo de empresarial de los países desarrollados se tiene claro que el futuro será ESG o no será. Muchos inversores se han convertido en activistas y, o bien promueven en aquellas empresas en las que invierten que se mejore la clasificación ESG, o directamente no invierten en empresas de ESG bajo, o ambas cosas.

Esta es una de las fuerzas impulsoras, otras serían la propia conciencia medioambiental y la reducción de costes que suponen ciclos productivos más eficientes, tras las medidas que las empresas más innovadoras están llevando a cabo para reducir su impacto sobre el entorno.

Una de las cuestiones que se plantean inmediatamente es medir. Ya sabemos que solo el que mide, sabe; el que no especula. Pero, ¿cómo medir el impacto global que tiene una actividad? No es tarea fácil, ni mucho menos. Tanto es así, que poder diseñar un sistema de medida ya es un logro científico en sí mismo. Aquí es donde entra el concepto de huella ambiental del producto.

La Huella Ambiental de Producto (HAP) de la Unión Europea es una metodología para calcular el impacto medioambiental total de los productos que salen de nuestras fábricas. Su objetivo es permitir el suministro de información fidedigna y comparable sobre los productos, promoviendo un mercado más sostenible. Los trabajos sobre la norma se remontan a 2011, momento en que se analizaron las metodologías existentes

La HAP sirve para comparar en base a varios criterios el impacto ambiental de un bien, producto industrial o servicio a lo largo de su ciclo de vida. El objetivo general es establecer líneas de actuación, para reducir su impacto ambiental teniendo en cuenta las actividades de la cadena de suministro (de la extracción de las materias primas a la gestión de los residuos finales, pasando por la producción y el uso).

Toda huella ambiental de producto se basa en unas Reglas de Categoría de Huella Ambiental de Producto (PEFCR por sus siglas en inglés): una guía técnica detallada sobre cómo realizar un estudio de este tipo en una categoría de producto concreta. Las PEFCR complementan la orientación metodológica general de la huella ambiental, proporcionando más especificaciones a nivel de producto, asegurando la reproducibilidad y coherencia de estos estudios.

La teoría está muy bien, pero cuando esto se intenta llevar a un producto tan intensivo en materiales con alto impacto en el territorio y energía como es el acero la cosa se complica y no poco. Esto es algo que sobrepasa la actuación de una sola empresa. Así, por ejemplo, es Siderex, el clúster de siderurgia del País Vasco, el que lidera HAMBEMET, un proyecto a gran escala para adecuar esa metodología ya existente para el cálculo de la HAP (y basada en la guía de la Unión Europea) a los productos hiperespecializados de empresas históricas como Arania.

Pero la HAP sola no basta. Ha de complementarse con la estimación de la huella de carbono de la actividad de la empresa en su conjunto para poder tener una idea del impacto ambiental general. Esa medición adicional se logra, por ejemplo, mediante la gestión de GdO (Garantías de Origen renovable).

¿Cómo saber el origen de la energía que se consume? Para descubrirlo se creó un convenio internacional, un acuerdo capaz de acreditar el factor ambiental en un año: las Garantías de Origen y el Etiquetado de Electricidad. Las garantías de origen renovable (GdO) son una certificación que atestigua la producción de una determinada cantidad de suministro eléctrico mediante energías renovables o de cogeneración.

Gracias a una GdO, una empresa puede proporcionar información detallada a sus clientes sobre el origen de la energía que recibe y el impacto en el entorno que supone su producción. El origen renovable se refiere a la electricidad procedente de las fuentes no fósiles: energía eólica, solar, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica, hidroeléctrica, biomasa…

Este es el tipo de cosas de las que se encargan los directivos de alto nivel de las empresas que pretendan seguir siendo competitivas en el futuro.

Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance

El artículo Actúa localmente: midiendo el impacto ambiental de la siderurgia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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