Zientzia

En la anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica, titulada El juego militar francés, presentamos y analizamos el conocido juego militar francés, que recibe también otros nombres como el juego de los soldados, la liebre y los sabuesos, o el halcón y las palomas. Este es un juego de estrategia para dos personas que pertenece a la familia de juegos en los que las fichas de uno de los jugadores tienen que bloquear a la ficha del otro jugador, mientras que este segundo jugador tiene que intentar que esto no ocurra. En ocasiones se habla de juegos de caza, entendiendo que las fichas que bloquean a la contraria la están cazando.

Tablero del juego la liebre y los sabuesos, también conocido como el juego militar francés, fabricado por la empresa RightlyMade (visto en la página de Etsy)

En esta entrada vamos a presentar más juegos de esta familia de juegos de estrategia.

Los gatos y el ratón

Este es un juego al que jugábamos en mi casa. Como en muchas otras casas, en la mía había un tablero de ajedrez, con sus figuras para jugar al ajedrez y sus fichas para jugar a las damas. Y en nuestra niñez mi padre y mi madre nos enseñaron a mi hermana y a mí a jugar al juego denominado los gatos y el ratón, que también se conoce con el nombre el perro y los gatos.

El tablero del juego es el tablero del ajedrez y las fichas son cuatro fichas o figuras iguales, por ejemplo, cuatro fichas de las damas de color oscuro (o cuatro peones negros), que representan a los gatos, y una ficha o figura clara, por ejemplo, una ficha de las damas de color claro (o un peón blanco), que representa al ratón. Obviamente se pueden cambiar los colores, cuatro fichas blancas y una negra.

En el inicio del juego se colocan las cuatro fichas negras (gatos) en las cuatro casillas oscuras de un lado del tablero del ajedrez, mientras que la ficha blanca (ratón) se coloca en una de las casillas oscuras del lado opuesto, como se muestra en la imagen.

Tablero, fichas y posición inicial del juego los gatos y el ratón

El objetivo del juego es el siguiente, para los gatos (fichas negras) acorralar, o bloquear, al ratón (ficha blanca) de forma que no se pueda mover a otra casilla, mientras que para este, librarse de los gatos y llegar al lado opuesto, en el que estaban inicialmente los gatos. Vayamos con las reglas del juego:

1. Los dos jugadores mueven por turnos. En cada turno el jugador con las fichas negras (gatos) moverá una de sus fichas, mientras que el jugador con la ficha blanca (ratón) moverá su única ficha. Y comienza la partida el ratón.

2. Las fichas se mueven en diagonal a otra casilla oscura adyacente que esté libre, pero mientras que el ratón puede avanzar y retroceder (luego en cada turno tiene cuatro casillas a las que moverse, siempre que estén libres), los gatos solamente pueden avanzar (luego en cada turno cada gato solo tiene dos casillas a las que moverse, siempre que estén libres).

3. Ganan los gatos si consiguen rodear al ratón, es decir, bloquearle para que no pueda mover, mientras que gana el ratón si sobrepasa a los gatos y puede llegar hasta el lado opuesto al lado en el que empezó.

Los jugadores pueden intercambiar sus roles (fichas) en sucesivas partidas, jugando unas veces como los gatos y otras como el ratón.

Es un juego muy interesante, entretenido y corto, cada partida no dura mucho tiempo, motivo por el cual puede atraer a muchas personas, en particular, a muchos jóvenes, a quienes les gusten los juegos rápidos. No lo dudéis, es una buena opción para pasar el rato. E incluso si no tenéis un tablero de ajedrez se puede realizar un tablero rápidamente (en papel o cartulina) y las fichas pueden ser muchas cosas (piedras, botones, monedas, etc).

El zorro y las gallinas

Este juego de estrategia, que se conoce con varios nombres similares como el zorro y las ocas o el lobo y las ovejas, consta de un tablero formado por treinta y tres casillas unidas por líneas rectas como aparece en la siguiente imagen (son cinco copias del tablero del tres en raya pegadas formando una cruz) y catorce fichas, trece de un color (por ejemplo, blancas) y una de otro color (por ejemplo, azul oscuro o negro).

Tablero, fichas y posición inicial del juego el zorro y las gallinas

El objetivo del juego es el siguiente, para el zorro (la ficha azul oscuro) cazar a las gallinas (las fichas blancas) y para estas bloquear al zorro, siguiendo las siguientes reglas.

1. Uno de los jugadores juega con las fichas blancas, que representan a las gallinas, y el otro con la ficha oscura, que representa al zorro, y mueven por turnos, una ficha blanca el primer jugador y la ficha oscura el segundo, empezando a mover el jugador con la ficha oscura.

2. La ficha oscura puede moverse a una casilla vacía adyacente siguiendo las líneas del tablero en cualquier dirección, horizontal (a derecha o izquierda), vertical (hacia delante o hacia atrás) o diagonal, mientras que las fichas blancas pueden mover a una casilla vacía adyacente siguiendo las líneas horizontales o verticales, pero no por las líneas diagonales.

3. La ficha oscura (zorro) captura una ficha blanca (gallina) saltando por encima de ella, en horizontal, vertical o diagonal, a una casilla vacía y esa ficha se retira del tablero. Por ejemplo, en la siguiente imagen el zorro, la ficha oscura, saltaría sobre la ficha blanca de la casilla del centro del tablero, que se retiraría del mismo.

Además, en una misma jugada, en un mismo movimiento, el zorro puede cazar varias gallinas de forma encadenada.

Por ejemplo, en la anterior imagen la ficha oscura saltaría, de forma encadenada, sobre tres fichas blancas, que se eliminarían, quedando la siguiente situación.

4. Las gallinas (fichas blancas) no pueden comerse al zorro (ficha oscura) pero pueden bloquearlo, sin dejar que pueda moverse a una casilla adyacente (como en la imagen siguiente). Si esto pasa ganan las gallinas. Mientras que ganará el zorro si consigue cazar 10 gallinas.

Existe una versión del juego con 17 gallinas, cuya posición inicial es la que aparece en la siguiente imagen, con la diferencia de que gana el zorro si se come a 12 gallinas.

Asalto

Existe otro juego que tiene el mismo tablero que el juego anterior, pero las nueve casillas de uno de los laterales forman la fortaleza (la zona más clara en la siguiente imagen). En dos casillas cualesquiera de la fortaleza están las dos fichas oscuras, los oficiales, cuyo objetivo es defender la fortaleza, mientras que hay 24 fichas blancas, los soldados, colocadas en las 24 casillas que están fuera de la fortaleza Y cuyo objetivo es asaltarla.

Tablero y fichas del juego asalto, colocadas en su posición inicial, aunque las dos fichas oscuras, los oficiales, pueden empezar en cualesquiera dos casillas de la fortaleza

 

Las reglas del juego son las siguientes:

1. Cada jugador mueve de forma alternativa una de sus piezas, empezando el jugador que mueve las fichas blancas (los soldados que deben asaltar la fortaleza).

2. Los oficiales (fichas negras) pueden moverse a una casilla adyacente contigua, moviéndose a lo largo de una línea vertical, horizontal o diagonal, lo mismo que los soldados (fichas blancas), aunque estos no pueden retroceder, solo avanzar hacia delante o moverse lateralmente.

3. Un oficial (ficha negra) captura a un soldado (ficha blanca) si la ficha negra salta por encima de la ficha blanca, en horizontal, vertical o diagonal, a una casilla vacía. El soldado capturado se retira del tablero. Además, un oficial puede capturar varios soldados de forman encadenada. Por último, los oficiales están obligados a capturar soldados siempre que sea posible.

Por otra parte, los soldados no pueden capturar a los oficiales.

4. Los soldados (fichas blancas) ganan el juego si consiguen ocupar toda la fortaleza, es decir, nueve soldados estarán colocados en las nueve casillas de la fortaleza, mientras que los oficiales (fichas negras) ganan si han capturado a 16 soldados, es decir, solo quedan 8 soldados sin capturar.

Tablero y fichas del juego asalto, colocadas en su posición inicial

Bibliografía

1.- Édouard Lucas, Recreaciones Matemáticas, vol. 1 – 4, Nivola, 2007, 2008.

2.- Luis Ferrero, El juego y la matemática, editorial La Muralla, 2001.

3.- Juan Diego Sánchez Torres, Juegos de tablero, para el aula y otros lugares, editorial CCS, 2008.

4.- Cyningstan Traditional board games

 

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 Algunos juegos de estrategia para dos personas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez

Etxean bakarrik, musika topera jarri eta korridorean dantzan ibili, alde batera eta bestera; a zer iskanbila. Pentsatzen jarriz gero, ikusteko modukoa izan behar du, bai horixe, baina ziur gutako batek baino gehiagok egin duela halakorik noizbait. Eta zer nolako barru hustea sentitzen den amaitzean, eta zer nolako plazera askatasunez dantza egitean.

Gauza bitxia da, baina gorputza musikaren doinuarekin mugitzean gustura sentitzen gara; abesti batzuek, inkontzienteki, dantza egiteko gogoa ere sortzen dute, eta batzuetan, oso umoretsu gaudenean, gorputzak berak eskatzen digu dantza, sentitzen duen poza erakusteko bezala. Oro har, dantza alaitasunarekin eta festarekin lotzen da, baina zergatik egiten dugu dantza? Eta are gehiago, zergatik gustatzen zaigu dantza egitea?

1. irudia: zenbait ebidentziak adierazten dute mugimendua, ahalegina eta musikarekiko sinkronizazioa barne hartzen dituen dantza talde-batasunaren jarduera eraginkorra izan daitekeela.  (Argazkia: No-longer-here – erabilera libreko irudia. Iturria: pixabay.com)

Dantza giza jarduera oso hedatua da, bai denboran bai espazioan; historia luzea du munduan zeharreko kultura askotan, eta hamaika mota eta estilotakoak sortu dira historia luze horretan zehar. Musikarekin sinkronizatutako mugimendu multzoek osatzen dute dantza, eta egoera anitzetan erabili izan da, hala nola zirrarak askatzeko, festarako, erritual erlijiosoak, magikoak edota artistikoak ospatzeko eta abar.

Antropologiak ikertu ditu dantzaren sorrera eta historia, eta zientzia horren ikuspuntutik, jarduera horrek hainbeste urte iraun izanak iradokitzen du onuraren bat egingo ziola gizakiari historian zehar, hau da, dantzak oinarri ebolutiboa duela pentsatzen da. Antropologoek hiru eginkizun positibo egotzi dizkiote dantzari. Alde batetik, pentsatzen da pertsonen arteko harremanak estutzeko ahalmena duela dantzak, dantzan ari direnen arteko konfiantza handitzen duelako. Bestalde, zenbait kulturatan adiskidetasuna erakusteko ere erabiltzen zela uste da, eta azkenik, etsaiak beldurtzeko ere baliatzen zuten dantza beste zenbait kulturatan.

Dantzak, beraz, modu batean edo bestean, lotura sozialak sortu eta indartzeko balioko luke. Baina nolatan du dantzak gaitasun hori? Bada, ikuspuntu zientifikotik, pertsonen arteko lotura sentsazio hori dantzak intrintseko dituen bi ezaugarrirengatik ager daiteke: batetik, pertsonen arteko sinkronizazioaren ondorioz, eta bestetik, ariketa fisikoa egitearen ondorioz; baita bi prozesuen bateratzearekin ere. Ondorioz, esan genezake lotura sozialak sendotzen laguntzen duela beste norbaitekin mugimendu sinkronizatuak gauzatzeak ariketa fisikoa egiten dugun bitartean.

Hau guztia jakinik, Oxford Unibertsitateko Bronwyn Jarr ikertzaileak sakonago ikertu nahi izan zuen dantzaren efektu hau, lotura sozial horien indartzea eskala txikiagoan ulertzeko. Jarrek hipotesi bat zuen prozesu horren inguruan: lotura sozialak endorfinen jariapenarekin erlazionaturik daude hainbat ugaztunetan, eta bere ustetan, dantzak, nolabait, endorfinen askapena eragin zezakeen. Endorfinak gure garunak askatzen dituen sustantzia batzuk dira, eta plazer eta ongizate sentsazioa sortzen dute. Mina sentitzearekin ere estuki lotuta daude endorfinak.

2. irudia: dantza giza jarduera unibertsala da, musikarako mugimendu sinkronizatua dakarrena. (Argazkia: Mircea – All in collections – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Bere hipotesia frogatzeko, Jarrek esperimentu bat egin zuen Brasilgo Marajó uharteko gazteekin. Zenbait institututako 264 ikasle batu zituen, eta dantza egiteko eskatu zien denbora batez. Bitartean, Jarrek eta bere lankideek partaide bakoitzaren min atalasea neurtu nahi izan zuten, endorfinen eragina hautemateko zeharkako neurketa gisa. Horretarako, parte hartzaile bakoitzak odol presioa neurtzeko besokoa zeraman esperimentuan zehar, eta abisatu egin behar zuten besokoak egiten zien presioa mingarria bihurtzen zenean.

Bestalde, sinkronizazioak eta ariketa fisikoak, bakoitzak bere aldetik, endorfinen mailan zuten eragina ikusteko, taldekatu egin zituzten ikasleak hiruko multzoetan eta aurrez ikasitako lau mugimenduetatik bat esleitu zitzaion hirukote bakoitzari. Lau mugimendu horietako bakoitzak sinkronizazio eta ariketa fisiko maila bat irudikatzen zuen: (1) sinkronizazio eta ariketa fisiko altua, (2) sinkronizazio partziala eta ariketa fisiko baxua, (3) sinkronizazio eta ariketa fisiko baxua eta (4) sinkronizazio partziala eta ariketa fisiko altua. Sinkronizazio altua irudikatzen zuten kategorietan hiru kideek mugimendu berdinak egiten zituzten, eta partzialean, berriz, desberdinak. Ariketa fisikoaren mailari zegokionez, maila altua irudikatzen zuten mugimenduak gorputz osoko mugimenduak ziren, eta baxukoak eskuekin bakarrik egiten zituzten. Taldekatze honen bitartez, bi aldagaietako bakoitzak independenteki zuen eragina kalkulatu ahal izango zuten hirukoteen arteko datuak alderatuz.

Baina Jarrek beste aldagai oso garrantzitsu bat ere izan zuen kontuan, esperimentuko emaitzak ongi interpretatu ahal izateko: hirukotea osatzen zuten pertsonek aurrez zuten harremana, hain zuzen. Izan ere, hirukoteak ausaz sortu zirenez, aurretiaz ezagutu ahal ziren edo ez, eta hori zainpean edukitzeko, partaideek aurretiaz zuten harremana definitu behar izan zuten galdetegi baten bidez. Horrela, aurretiazko harremanen indize bat sortu zuten.

Esperimentuaren emaitzek arrazoia eman zioten Jarri. Bai sinkronizazioak eta baita ariketa fisikoak ere, modu independentean, minaren atalasea igotzen zutela frogatu zuen. Horrek, ondotik, adierazi zuen sinkronizazioak eta ariketa fisikoak endorfinen maila igotzen zutela, eta lehenak efektu nabariagoa zuela. Gainera, esperimentuan zehar eta ostean eginiko galdetegiaren bitartez ere ikusi zen kideak “estuago loturik” sentitzen zirela dantza egin ostean. Hemen dugu, beraz, dantzak gizarte askotan izan duen garrantziaren arrazoia, eta dantza atsegin izatearen azalpena.

Erreferentzia bibliografikoa:

Tarr, B., Launay, J., Cohen, E., Dunbar, R. (2015). Synchrony and exertion during dance independently raise pain threshold and encourage social bonding. Biology Letters, 11, 20150767. DOI: http://dx.doi.org/10.1098/rsbl.2015.0767

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin du eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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Por primera vez, los investigadores han descrito cómo un receptor olfativo humano captura una molécula de olor en el aire, el hecho químico fundamental que activa nuestro sentido del olfato.

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

Los investigadores identificaron recientemente cómo un tipo de proteína receptora olfativa (en el centro) en la nariz humana detecta moléculas de propionato en el aire, un componente del olor del queso suizo. Imagen: Cristina Armitage/Quanta Magazine. Fuentes: NIH/NIDCD; ArtBalitskiy/iStock; Alhontess/iStock

Ya evoque rosas o vainilla, cigarrillos o gasolina, cada aroma comienza con moléculas de olor que flotan libremente y se adhieren a los receptores de la nariz. Una multitud de uniones de este tipo produce la percepción de los olores que amamos, odiamos o toleramos. De ahí que los investigadores quieran saber al detalle cómo los sensores del olor detectan y responden a las moléculas de olor. Sin embargo, los receptores del olfato humanos se han resistido a los intentos de comprender cómo funcionan en detalle, hasta ahora.

En un artículo reciente publicado en Nature, un equipo de investigadores ha descrito la escurridiza estructura tridimensional de uno de estos receptores en el acto de agarrar su presa, un compuesto que contribuye al aroma del queso suizo y al olor corporal.

“La gente ha estado desconcertada por la estructura real de los receptores olfativos durante décadas”, comenta Michael Schmuker, quien usa informática química para estudiar el olfato en la Universidad de Hertfordshire en Inglaterra. Schmuker no ha participado en el estudio, que describe como «un verdadero avance».

Él y otros que estudian nuestro sentido del olfato dicen que la estructura publicada representa un paso hacia una mejor comprensión de cómo la nariz y el cerebro extraen conjuntamente de los compuestos químicos en el aire las sensaciones que advierten de comida podrida, evocan recuerdos de la infancia, nos ayudan a encontrar pareja y sirven para otras funciones cruciales

La complejidad de la química que detecta la nariz ha hecho que el olfato sea particularmente difícil de explicar. Los investigadores creen que la nariz humana posee alrededor de 400 tipos de receptores olfativos, que tienen la tarea de detectar una cantidad mucho mayor de «volátiles» odoríferos, moléculas que se vaporizan fácilmente, desde los tres átomos del sulfuro de hidrógeno con olor a huevo podrido, hasta la mucho más grande muscone con olor a almizcle. (Una estimación reciente sitúa el número de posibles compuestos con olor en 40 mil millones o más).

“En mi opinión, una de las cosas más sorprendentes del olfato es nuestra capacidad para detectar y discriminar una gama tan amplia de volátiles”, afirma Hiroaki Matsunami, investigador del olfato en la Universidad de Duke y uno de los autores del nuevo estudio.

Pillado in fraganti

Situados en la superficie de las neuronas de la nariz, los receptores olfativos cambian de forma cuando enganchan moléculas de olor. Esta reconfiguración hace que las neuronas envíen señales a las partes del cerebro que procesan los olores. Los investigadores han buscado durante mucho tiempo ver en detalle cómo se desarrolla la interacción entre el receptor y la molécula de olor.

Un estudio publicado en 2021 les dio una idea de ese proceso en los insectos: un grupo de la Universidad Rockefeller determinó la estructura de un receptor olfativo del pececillo de cobre, así como la base de la capacidad del receptor para reconocer moléculas con química divergente. Sin embargo, ese descubrimiento no les dijo mucho a los investigadores sobre el olfato humano porque los receptores olfativos de los insectos funcionan de manera fundamentalmente diferente a la nuestra.

Los receptores olfativos humanos pertenecen a una enorme familia de proteínas conocidas como receptores acoplados a proteína G (GPCR, por sus siglas en inglés). Situadas dentro de las membranas celulares, estas proteínas contribuyen a una amplia gama de procesos fisiológicos al detectar todo tipo de estímulos, desde la luz hasta las hormonas.

Durante las últimas dos décadas los investigadores han determinado estructuras detalladas para un número cada vez mayor de GPCRs, pero no para los receptores olfativos. Para obtener suficientes receptores para estos estudios, los investigadores deben producirlos en células cultivadas. Sin embargo, los receptores olfativos generalmente se niegan a madurar adecuadamente cuando crecen fuera de las neuronas olfativas, su hábitat natural.

Para superar este problema, Matsunami y Claire de March, que era investigadora asociada en el laboratorio de Matsunami, comenzaron a explorar la posibilidad de alterar genéticamente los receptores olfativos para hacerlos más estables y más fáciles de desarrollar en otras células. Unieron fuerzas con Aashish Manglik, bioquímico de la Universidad de California en San Francisco, y Christian Billesbølle, científico principal en el laboratorio de Manglik.

Aunque este esfuerzo estaba progresando, el equipo decidió darle una oportunidad más a la extracción de un receptor natural. «Probablemente fallará como todos los demás», recuerda haber pensado Manglik. “[Pero] debíamos intentarlo de todos modos”.

Mejoraron sus probabilidades eligiendo un receptor de olor, el OR51E2, que también se encuentra fuera de la nariz: en el intestino, el riñón, la próstata y otros órganos. A través de los meticulosos esfuerzos de Billesbølle, lograron obtener suficiente OR51E2 para estudiarlo. Luego expusieron el receptor a una molécula de olor que sabían que detectaba: el propionato, un ácido graso corto producido durante la fermentación.

Para generar imágenes detalladas del receptor y el propionato unidos, la interacción que desencadena el disparo de una neurona sensorial, utilizaron criomicroscopía electrónica, una técnica de imagen avanzada que captura instantáneas de proteínas que se han congelado rápidamente.

El equipo encontró que dentro de la estructura de las moléculas unidas el OR51E2 había atrapado al propionato dentro de un pequeño bolsillo. Cuando agrandaron el bolsillo, el receptor perdió gran parte de su sensibilidad al propionato y a otra molécula pequeña que normalmente lo activa. El receptor modificado prefirió moléculas de olor más grandes, lo que confirmó que el tamaño y la química del bolsillo de unión sintoniza el receptor para detectar solo un conjunto limitado de moléculas.

El análisis estructural también descubrió un pequeño lazo flexible sobre el receptor, que se bloquea como una tapa sobre el bolsillo una vez que una molécula de olor se acopla dentro de él. El descubrimiento sugiere que este lazo altamente variable puede contribuir a nuestra capacidad para detectar una química diversa, según Manglik.

La lógica subyacente tras el olor

El OR51E2 aún puede tener otros secretos que compartir. Aunque el estudio se ha centrado en el bolsillo que alberga al propionato, el receptor podría poseer otros sitios de unión para otros olores o para señales químicas que podría encontrarse en los tejidos fuera de la nariz, afirman los investigadores.

Además, las imágenes de microscopía muestran solo una estructura estática, pero estos receptores son de hecho dinámicos, explica Nagarajan Vaidehi, químico computacional del Instituto de Investigación Beckman de City of Hope, que también ha colaborado en el estudio. Su grupo usó simulaciones por ordenador para visualizar cómo OR51E2 se mueve probablemente cuando no está congelado.

Para de March, quien se mudó al Centro Nacional de Investigación Científica (CNRS, por sus siglas en francés) de Francia, el mapa de OR51E2 convirtió años de especulación en realidad. Comentó que ha estado estudiando modelos teóricos de receptores de olores a lo largo de su carrera: los nuevos hallazgos han sido «la primera vez que he tenido las respuestas a todo lo que me preguntaba cuando estaba trabajando en estos modelos teóricos», afirmó.

Otros receptores olfativos humanos, especialmente aquellos estrechamente relacionados con OR51E2, probablemente funcionen de manera similar, apunta Matsunami. Él y otros investigadores ven la identificación de la estructura funcional como un paso hacia la comprensión de la lógica subyacente que guía el funcionamiento de nuestro sentido del olfato.

Pero tienen un largo camino por recorrer. Los científicos tienen, en el mejor de los casos, una ligera idea de qué moléculas activan solo alrededor de una cuarta parte de los receptores olfativos humanos.

Aún así, con más estructuras como la de OR51E2, podría ser posible abrir la caja negra biológica del olfato, afirma Joel Mainland, un neurocientífico olfativo del Monell Chemical Senses Center que no ha participado en la nueva investigación. Con más información sobre cómo funciona la codificación neuronal para el olfato, «la esperanza es que ahora podamos hacer modelos fiables sobre qué olores se unirán a determinados receptores», apunta.

Sin embargo, la pregunta de cómo los receptores responden selectivamente a los compuestos químicos en el aire es solo una pieza del rompecabezas mayor del olfato. Para comprender completamente este sentido, los investigadores también deben descubrir cómo el cerebro traduce la información entrante sobre la actividad de un receptor a una percepción, afirma Matt Wachowiak, neurocientífico olfativo de la Universidad de Utah que no ha participado en el estudio.

En el mundo real, casi todo lo que olemos contiene una mezcla de muchas sustancias químicas, en concentraciones variables. “De alguna manera reconocemos ese patrón, generalmente muy rápido y en diferentes situaciones”, explica. “El verdadero desafío es averiguar: ¿Cómo hace eso el cerebro?”

 

El artículo original, How a Human Smell Receptor Works Is Finally Revealed, se publicó el 1 de mayo de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Cómo funciona un receptor olfativo humano, por fin se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Ikerketaren munduan luze eta zabal erabiltzen den euli espezie baten larbaren garunaren mapa osoa egin du ikertzaile talde batek, hamabi urtez luzatu den azterketa batean.

Aspaldiko ametsa da garun baten barruan gertatzen diren prozesu guztiak ondo ezagutzea. Besteak beste, medikuntzaren alorrean sortzen diren aukerak imajinaezinak dira. Alabaina, momentuz imajinaezina da ere gizakiaren garunaren mapa zehatza osatzea.

Ikertzaile talde batek mahai gainean jarri duen ikerketa batek erronkaren tamainaren neurria eman dezake. Batetik, intsektu larba baten garunaren mapa osoa egitea lortu dute. Txanponaren beste aldean, baina, giza garunaren tamaina dago. Eta, momentuz, bi zifra horiek elkarrengandik oso urrun geratzen dira.

1. irudia: euli labaren garunean dauden 3.016 neurona eta elkarren arteko 548.000 lotura zehaztu dituzte ikerketan. (Irudia: Winding et al.)

Orain aurkeztu dituzten zifrak ez dira edonolakoak: Science aldizkarian argitaratu dutena garun baten loturei buruz orain arte egin den maparik osatuena dela esan daiteke. Drosophila melanogaster edo frutaren euli larba baten garunean dauden 3.016 neurona eta beren arteko 548.000 loturak zehaztu ditu ikertzaile talde batek, hamabi urtez luzatu den lan batean.

Lehen itxura batean, asko dira neurona horiek, baina ugaztunetara pasatzeak suposatzen du hainbat magnitude ordenatan igotzea. Kasurako, sagu baten garuna euliarena halako milioi bat da. Gizaki heldu baten garuna, berriz, 86.000 milioi neuronez osatuta dago, sarrien aipatzen den zifrari helduta.

Frutaren eulia aukeratzeko erabakia badu azalpen bat, noski. Genetikaren alorrean modelo organismoa da. Bizitza ziklo laburra duenez, eta azkar ugaltzen denez, espeziak aukera ematen du hainbat belaunaldi nahiko modu azkarrean aztertzeko. Horrez gain, neurozientziaren alorrean ere ikertzen da euli espeziea, bereziki ikasketa prozesuak eta erabakiak nola hartzen diren aztertzerakoan.

Aintzat hartu behar da, ordea, aztertutako garuna ez dela izan ale heldu batena, sinpleagoa den larba batena baizik. Hala izanik ere, prozesua ez da erraza izan, inondik inora. Prentsa ohar batean azaldu dutenez, hamabi urtez aritu dira lanean mapa hau lortzeko. Gutxi gorabehera, neurona bakoitzeko egun bat bideratu behar izan dute zientzialariek. Eta, hein handi batean, artisau lana ere izan da. Bereizmen handiko irudiak hartu eta banan banan aztertu dituzte neuronak, horietako bakoitza identifikatzeko. Modu berean, beren lotura sinaptikoak ere zehaztu dituzte. Lanean, mikroskopia elektronikoa erabili dute, sinapsi mailako bereizmenaz.

Irudi horien bitartez, zientzialariak ahalegindu dira partekatutako konektibitate loturak —konektoma deritzana— dituzten neurona taldeak aurkitzen. Ondoren, informazioa garunean zehar nola zabaltzen den argitzen saiatu dira. Azkenik, neurona eta konexio guztiak erregistratu dituzte, eta garunean bete dezakeen rolaren arabera sailkatu dituzte elementu horiek guztiak.

2. irudia: euli larbaren konektoma laburbiltzen duen eskema orokorra. Neuronak puntuka agertzen dira, eta lerroek loturak adierazten dituzte. Inguruan, neuronen morfologiak. (Irudia: Winding et al.)

Garunaren mapa osatzeaz harago, hainbat irakaspen lortu dituzte. Sare horren barruan informazioa nola mugitzen den modelatu dute. Adibidez, ikusi dute zirkuitu aktiboenak irakaste prozesuan parte hartzen duten neuronen artean sortzen direla.

“Nor garen eta nola pentsatzen dugun jakin nahi badugu, pentsamenduaren mekanismoa ulertu behar dugu. Eta, zeregin horretan, funtsezkoa da ulertzea neuronak nola konektatzen diren elkar”, nabarmendu du Joshua Vogelstein ingeniari biomedikoak.

Besteak beste, konektomaren ezagutzaren bitartez, neuroendekapenezko gaitzei aurre egiteko tresna berriak landu nahi dira. Izan ere, egoera osasuntsu batean dagoen garunean izaten diren lotura sinaptikoak ezagututa, errazagoa izango da alzheimerra edo parkinsona bezalako gaixotasunetan gertatzen dena ulertzea.

Egileek gogora ekarri dute beste hainbat ikerketa talde euli heldu baten garunaren mapa osatzeko lanean ari direla une honetan, eta, behin hori osatuta, horrek aukera emango duela larba etapa honetako eta helduaroan dauden eulien garunak alderatzeko.

Giza garunari buruzko ikerketak errazteaz gain, adimen artifizialean erabili ohi den ikasketa automatikoa garatzeko baliogarria izango delako esperantza agertu dute ikertzaileek. Diotenez, ikasketa automatikoan erabiltzen diren arkitekturen antzekoak dira eulien garunean aurkitu dituzten zirkuituen ezaugarriak. Beraz, argudiatu dute adimen artifizialean erabiltzen diren teknikak hobetzeko ere erabilgarria izan daitekeela mapa honen bitartez ikasitakoa.

Etorkizun hurbil batean giza garuna modu horretan aztertzeko moduan egongo ez garela iritzi diote egileek, eta “agian inoiz ez” dela lortuko aitortu dute. Hasieran aipatu bezala, ikerketa metodologia hau ez da, inondik inora, nahikoa izango ugaztun baten garuna osotasunean marrazteko. Erabilitako sistemak eskatzen du garuna ehunka edo milaka xafletan moztea, mikroskopio elektroniko bidez irudiak hartzea eta, gero, neurona bakoitza aztertzea. Ikusteko dago adimen artifizialeko metodologia bat txertatzeak ireki ditzakeen ateak, beste zenbait lanetan ondotxo ikusi baita irudi medikoak aztertzeko ahaleginetan oso erabilgarriak izan direla sare neuronalak.

Erreferentzia bibliografikoa:

Winding, Michael; Pedigo, Benjamin D.; Barnes, Christopher L.; Patsolic, Heather G.; Park, Youngser; Kazimiers, Tom; Fushiki, Akira; Andrade, Ingrid V.; Khandelwal, Avinash; Valdes-Aleman, Javier; Li, Feng; Randel, Nadine; Barsotti, Elizabeth; Correia, Ana; Fetter, Richard D.; Hartenstein, Volker; Priebe, Carey E.; Vogelstein, Joshua T.; Cardona, Albert; Zlatic, Marta (2023). The connectome of an insect brain. Science, 379, 6636. DOI:10.1126/science.add9330

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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El gran número de asteroides que existen en nuestro Sistema Solar convierte a este grupo de cuerpos también en uno de los más diversos y, por su tamaño y lejanía, a veces de los más difíciles de observar y poder estudiar, salvo cuando se acercan a nuestro planeta o tenemos la suerte de poder enviar una sonda hasta ellos. Uno de estos asteroides es el 3200 Faetón. Este pequeño cuerpo de apenas seis kilómetros de diámetro y descubierto en diciembre de 1983 – fue el primer asteroide descubierto por un telescopio espacial – lleva décadas sorprendiendo a los científicos porque, a pesar de ser un asteroide, cuando se acerca al Sol desarrolla una cola similar a la de los cometas. Por este hecho, Faetón se encuentra dentro de una categoría de objetos relativamente nuevos, la de asteroides activos, que viene representada por cuerpos con órbitas similares a la de los asteroides, pero que en algún momento de su órbita alrededor del Sol desarrollan una cola cometaria.

Imágenes de Faetón tomadas por el radiotelescopio de Arecibo el 17 de diciembre de 2017. Imágenes cortesía de Arecibo Observatory/NASA/NSF.

Eso sí, dentro de esta categoría también hay otros objetos que han desarrollado una cola por otros motivos, aunque no de manera recurrente, como aquellos que han sufrido un impacto y como consecuencia parte de su materia sale despedida, por una rotación muy rápida -y que permite a las partículas escapar de la gravedad del asteroide- o incluso por el impacto de una sonda contra su superficie, como ocurrió con la misión DART en 2022.

Faetón es a su vez el responsable de la lluvia de meteoros de las Gemínidas, que tiene lugar cada año a mediados del mes de diciembre, como consecuencia de las partículas de polvo que va dejando atrás y que entran en nuestra atmósfera al cruzarnos con ellas, algo que de manera habitual está provocado por la actividad de los cometas más que por la de los asteroides.

Entonces, ¿Qué ocurre para que Faetón desarrolle una cola?. Un nuevo estudio sugiere que no estamos viendo una cola como la de los cometas, formada cuando el hielo que los compone empieza a sublimarse y a transformarse en gas, arrancando a su vez partículas de roca y polvo que va dejando por el camino, sino algo más exótico.

Faetón observado a través de distintos observatorios y filtros. En la imagen superior izquierda, visto con el filtro que permite detectar el sodio. En la imagen superior derecha, con el filtro que permite detectar la presencia de polvo y donde no se observa ni el asteroide. Ambas imágenes están tomadas con el observatorio SOHO. Cortesía de Zhang et al. (2023).

La cola que observamos estaría formada principalmente por sodio en estado gaseoso, generado por las altas temperaturas que alcanza su superficie durante el máximo acercamiento al Sol -del que llega a estar a tan solo 20 kilómetros- y que son suficientes para vaporizar el sodio que pueda estar formando parte de los minerales y otros compuestos.

¿Cómo se ha llegado a este descubrimiento? Desde la Tierra tenemos un problema importante a la hora de observar la cola Faetón, ya que se desarrolla cuando está muy cerca, haciendo imposible la observación desde los telescopios astronómicos convencionales, pero si se puede hacer a través de observatorios solares.

Dos de estos observatorios solares, el SOHO y el STEREO han podido estudiar con detalle los últimos acercamientos de Faetón al Sol, pero aprovechando la capacidad de estos para poder estudiar el asteroide con distintos filtros, que permiten discriminar si la cola está en realidad formada por polvo o por otros elementos.

En las imágenes del SOHO, a través del filtro que es capaz de observar el sodio, el asteroide aparecía brillante, mientras que la misma observación, pero repetida con el filtro que es capaz de detectar el polvo, no mostraba la presencia de este, confirmando que la cola en realidad está compuesta por el sodio en estado gaseoso.

Un cometa heliorasante observado desde el observatorio SOHO en el año 2011. Imagen cortesía de NASA/ESA/SOHO.

Esto, que nos puede parecer una respuesta, en realidad abre la puerta a dos nuevos interrogantes: El primero es que, si la cola en realidad está formada por vapor de sodio, ¿de dónde salen las partículas que provocan la lluvia de las Gemínidas? ¿Pudo ser a consecuencia de un impacto contra Faetón o por una ruptura debida a su velocidad de rotación hace unos pocos miles de años?.

Y en segundo lugar, gracias a los observatorios solares, se ha descubierto un importante número de cuerpos -los heliorasantes- que al acercarse al Sol desarrollan una cola… ¿son en realidad cometas o estamos también ante asteroides con un comportamiento similar?.

Referencia:

Qicheng Zhang et al (2023) Sodium brightening of (3200) phaethon near perihelion  The Planetary Science Journal. doi: 10.3847/PSJ/acc866.

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

El artículo La extraña cola de Faetón se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Harri-jausiak oso fenomeno ohikoak dira euskal itsaslabarretan, bai eta benetako arriskua ere labar horien azpiko hondartzetara joaten den jendearentzat. UPV/EHUko Prozesu Hidrikoen eta Ingurumenekoen ikertaldeak egindako azterlan batean, Bizkaiko Barinatxe hondartzan berezkoak diren dunen hesi-efektua aztertu da. Emaitzek erakutsi dute dunek erabateko babesa ematen dutela eta, gainera, balio ekologikoa eransten diotela kostaldeko ekosistemari.

Hondartzak jende ugari ibiltzen den aisialdirako guneak direnez, lehentasunezkoa da itsaslabarren azpiko hareatzetan dagoen jendea babestea, harriak erori ohi baitira bertara. Harriei eusteko, dikeak, sareak eta hesiak eraiki izan dira tradizionalki, baina haiek eraikitzea eta mantentzea garestia da, eta, gainera, inpaktu bisual eta ingurumen-inpaktu handia eragiten dute eremuan. UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Prozesu Hidrikoen eta Ingurumenekoen ​​​​ikertaldeko (HGI) ikertzaile Jon Ander Clementek azaldu duenez, “babes-neurri horiek ahal den neurrian naturalizatzea da gure ikertaldearen xedea”. Gainera, balio ekologiko eta/edo geomorfologiko handiko eremu babestuetan, hala nola euskal kostaldeko Geoparkean, ezin da mota horretako esku-hartze tradizionalik egin.

(Argazkia: Janfri – CC-BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia)

Droneak edo laser eskanerra erabiliz, eremu horien 3Dko ereduak sortu dira; horrela, ikertaldeak azterketa-eremuetara erortzen diren harrien ibilbideen, tamainaren, aitzinamenduaren eta beste zenbait parametroren jarraipena eta monitorizazioa egiten du. Horri esker, “hondartzek inguruko itsaslabarretatik erortzen diren harriekiko duten zaurgarritasuna ebalua daiteke, eta naturarekin bateragarriagoak diren neurriak eta jarduketak proposa daitezke hondartzak babesteko eta, aldi berean, ingurune naturala errespetatzeko”, zehaztu du ikertzaileak.

Bizkaiko Barinatxe hondartzaren kasuan (Sopela eta Getxo artean dago), azterlanetik ondorioztatu zuten ezen itsaslabarraren oinean dagoen berezko duna-sistemak babesten duela hondartza harri-jausietatik. Horrela azaldu du Clementek: “Beren ezaugarriak direla eta, duna horiek areka natural bat eratzen dute, eta hark, hesi-lana eginez, harriak atxikitzen ditu. Gure 3Dko ereduak erakusten digunez, hesi natural hori narriatu eta desagertuko balitz, harriak jendea joaten den hondartzaraino iritsiko lirateke, eta arrisku-egoera handia sortuko litzateke. Une honetan, duna-sistemak % 100eko babesa ematen du. Horrez gain, ingurune hori biodibertsitatearen ikuspegitik aztertu da, eta ikusi da bertan hazten diren espezieak garrantzitsuak direla eta, gainera, landarediak tinko eusten diela dunei. Emaitza horiek naturan oinarritutako soluzioen (nature-based solutions ingelesez) eraginkortasuna erakusten dute”.

Ikertzaileak argitu duenez, dunen eraginkortasuna egiaztatu izanak ez du esan nahi duna-sistemen ezarpena sustatuko dutenik Barinatxeko hondartzaren pareko arriskua duten hondartza guztietan. “Konponbideak leku bakoitzaren berezko morfologiara egokitu behar dira. Baliteke hondartza batzuetan duna-sistemak sortzeko aukera egotea, baina beste batzuetan inpaktu handiagoko esku-hartzeak egin beharko dira. Kasu horietan, gure 3Dko ereduak aukera ematen du leku bakoitzaren behar zehatzak definitzeko; esate baterako, eraiki behar den hesiaren altuera zehazteko balio dezake”.

Komunitate zientifikoaren arreta erakartzen ari den 3Dko eredua

Clemente pozik dago garatutako metodologiak izan duen harrerarekin: “Tokian-tokian garatu genuen, finantziazio oso apalarekin, baina oso pozik gaude komunitate zientifikoan izaten ari den inpaktuarekin: zenbait ikerketatan aipatu dute, eta beste leku batzuetan ere probatzen ari dira. Esate baterako, Portofinoko parke naturalean —Italiako garrantzitsuenetako bat da—, gure metodologia baliatzen ari gara kaletan”.

Gaur egun metodologia hau hondartzetako harri-jausiak gelditzeko erabiltzen ari dira, baina ikertzaileak uste du harri-jausiak pertsonentzat arriskutsuak izan daitezkeen ingurune orotan erabil daitekeela. Dunen efektuaren kasu zehatzean, “antzeko azterketak egin litezke basamortu-sistemetan. Metodologia honetan, oso interesgarria da arazoa konpontzeko egiten den planteamendua; izan ere, ikusi da naturara gehiago hurbiltzeak eta jarduketa jasangarriagoak gauzatzeak emaitza onak ematen dituela”, ondorioztatu du.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Hondartzetako harri-jausietarako irtenbide naturalak bilatzen dituen metodologia garatu dute

Erreferentzia bibliografikoa:

Clemente, Jon Ander; Uriarte, Jesus A.; Spizzichino, Daniele; Faccini, Francesco; Morales, Tomás (2023). Rockfall hazard mitigation in coastal environments using dune protection: A nature-based solution case on Barinatxe beach (Basque Coast, northern Spain). Engineering Geology, 314. DOI: 10.1016/j.enggeo.2023.107014

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Foto: Gabriel Sollmann / Unsplash

La ciencia es una de nuestras fuentes de conocimiento más fiables y esto se ve reflejado en la autoridad que se le concede en nuestra sociedad. Los escándalos que han salido a la luz en la prensa esta semana pasada ponen de manifiesto algunas limitaciones de nuestras instituciones científicas. Por ejemplo, el desmesurado énfasis que la evaluación de la ciencia pone en el número de artículos (con investigadores que publican uno cada pocos días), así como los efectos perversos que esto tiene sobre los rankings (con la “compra” de afiliaciones universitarias para poder escalar puestos). En un mundo ideal, estos problemas no debieran existir, pero, cuando suceden, es bueno que los casos salgan a la luz para poder reflexionar sobre sus causas e intentar darles solución. Pero puede suceder también que, al intentar generalizar a partir de estos casos, los árboles no nos dejen ver el bosque, proponiendo soluciones inefectivas por no abordar el origen del problema.

Creo que en el debate sobre los escándalos nos estamos concentrando en los árboles, si es posible publicar tanto, si es inmoral cobrar por adscribirse nominalmente a otra universidad, etc., y estamos ignorando el bosque. Y esto es así por dos razones: estos no son los problemas fundamentales de la ciencia en España y en tanto en cuanto estas prácticas son un problema, estamos fijándonos en el aspecto equivocado.

La falta de supervisión ética en ciencia

Vayamos con el primer punto. ¿Son los problemas de la corrupción de autorías o rankings universitarios los más significativo de la ciencia española? Si lo son, no parecen serlo porque haya montones de profesionales de la ciencia o de universidades españolas que se dedican a realizar estas prácticas. En realidad, ninguna universidad española se encuentra entre las 100 más valoradas del mundo y parece que los números de superpublicadores o de quienes utilizan malas conductas científicas son escasos.

Digo parece, porque en realidad España carece de un organismo que supervise, desde el punto de vista ético, la producción científica. Y este es un problema importante. A diferencia de muchos otros países, España no cuenta con una oficina que inspeccione la integridad científica, que investigue de manera independiente cuando se sospecha mala conducta científica y que tenga poder para sancionar a los individuos o instituciones que cometen violaciones de las practicas apropiadas. Existen, es cierto, Comités Éticos de Investigaciones Clínicas, pero su función fundamental es proteger los derechos y bienestar de los participantes en investigaciones en humanos. Y aunque las universidades y centros de investigación pueden tener Comités que investigan la integridad científica, no existen en España ni unos estándares específicos que se puedan utilizar, ni un requisito de que se creen estos comités. De hecho, no existe ningún requisito de formación en la ética de la investigación que se exija a quienes se dedican a ella.

Otro problema significativo que se ha perdido en la discusión es que quienes se dedican a la ciencia en España hacen limonada con los limones que el sistema les ofrece. El volumen de publicaciones científicas de España compite con el de muchas potencias científicas del mundo. Esto es así, a pesar de los muchos problemas que tiene la ciencia en España. Por ejemplo, a pesar de las mejoras en financiación, la inversión de España en ciencia e innovación está todavía por debajo de la media europea. La precariedad en los contratos es la norma en vez de la excepción, lo cual lleva a muchos a marcharse a otros países donde encuentran más oportunidades. Si la situación es mala en general, es particularmente mala para las mujeres cuyos números en los puestos de catedrático y profesor de investigación, no llega al 25 por ciento, a pesar de que su presencia en la ciencia es del 42 por ciento. Las burocracias académicas hacen perder tiempo y esfuerzo sin que parezca que mejoren la calidad de la ciencia o el bienestar de quienes se dedican a ella. España tiene también problemas con la transferencia del conocimiento, en parte porque no se fomenta las colaboraciones público-privadas y en parte porque no hay muchas empresas con las que colaborar.

Un problema estructural

Segundo, dejando de lado la discusión de lo que es verdaderamente pernicioso en la situación de la ciencia en España, la forma en la que se ha presentado el debate sobre autorías y rankings da la impresión de que al final, el problema principal es que hay individuos, universidades o empresas corruptos. Pero el problema es estructural y se origina en nuestros métodos para evaluar la calidad de la investigación.

Por principio, tales métodos debieran evaluar si se cumplen los objetivos centrales de la investigación, el progreso del conocimiento y, en particular, la producción de conocimientos útiles o relevantes. Estamos interesados en que, por ejemplo, las ciencias biomédicas nos ayuden a entender la biología humana, pero también en que nos permitan mejorar nuestra salud. De las ciencias sociales esperamos que nos expliquen cómo funcionan nuestros sesgos cognitivos o dinámicas grupales, pero también que nos den pistas sobre cómo mejorar nuestra organización social. De las ciencias físicas queremos conocer la estructura fundamental pero también que nos ofrezca la posibilidad de desarrollar instrumentos prácticos.

Establecer en qué consiste la utilidad o relevancia de una investigación no es fácil. Además, la evaluación de la calidad de la investigación es una tarea multidimensional: queremos decidir qué áreas de investigación o qué proyectos priorizar, identificar áreas científicas particularmente innovadoras, pero también establecer criterios que ayuden a determinar a quién premiar individualmente: con ascensos y cátedras, con becas o fondos de investigación, con reconocimiento en sociedades profesionales. Para simplificar este enredo, las instituciones científicas se han concentrado en criterios de evaluación fácilmente medibles, como, por ejemplo, los indicadores bibliométricos: número de artículos, veces que se citan, el factor de impacto de las revistas donde se publican.

Empezamos a darnos cuenta más y más que algunos de estos indicadores no son siempre medidas fiables de la calidad de la investigación. Pero nadie puede extrañarse de que, si las instituciones premian las autorías de artículos, esto lleve a quienes se dedican a la investigación a esforzarse en acumular todos los artículos que les sea posible. Si una buena posición en un ranking permite a una universidad atraer financiación, estudiantes o profesores ¿qué hay de raro en que proliferen las clasificaciones de universidades y se multipliquen las formas para trucarlas? El problema no se limita, por tanto, a que unas pocas personas “se corrompan” y publiquen de manera exorbitante o a que unas pocas instituciones se dediquen a trucar las reglas para incrementar sus rankings. El problema es que quienes se dedican a la ciencia tienen pocas posibilidades de éxito si no siguen las reglas del juego de la evaluación.

Por supuesto, los indicares bibliométricos captan elementos muy importantes de la calidad científica. Pero deberíamos pensar que las decisiones sobre qué medir vienen acompañadas de consecuencias: se mide esto, pero no aquello. Lo que se mide se valora, lo que no, se deja de lado, no importa su relevancia. Este problema se pone de manifiesto en la continua dejadez que se expresa por las humanidades, para las que la obsesión con el medir es particularmente pernicioso.

Deberíamos por lo tanto también pensar en esos otros elementos que nadie se ha preocupado de medir. Se computan autorías y citas, pero no tanto el tiempo que se dedica a formar a nuevas generaciones de investigadores e investigadoras, o el esfuerzo que se invierte en eliminar obstáculos para grupos, como –por ejemplo– las mujeres, que tienen dificultades para ingresar y progresar en la carrera científica. Se cuenta la financiación recibida, pero poco valor se les da a las labores esenciales sin las que los laboratorios no podrían funcionar adecuadamente o sin las que ciertas investigaciones no se podrían hacerse, como, por ejemplo, la obtención de muestras humanas en las que a veces participan profesionales de la salud. Se mide el número de publicaciones, pero poco nos preocupamos de si la ciencia que se publica mejora la calidad de vida de las personas más desfavorecidas.

La imperiosa necesidad de reestructurar

¿De quién es la responsabilidad de asegurarse de que los criterios que se utilizan para evaluar la producción científica sean adecuados? No de los individuos particulares sino de las agencias que subvencionan la investigación, de las instituciones académicas que deciden los requisitos de promociones e incentivos, de las sociedades profesionales que determinan los criterios para conceder honores. Las instituciones evaluadoras han decidido que, en vez de desarrollar criterios que nos den la mejor indicación posible de cómo promover los objetivos centrales de la ciencia, hay que centrarse en lo que es más fácil medir y esperar que lo que estamos midiendo sea un buen indicador de la calidad de la producción científica. En algún sentido, la evaluación científica se comporta como el borracho que busca la moneda que ha perdido debajo de una farola, no porque es ahí donde la ha perdido, sino porque ahí es donde hay luz.

En realidad, lo que necesitamos con urgencia es una reestructuración del sistema de evaluación de la ciencia. Lo que se necesita es llevar a la mesa a gente con experiencias, conocimientos y habilidades diversas, a personas involucradas en varios sectores de la sociedad, academia, ciencia, empresas, el público. Lo que se necesita es dedicar un poco más de tiempo y cuidado a determinar qué es lo que queremos de la ciencia, qué medidas serían más apropiadas para conseguirlo y qué sistemas de evaluación nos darían mas posibilidades de incentivar y premiar aquello que realmente valoramos. Esta no es una tarea fácil, pero eso no es razón para no embarcarse en ella.

Nada de lo que he dicho se ofrece como justificación de la mala conducta científica de individuos o instituciones. No he dicho tampoco que los indicadores de calidad que actualmente valoramos estén completamente equivocados. Al fin y al cabo, la ciencia continúa ofreciéndonos conocimiento fiable, despertando nuestra curiosidad y ayudándonos en nuestras vidas. Claramente, hay cosas que se están haciendo bien. La cuestión es pensar cómo lo podríamos hacer mejor.

Para saber más:

Los males de la ciencia

Sobre la autora: Inmaculada de Melo Martín es Catedrática de Ética Medica en Weill Cornell Medicine—Universidad de Cornell (Nueva York, EE.UU.)

El artículo Sobre la ciencia y sus medidas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Genetika

Jakina da James Watsonek eta Francis Crickek ekarpen handia egin zutela DNAren egitura ulertzeko ikerketan; bereziki, 51 argazkiaren izenez ezagutzen den irudi ikonikoa. Alabaina, ezaguna da baita ere Rosalynd Franklin zientzialaria haiekin batera ibili zela lanean, baina honi aipamen bat baino ez zioten egin argitalpenean. Orain, garaiko dokumentu batzuek agerian jarri dute Watsonek eta Crickek bezainbeste ulertzen zuela DNAren egitura. DNAren egituraren aurkikuntza bi talderen lanaren emaitza izan zela argitu dute: Franklinek eta Maurice Wilkinsek lan esperimentala egin zuten, eta Watsonek eta Crickek, berriz, teorikoa. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian eta Berrian.

Antropologia

Gizakiak jaio ostean hazten dira gehien, baina fetua hazten den abiadura primateen artean handiena da. Duela 6 eta 3 milioi urte inguruko gure arbasoen haurdunaldia, gutxi gorabehera, txinpantzeen eta bonoboenaren antzekoa zen. Hau da, Ardipithecus eta Australopithecus generoen haurdunaldian fetuaren hazkuntza-abiadura beste primateen antzekoa zen oraindik. Homo generoaren hastapenetan ere antzeko mantendu zen fetuaren hazkuntza-abiadura, baina erritmoa hori nabarmen handitu zen duela 1,5-2 milioi urte. Denbora tarte horretan, larreak zabaldu egin ziren Afrikako ekialdean eta hegoaldean barrena, eta ungulatuak asko hedatu eta dibertsifikatu ziren. Horrela, gure arbasoak eduki-energetiko eta proteiko handiko elikagaiak kontsumitzen hasi ziren, eta horrek haurdunaldian zehar fetuak bizko haztea ahalbidetu zuen. Azalpenak Zientzia Kaieran: Gure arbasoen haurdunaldia.

Biokimika

Peio Azcoaga (Zarautz, 1995) Biokimika eta Biologia Molekularrean graduatu zen UPV/EHUn, eta gaur egu doktorego-tesia egiten ari da Biodonostia eta CIC biomaGUNE ikerketa-zentroetan. Tesian zehar Oncostatin M (OSM) zitokinak bularreko minbizian duen eragina aztertzea du helburu. Azaldu duenez, OSM proteina zitokina proinflamatorioa da, eta immunitate-sistemaren modulazioan jarduten du. Bada, sistema hau tumore-zelulek beren alde erabiltzen dute, beren biziraupena bermatzeko eta tamaina handitzeko, bereziki bularreko minbizietan. Azcoagak ez du tesia oraindik amaitu, baina oraingoz lortu dituen emaitzen arabera, OSM zitokinak bularreko minbizia garatu ostean horren progresioa eta metastasiaren garapena bultzatzen dituela ikusi du. Datu gehiago Udako Euskal Unibertsitatearen webgunean aurki daitezke.

Ingurumena

Science aldizkarian argitaratutako artikulu batean azaldu duenez, klimaren eta biodibertsitatearen krisia bereizezinak dira eta biei batera egin behar zaie aurre. Honen harira, Hans-Otto Pörtner irakasleak argi utzi nahi izan du klima-larrialdiarekin batera beste krisi bat sortzen ari dela, ia oharkabekoa, baina bestea bezain arriskutsua: planeta osoko landare eta animalien espezieen galera dramatikoa. Horregatik, klima-aldaketaren aurkako babesa eta biodibertsitatearen kontserbazioa batera jorratu behar direla diote. Berri honen inguruko informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Astronomia

James Webb Space (JWST) teleskopioa erabiliz, inoiz aurkitu den galaxia nano urrunena hauteman dute. Ikertzaileek azaldu dutenez, Big Bang-a gertatu eta eratu zen lehen galaxietako bat da, 500 milioi urte soilik igaro ondoren. Jaso dituzten datuen bidez, ondorioztatu dute galaxiek bilakaera-prozesu hierarkiko bat jasan dutela, zeinetan galaxia nanoetatik abiatuta galaxia handiak sortu baitziren, elkarrekiko grabitatearen eraginez elkartuz. Datu guztiak Zientzia Kaieran: Inoiz hautemandako galaxia nano urrunena.

Zientziaren komunikazioa

Josu Lopez-Gazpiok aurreko artikulu batean zientzia-lanak argitaratzeko jarraitu beharreko pausoak azaldu zituen. Behin argitaratzaileak artikulu batek gutxieneko baldintzak betetzen dituela ondorioztatzean, lanaren laburpena bidaliko die gai jakin horretan adituak diren ikertzaileei. Ikertzaileek lana ebaluatzea onartzen badute, erabaki beharko dute lana bere horretan onartu, zuzenketa txikiekin edo sakonekin onartu, edo ez onartu. Berrikuspen hauek egitea lan sakona da, eta argitaletxeek diru-kantitate handiak lortzen dituzte horri esker. Alabaina, ikertzaileek ez dute ordainsaririk jasotzen berrikuspen horiek egiteagatik, eta horren ondorioz, azken urteotan ugaritzen ari dira berrikuspenak egiteari uko egin dioten ikertzaileak. Azalpen gehiago Zientzia Kaieran: Berrikuspen-sistema berrikusteko beharra (eta II).

Psikologia

UOC Kataluniako Unibertsitate Irekiko azterlan baten emaitzen arabera, oroimen-ariketak egiten diren bitartean musika klasikoa entzuteak ez du narriadura kognitibo arina (DCL) duten pertsonen ikasketa-maila hobetzen edo okertzen. Aldiz, ikusi da musika aktibatzaileagoa entzuteak eragin positiboa izan dezakeela eguneroko bizitzan musika erregulatzaile emozional gisa erabiltzera ohituta dauden pertsonengan, eta horrek hipotesi eta ikerketa berriak egiteko aukera zabaltzen du. Datuak Gara egunkarian: Musika «aktibatzailea» entzuteak errendimendu kognitiboa hobetzen du, ikerketa baten arabera

Argitalpenak

Karmele Llano albaitariak Orangutanak eta ni (2021) eleberria idatzi zuen, Borneoko oihanetan bizi diren orangutanak zaintzen egiten duen lana azaltzeko asmoz. Bertan, planetako leku ezkutu horretan bizitzera eta lan egitera eraman zuten arrazoiak azaltzen ditu. Gainera, liburu osoan zehar bizkaitarrak animalienganako grina transmititu nahi du, eta bide batez, espezie horren kontserbazio arazoak plazaratzen ditu. Karmele Llano Indonesian bizi da 2003tik, eta International Animal Rescue (IAR) Indonesiako programen zuzendari da 2006tik. Argitalpen honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran aurki daiteke.

Egileaz:

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

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Quizás sea el número más famoso de la historia. Lo cierto es que el número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más importantes que existen en el mundo, estudiada por el ser humano desde hace más de 4.000 años. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal que el popular número cuenta con su propio día en el calendario, así el mes de marzo se celebra el Día de Pi en todo el planeta.

Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien en 1988 lanzó la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática: 3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 March, 14th en inglés. En los últimos años, la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo, hasta tal punto que el 26 de noviembre de 2019 la UNESCO proclamó el 14 de marzo Día Internacional de las Matemáticas.

Un año más, el Basque Center for applied Mathematics-BCAM y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU se han sumado a la celebración, organizando la cuarta edición del evento BCAM NAUKAS, que tuvo lugar el 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU.

La charla Un paseo por el firmamento, de la mano de la geometría, que comienza con un recuerdo a la prosa poética de Carl Sagan, nos explica cómo podemos medir las dimensiones del universo. Víctor Manero es profesor contratado doctor en el área de Didáctica de las Matemáticas de la Universidad de Zaragoza; recibió el tercer premio del concurso de monólogos científicos Famelab España 2020.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

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

El artículo BCAM-Naukas 2023: Un paseo por el firmamento, de mano de la geometría se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahi duenak baino, ahal duenak egiten ditu zenbait gauza. Cyberbullying and media literacy, Martha R. Villabonarena.

Arrakastaz probatu berri da exoplanetak detektatzeko metodo berri bat: izar baten ibilbidean distortsioak bilatu eta gero teleskopio bat apuntatu zer ikusten den behatzeko. Using astrometry to identify candidate exoplanet host stars

Botoxak zimurrak kentzen ditu, bai, baina felpazko panpina baten adierazkortasuna ere ematen du. Eta horrek ondorio ustegabeak izan ditzake, higuingarria izateaz gain: Botox can affect emotional processing, Rosa García-Verdugok egina.

Materia ilunaren izaera misterio bat dela aski ezaguna da. Orain, DIPCko jendeak proposamen iraultzaile bat babesten duen emaitza planteatzen du: materia iluna Bose-Eisntein axoien kondentsatu bat besterik ez balitz? Baieztatuz gero, soken teoriak nolabaiteko babes esperimentala duela erakusten duen lehen zantzua izan daiteke? Wavelike Dark Matter, new physics invoking axions

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

 

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La caída de rocas en los acantilados de la costa vasca es un fenómeno muy habitual, así como un peligro real para la gente que visita las playas localizadas a sus pies. Un trabajo del grupo Procesos Hidro-Ambientales de la UPV/EHU ha estudiado el efecto barrera que ejercen las dunas presentes de forma natural en la playa de Barinatxe, Bizkaia. Los resultados muestran que la protección es total, además de aportar valor ecológico al ecosistema costero.

Playa de Barinatxe, Bizkaia. Fuente: Wikimedia Commons

Siendo las playas zonas de recreo muy frecuentadas, la seguridad de las personas es la máxima prioridad en los arenales que están a los pies de acantilados, donde es habitual que se produzcan desprendimientos de rocas. Tradicionalmente se ha recurrido a la construcción de diques, mallas y barreras para este fin, que además de su alto coste de construcción y mantenimiento, tienen un gran impacto visual y ambiental en el entorno. “En nuestro grupo de investigación, buscamos naturalizar en la medida de lo posible estas medidas protectoras”, comenta Jon Ander Clemente, investigador del grupo de investigación Procesos Hidro-Ambientales (HGI) de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU. Existen, además, zonas protegidas, de alto valor ecológico y/o geomorfológico, como el Geoparque de la costa vasca, en las que no se pueden hacer ese tipo intervenciones tradicionales.

El grupo de investigación a creado una metodología que, mediante la creación de modelos 3D de estas zonas utilizando drones o escáneres laser, permite realizar el seguimiento y la monitorización de las trayectorias, el tamaño, el avance y otros parámetros de las rocas que caen en las zonas de estudio. Estos datos hacen que se pueda “evaluar la susceptibilidad de las playas frente a la caída de rocas de los acantilados adyacentes y proponer una serie de medidas y actuaciones más acordes con la naturaleza para proteger las playas y a la vez respetar el entorno natural”, explica el investigador.

En el caso de la playa de Barinatxe (ubicada entre Sopela y Getxo, Bizkaia), del estudio realizado concluyeron que es el sistema de dunas existente de forma natural a los pies del acantilado el que protege la playa de la caída de las rocas. Así lo explica Clemente: “Dadas sus características, estas dunas generan una cuneta natural, que ejerce como barrera y retiene las rocas. Nuestro modelo 3D nos muestra que, si esta barrera natural se degradara y desapareciera, las rocas llegarían hasta la playa donde la gente suele acudir, y se correría un gran riesgo. En este momento, la protección que ejerce el sistema dunar es del 100 %. Además, este entorno ha sido estudiado desde el punto de vista de la biodiversidad, y se ha visto que las especies que crecen allí son importantes, y encima la vegetación mantiene firmes las dunas. Estos resultados demuestran la eficacia de las llamadas soluciones basadas en la naturaleza”.

El investigador aclara que el haber probado la eficacia de las dunas no significa que vayan a promover la instalación de sistemas dunares en todas las playas que corren el mismo riesgo que la de Barinatxe. “Hay que adaptar las soluciones a la morfología propia de cada lugar. Sí que puede haber playas donde se puedan generar sistemas dunares, pero en otras será necesario realizar intervenciones con mayor impacto. En estos casos, nuestro modelo 3D permite definir las necesidades exactas de cada lugar, y, por ejemplo, puede servir para determinar la altura de la barrera que es necesario construir”. Esta metodología ya se está empleando en las calas del parque natural de Portofino, en Italia.

Aunque actualmente está siendo utilizada para prevenir la caída de las rocas en las playas, el investigador considera que esta metodología puede ser utilizada en cualquier entorno donde exista peligro para las personas relacionado con la caída de rocas. En el caso concreto del efecto de las dunas, “se podrían hacer estudios similares en sistemas desérticos. Lo que es interesante de esta metodología es el planteamiento que hace para solucionar un problema, que muestra los buenos resultados que da el acercarse más a la naturaleza y realizar actuaciones más sostenibles”, concluye.

Referencia:

Jon Ander Clemente, Jesus A. Uriarte, Daniele Spizzichino, Francesco Faccini, Tomás Morales (2023) Rockfall hazard mitigation in coastal environments using dune protection: A nature-based solution case on Barinatxe beach (Basque Coast, northern Spain) Engineering Geology doi: 10.1016/j.enggeo.2023.107014

Para saber más:
El rugido de las rocas costeras
¿Mar o montaña?
Los volcanes submarinos de Bizkaia y Gipuzkoa

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

El artículo Soluciones naturales a la caída de rocas en las playas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maddi Astigarraga

Nola jakin genezake zer gertatu zen Lurrean duela 66 milioi urte? Besteak beste, paleontologia bezalako zientziei esker. Ikerketa arlo honek aztarnategietan edo arroketan aurkitzen diren izaki bizidunen arrasto fosilak aztertu eta interpretatzen ditu.

Gobi basamortuko Nemegt arroan fosil asko daudenez, duela mende batetik, paleontologiaren iturri handienetako bat dago han. UNESCOren arabera, munduko fosil gordailurik handiena da Gobi.

Fosilei buruzko hainbat datuekin dator gaurkoan gure Kiñu.

Hilero, azkenengo ostiralean, Kiñuk bisitatuko du Zientzia Kaiera bloga. Kiñuren begirada gure triku txikiaren tartea izango da eta haren eskutik gure egileek argitaratu duten gai zientifikoren bati buruzko daturik bitxienak ekarriko dizkigu fin.

Egileaz:

Maddi Astigarraga Bergara (IG: @xomorro_) Biomedikuntzan graduatua, UPV/EHUko Ilustrazio Zientifikoko masterra egin du eta ilustratzailea da.

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Con este sugerente título parece que “se me ha ido un poco la pinza» y que, en lugar de hablaros de Geología, voy a meterme con asuntos religiosos, figuras históricas o tradiciones populares. Pero nada más lejos de la realidad, simplemente he usado un bonito «click bait» para llamar vuestra atención.

«San Isidro Labrador, quita el agua y pon el sol» es una sonora frase que se suele repetir, con una ligera musicalidad en la entonación, en muchas zonas del norte de la Península Ibérica y Latinoamérica cuando las lluvias no arrecian y ponen en peligro cosechas o zonas urbanas potencialmente inundables y se saca la imagen del santo en procesión en un desesperado intento de revertir la situación. Aunque, en aquellas localizaciones donde es la sequía la que se ceba con las poblaciones, se suele invertir el orden de las palabras «agua» y «sol» en las rogativas al santo.

Seguro que os estáis preguntando ¿Y qué tiene que ver esto con la Geología? Pues ahora es cuando voy a intentar sorprenderos.

Primer emblema de la ciudad de Madrid (anterior al año 1200), donde el agua es protagonista y su lema comienza con la frase “Fui sobre agua edificada”. Imagen de Juan Alcor, tomada de www.madridislamico.org

Según las crónicas, Isidro vivió entre finales del siglo XI y finales del siglo XII en un Madrid convulso, justo en la época en la que la ciudad fue conquistada por los reinos cristianos arrebatándosela a los árabes, y se dedicaba a cultivar las tierras de los señores castellanos recién asentados. Pero, al parecer, no solo se dedicaba a trabajar la tierra, sino que también se dice que era zahorí y pocero, es decir, que buscaba agua subterránea por esos lares. Y aquí es donde empiezan las (no) casualidades.

Madrid surgió en el siglo IX, cuando el emir de Córdoba Mohamed I estaba buscando un lugar para construir una fortaleza con la que defender sus fronteras de los ataques de los cristianos. Y encontró una zona privilegiada, un promontorio a orillas de un río y flanqueado por abundantes arroyos y aguas subterráneas. Así que decidió llamar a esta población Maǧrīţ (مجريط), que parece proceder de un par de palabras árabes que significan cauce o fuente. Esto ya nos da una idea de la importancia que tiene el agua en esta zona, hasta el punto de que el lema más antiguo de la ciudad comenzaba diciendo “Fui sobre agua edificada…”.

Pero en la época en la que vivió Isidro, Madrid no era precisamente un vergel. Cuenta la historia escrita que, por aquel entonces, había un clima muy cálido y árido, lo que hacía peligrar las cosechas e, incluso, la vida de los ciudadanos. Pero esto no es exclusivo del centro de la Península Ibérica, sino que fue algo generalizado en todo el Hemisferio Norte. Entre los siglos IX-X y los siglos XIII-XIV, aproximadamente, se produjo lo que se conoce como Óptimo Climático Medieval, una anomalía climática caracterizada por temperaturas promedio más elevadas que las actuales, que incluso provocó el deshielo de amplias zonas de Groenlandia y el Norte de Europa. Deshielo que favoreció las campañas marítimas de expansión y conquista de los vikingos, permitiéndoles llegar hasta las costas de Norteamérica. Pero eso es otra historia, mejor me vuelvo a Madrid.

San Isidro Labrador, cuadro de Jusepe Leonardo (pintado entre 1625-1630) que muestra el milagro de la fuente. La pintura está expuesta en el Museo Goya – Ibercaja (Zaragoza). Imagen tomada de Wikimedia Commons

En un Madrid árido y bochornoso, las habilidades como pocero y buscador de agua de Isidro eran muy demandadas. Y así se produjo uno de sus milagros más conocidos. Un día muy caluroso su señor se acercó al campo a verle trabajar, pero le entró sed, por lo que le pidió agua al santo. Este, al ver que se le había acabado, dio un golpe en el suelo con su apero de labranza y empezó a brotar agua, dulce y fresca, que sació la sed de toda la comarca. Años después, hicieron una fuente para canalizar el caudal de ese manantial. Y siglos después hicieron una ermita pegada a la fuente para conmemorar el milagro. Y sí, aún sigue existiendo y sigue brotando agua, de la que puedo decir que sigue saliendo fresca.

Corte hidrogeológico esquemático del acuífero Terciario Detrítico de Madrid. Figura tomada de De la Losa, A. et al. (2019) Fuentes milagrosas y balnearios de Madrid: aguas subterráneas que sanan. Guía del Hidrogeodía 2019, Madrid, 36 pp.

Entonces, ¿se produjo un milagro? Bueno, vamos a ver qué dice la ciencia. La zona en la que hoy se levanta el Cementerio Sacramental de San Isidro y se extiende la Pradera de San Isidro es una antigua terraza fluvial cuaternaria. Una terraza es un depósito de los materiales transportados por un río en los márgenes de su cauce, en este caso el Manzanares. Y si una cosa caracteriza al Cuaternario es la alternancia de periodos climáticos fríos, llamados glaciales, y periodos cálidos, denominados interglaciales. Pues durante los momentos glaciales se produce una bajada del nivel del mar, lo que provoca que el río encaje su cauce, es decir, baje su nivel de base erosionando los materiales que atraviesa, mientras que en los momentos interglaciales, con la subida del nivel del mar, también asciende el cauce del río. De esta manera, tendremos varias secuencias de terrazas situadas a diferentes alturas topográficas, marcando periodos temporales también diferentes. Además, los materiales que conforman estas terrazas son gravas y arenas poco consolidadas, muy porosas y permeables, lo que favorece que el agua se infiltre en el terreno y circule de manera subterránea.

Estas terrazas se desarrollan sobre materiales más antiguos, del Periodo Mioceno, hace unos 14 millones de años, formados por arcillas y margas impermeables. Vamos, que hacen de tapón favoreciendo la acumulación del agua subterránea en los depósitos cuaternarios. Encima, a esto hay que sumarle que muchos de los contactos entre los sedimentos cuaternarios y los miocenos son fracturas del terreno, a través de las cuales puede circular el agua hacia la superficie, saliendo al exterior como un manantial o surgencia.

Pues da la (no) casualidad de que todo esto confluye en la Pradera de San Isidro, provocando que tengamos un manantial natural que hemos transformado en fuente. Así que, probablemente, Isidro no golpeó el suelo al azar. Posiblemente, las supuestas palabras que dijo el santo cuando clavó su apero nos pueden dar una pista: “Cuando Dios quería, aquí agua había”. ¿Acaso Isidro ya sabía que ahí brotaba agua subterránea de vez en cuando? ¿Es posible que se fijase en algunas evidencias que le llevasen a suponer que había agua en el subsuelo, tales como cambios composicionales en los materiales o fracturas en el terreno? ¿Significa esto que San Isidro tenía ciertos conocimientos geológicos y se apuntó un tanto delante de su señor, recubriendo su acción de un halo místico? Yo no lo descarto…

Agradecimientos:

Quiero dar las gracias a mis colegas, a la par que amigas y amigos, de la Sociedad Geológica de España con los que he tenido el placer de realizar sendas salidas geológicas por Madrid para celebrar el Día de la Tierra, “Fui sobre agua edificada, mis muros de fuego son”, enmarcada en el proyecto Geolodía 22, y “San Isidro y las raíces de la Geología en España”, dentro del proyecto Geolodía 23: Manuela Chamizo (IGME), Enrique Díaz (IGME), María Druet (IGME), Miguel Gómez (UAM), Rafael Lozano (IGME), Raquel Martín (IGME), Juan Antonio Morales (UHU), Ana Ruiz (IGME) y Enrique Salazar (IGME). Sin vuestra ayuda ni conocimientos geológicos e históricos, no habría podido redactar este texto.

Para saber más:

Aguas que no vemos, pero aguas que bebemos

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

 

El artículo San Isidro Labrador, quita el agua y pon el sol se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Orangutanak eta ni (2021) Karmele Llano albaitariaren historia da; Borneoko oihanetan egiten duen lana primate arraza hori zaintzen laguntzen. Bilbon bizi izan zuen haurtzaroa, albaitaritzako ikasle-garaia eta Euskal Herriko neska gazte bat planetako leku ezkutu horretan bizitzera eta lan egitera eraman zuten arrazoiak kontatuko dizkigu Karmelek.

1. irudia: Orangutanak eta ni komikiaren azala. (Ilustrazioa: Maria Girón. Iturria: A fin de cuentos)

Liburuan zehar, Bizkaitarrak animalienganako grina transmititzen digu, batez ere gugandik hain hurbil dauden tximino horiekiko, orangutanekiko, alegia. Azalduko digu zergatik desagertzeko zorian dagoen arraza hau, eta zerk dagoen ezkutatuta Borneoko oihanen deforestazioaren atzean (Sumatrarekin batera, han bizi baitira primate horiek).

Maria Gironen irudiek Karmelek tximino hauengatik sentitzen duen maitasuna aparte, animalia horiek pizten dizkiguten sentimendu sendoak ere islatzea lortzen du.

Irakurketan murgildu zaitezte, eta Jojo, Peni, Monty eta beste orangutan asko ezagutu. Horiek, Karmeleren eta bere erakundeko gainerako kideen lan nekaezinik gabe, heriotza seguruagoa izango zuten.

Karmele Llano Sánchez-ek (Bilbo, 1978) 2003. urtean amaitu zuen Leongo albaitaritza-karrera, eta 2011ean masterra egin zuen Kontserbazioaren Medikuntzan, Australian. Eskarmentu handia du primateen medikuntzan eta kontserbazioan. Indonesian bizi da 2003tik, eta International Animal Rescue Indonesiako programen zuzendari da 2006tik. Yayasan IAR Indonesiako (YIARI) fundatzaileetako bat ere bada. Irabazi asmorik gabeko erakundea da YIARI, eta 2008an sortu zen, gizakiak eta animaliak ekosistema jasangarrietan elkarrekin egoteko eta habitatak eta animaliak babestuta egoteko sistema eraginkorrak ezartzeko. 2020an, Biodibertsitatea Zaintzeko Munduko Saria jaso zuen, “tokiko populazioa ahalduntzeko” proiektu baten buru izateagatik.

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Orangutanak eta ni
• Egilea: Karmele Llano
• Ilustratzailea: Maria Girón
• Argitaletxea: A fin de cuentos
• ISBN: 978-84-123181-3-5
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2021
• Orrialdeak: 56 or.

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Hoy os proponemos un juego para refrescar esos conceptos de topología que quizás teníais un poco olvidados. Se trata de un crucigrama en el que aparecen 15 términos relacionados con esta área de las matemáticas y que, para quien ha estudiado algún curso de cálculo, no deberían ser difíciles de reconocer.

Imagen realizada con el generador de crucigramas de EDUCIMA.

 

Introducimos estos términos de manera intuitiva en algunos casos.

Descripción de las palabras (horizontales)

2. Esta es la propiedad que poseen los espacios topológicos X que son “de una pieza” (es decir, X no puede escribirse como unión de dos subconjuntos abiertos disjuntos y no vacíos). Por ejemplo, en la recta con la topología usual los conjuntos que poseen esta propiedad son justamente los intervalos.

4. Se llaman así a los conjuntos que forman la topología de un espacio.

9. Se denomina de este modo a una función f entre dos espacios topológicos X e Y que causa que X sea “topológicamente equivalente” (en el sentido de la definición 7) a su imagen f(X).

11. Si A es un subconjunto en un espacio topológico X, este conjunto es el mayor cerrado que contiene a A. Los puntos de este conjutno son los de A y los que son “cercanos” a A (en el sentido de la definición 1).

13. Se llaman así a los complementarios de los conjuntos que definen la topología (los aludidos en la definición 4). En cualquier espacio topológico X hay al menos dos conjuntos que verifican (al mismo tiempo) las dos propiedades definidas en 4 y en 13: el conjunto vacío y el propio X. Además, los espacios topológicos en los que los únicos conjuntos que poseen (al mismo tiempo) las propiedades de las definiciones 4 y 13 son el vacío y X, son precisamente los que cumplen la propiedad 2.

14. Es la propiedad que define a aquellos espacios cuya topología está inducida por una distancia. Por ejemplo, la topología usual de la recta proviene de la distancia usual entre puntos de la recta.

15. Este es el apellido de un conocido matemático y el nombre del conjunto C (en honor al matemático) que protagoniza este hermoso teorema: “Todo espacio métrico totalmente disconexo (sus componentes conexas son sus puntos), perfecto y compacto es topológicamente equivalente (en el sentido de la definición 7) a C”.

 

Descripción de las palabras (verticales)

1. Se trata de una noción de tipo local, es decir, asociada a un punto x en un espacio topológico X. ¿Cómo se llaman los conjuntos que contienen a “los puntos cercanos” al punto x? El término que buscamos define a aquellos subconjuntos de X que contienen a un abierto que contiene al punto x.

3. También es una noción de tipo local, es decir, asociada a un punto x en un espacio topológico X. Este término alude a aquellas funciones fentre dos espacios topológicos X e Y que llevan “puntos cercanos” a x en “puntos cercanos” a f(x) (el concepto de “cercanía” es el definido en 1).

5. Si A es un subconjunto en un espacio topológico X, el conjunto que buscamos es el mayor abierto contenido en A.

6. La definición es un poco compleja para escribirla aquí. Pero, por ejemplo, en la recta con la topología usual, estos conjuntos son precisamente los cerrados y acotados.

7. Son las funciones que definen la equivalencia topológica entre dos espacios. Una función que cumple esta propiedad es biyectiva, y tanto ella como su función inversa cumplen la propiedad definida en 3.

8. Si A es un subconjunto en un espacio topológico X, este conjunto es el que separa el interior de A de su exterior (el interior del complementario de A). Está formado por aquellos puntos que están “cerca” (en el sentido de 1) de A y del complementario de A.

10. Esta es la parte de las matemáticas que estudia las propiedades cualitativas de espacios.

12. Este es el apellido del matemático que acuñó la palabra topología. Lo hizo en un artículo escrito en alemán (el término era Topologie) que fue publicado en el año 1848.

Bonus

Como ayuda para resolver este juego, os dejamos esta sopa de letras en la que aparecen los quince términos definidos en el crucigrama anterior. Además, hay escondida una última palabra que corresponde al apellido que da nombre a una superficie con curiosas propiedades topológicas que tiene mucha relación con el símbolo del reciclaje.

Imagen realizada con el generador de sopas de letras de EDUCIMA.

 

Soluciones

Si quieres comprobar si has acertado las quince (+ 1) palabras, puedes consultar este enlace.

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 Un crucigrama topológico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Josu Lopez-Gazpio

Artikulu honen lehen atalean –Berrikuspen-sistema berrikusteko beharra (I) izenekoan– zientzia-lanak argitaratzeko jarraitu beharreko pausoak azaldu genituen. Guztiaren muina hauxe da: zientziak aurrera egin ahal izateko, ezinbestekoa da zientzialarien arteko komunikazioa eta zientzia-lanen komunikazio publikoa. Alabaina, argitaletxeek erabiltzen duten ohiko ebaluazio-prozesuak, pareko adituen bidezkoak, hutsuneak ditu eta ezinbestekoa da sistema berrikustea.

Zientziak aurrera egin ahal izateko, beharrezkoa da zientzialari batek eskuragarri izatea besteek egin dituzten lanak; izan ere, aurreko lanen testuinguruan abiatu ohi da ikerketa-esparru berri bakoitza. Dakigunez, gaur egun zientzia-aldizkariak dira emaitzen berri emateko biderik ohikoena. Aurreko atalean azaldu genuen bezala, zientzia-aldizkarien argitalpen-sistemaren oinarria peer review edo parekoen ebaluazioa deritzon prozesua da. Parekoen ebaluazioa metodo zientifikoarekin bat datorren ebaluatzeko modua da eta metodoa bera ez litzateke zalantzan jarri beharko -hobekuntzak beharrezkoak diren arren -. Hala ere, berrikuspen sakona behar du argitaletxeek duten jarrerak, bai eta joko horretan sartzen diren zenbait zientzialarirenak.

1. irudia: Parekoen ebaluazio-prozesua zientziaren funtsezko prozesuetako bat den arren, azken urteotan argi gelditu da prozesuak berrikuspen sakona behar duela (Argazkia: Tumisu – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com).

Aipatzen genuen bezala, ikertzaile batek, bere ikerketa-lana amaitu ostean, zein aldizkaritara bidali nahi duen erabaki behar du. Horretarako, kontuan izango ditu, bai bere lanaren kalitatea eta esparrua eta, baita, aldizkariaren kalitatea eta esparrua ere. Lana bidali ostean, aldizkariaren argitaratzaileak lanaren gutxieneko baldintzak aztertu eta erabakiko du ea artikulua aldizkarian argitaratzeko modukoa ote den. Lehen pauso hori gainditzen badu, argitaratzaileak lanaren laburpena bidaliko die gai jakin horretan adituak diren ikertzaileei. Ikertzaileek lana ebaluatzea onartzen badute, lau multzo hauetako batean kokatu beharko dute: 1) bere horretan onartu, 2) zuzenketa txikiekin onartu, 3) zuzenketa sakonekin onartu edo 4) ez onartu.

Oro har, lehen kategorian sailkatzen den ia artikulurik ez dago; izan ere, oso zaila litzateke hiru edo lau ebaluatzailek zuzenketa bakar bat ere ez eskatzea. Normalean, artikulua zuzenketekin onartzen da edo ez da onartzen. Azkeneko aukeratik hasita, artikulua ez bada onartzen, ikertzaileak lana berrikusi beharko du eta beste aldizkari batera bidaltzen ahalegindu beharko da -askotan kategoria baxuagoko aldizkari batera joz-.

Zuzenketekin onartzen den kasuetan -txikiak zein sakonekoak-, ikertzaileari epe bat ematen zaio adituek egindako iruzkin eta zuzenketak egiteko. Horren ostean, bere lana berriro bidaliko du eta ebaluatzaileei erantzuna bidali beharko die. Kasu batzuetan aldaketak egin behar izaten dira artikuluaren idazketan, beste kasu batzuetan nahikoa izan daiteke ebaluatzaileei azalpenak ematea eta, beste kasu batzuetan, beharrezkoa izan daiteke laborategira itzuli eta esperimentu berriak egitea. Behin erantzunak bidalita, berriro ere txosten bat osatuko dute ebaluatzaileek. Ados badaude egindako aldaketekin, artikuluak aurrera egingo du argitalpen-prozesuan. Hala ere, posible da bigarren txandan ere ebaluatzaileak ados ez egotea edo aldaketak desegokiak direla esatea. Horrela, ebaluatzaile/egile eztabaida bat egon daiteke, adostasunean edo desadostasunean amaitu daitekeena. Ebaluatzaile guztiak ados daudenean adieraziko zaio egileari lana argitaratzeko prest dagoela. Ebaluatzaile guztiak ados egotea lortzen ez bada, lana ezin izango da aldizkari horretan argitaratu.

Argitalpen-prozesu hau zientzian ez daudenentzat arrotza izan daitekeen arren, onartu behar da peer review-a bera oso zorrotza dela eta ikerketa-lan bat argitaratzeko metodorik garbienetakoa dela. Hain zuzen, argitaratzen diren lanak oso lan zehatzak izan daitezke eta sarritan ezinezkoa edo oso zaila litzateke egilea bera baino adituagoa den norbait topatzea. Horregatik, gutxienez bera bezain aditu diren hiru edo lau ebaluatzaileren irizpidean jartzen da lanaren kalitatearen bermea. Hala eta guztiz ere, zientzialariok ere jakin behar dugu aldizkari batean argitaratu den lan bat ez dela egia absolutua. Zientzia-emaitzak zalantzan jartzekoak izan daitezke beti eta ikerketa batek zalantzan jar ditzake aurrez egindakoak, jakina.

Hori horrela, López Nicolásek bere blogeko ekarpen interesgarrian aipatzen duen moduan, ezinbestekoa da ebaluatzaileak ohartzea haien lanaren garrantziaz. Oro har, ebaluatzaile-lana egitea ordaindu gabea izaten den arren, baliagarria izaten da curriculumeko meritu gisa. Ebaluatzaileek lan garrantzitsua dute: haien eskuetan dago ikertzailearen lana onartu ala ez, eta horrek ondorio asko izan ditzake etorkizunean -ikertzailearen curriculuma edo ikerketa-proiektuen finantzaketa, esaterako-.

Azken urteotan ugaritzen ari dira berrikuspenak egiteari uko egin dioten ikertzaileak; izan ere, lan sakona da eta argitaletxeek diru-kantitate handiak lortzen dituzte horri esker. Zentzuzkoa da zientzialariek ere haien berrikuspen-lanengatik ordainsaria jaso nahi izatea. Horrek guztiak ebaluatzaileak lortzeko zailtasunak areagotzen ditu eta, beste kasu batzuetan, aditu ez direnek ebaluazio lanak onartzera eraman ditzake ¾haien curriculumak hobetzeko asmoz¾. Ondorioak jada iritsi dira zientzia-komunitatera, bi modutan: alde batetik, metodologikoki zuzenak ez diren zenbait lan argitaratu dira zientzia-aldizkarietan -horietako batzuk gero atzera bota direnak- eta, beste alde batetik, lan egokiak ez dira onartu ebaluatzaileak ez zirelako lana berme nahikoaz aztertzeko bezain adituak.

Berrikuspen-sistema berrikusteko beharra izenburudun artikulu sorta honen helburu nagusia zientziaren argitalpen-sistema azaltzeko ahalegina egitea izan da. Sarritan entzuten da artikuluak atzera bota direla edota argitalpen batean iruzurra egin dela. Horrelakoak normalak dira eta horrek ez du zalantzan jarri behar argitaratzen diren lanen kalitatea. Zientzia etengabeko berrikuspen-prozesuan dago eta, lehenago edo beranduago, beti azaleratzen dira iruzurrak. Zientzia gizakiok egiten dugu, geure interes pertsonal eta akats guztiekin. Zenbaitetan, jarrera desegokiak egon daitezke, baina, zientzia oro har hartuta, bere burua zuzenduz doa etengabe. Peer review ebaluazio-prozesua zientziak duen tresna garrantzitsuenetako bat da, eta berrikuspenak behar dituen arren, metodo egokia da aurrera egin ahal izateko. Hala eta guztiz ere, berrikusi beharreko prozesua da ezinbestez azken urteotan zientzian eta zientzialariongan gertatzen ari diren aldaketen ondorioz.

Informazio gehiago:

• José Manuel López Nicolás (2023). ¿Cómo se revisa un artículo científico y qué dos problemas provoca el comportamiento de las editoriales?, scientiablog.com, 2023ko otsailaren 19a.
• Editorial (2022). Transparent peer review for all, Nature Communications, 13, 6173, DOI: 10.1038/s41467-022-33056-8
• Koldo Garcia (2013). Artikulu zientifikoak eta argitaratzeko presioa, edonola.net, 2013ko abenduaren 11.

Egileaz:

Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg), Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.

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La primera comparación a gran escala de las tasas de mutación da una idea de la rapidez con la que pueden evolucionar las especies.

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

Un nuevo estudio ha analizado las tasas de mutación que surgieron entre los padres y su descendencia en 68 especies de vertebrados, incluidos los monos ardilla bolivianos. Foto: Frank Rønsholt / Zoo de Copenhague

En el juego infantil teléfono roto, una frase susurrada como «me perdí de noche» puede convertirse rápidamente en «me pedí un coche» al avanzar en la fila de jugadores. A medida que los genes se transmiten de padres a hijos, también pueden transformarse gradualmente mediante pequeños errores de copia, lo que a veces conduce a rasgos nuevos y útiles. Conocer el ritmo de las mutaciones heredadas es fundamental para comprender cómo evolucionan las especies. Sin embargo, hasta hace poco, las tasas tremendamente divergentes a las que la vida puede mutar se conocían solo para un puñado de especies.

Ahora, un análisis enorme de 68 especies diversas de vertebrados, desde lagartos y pingüinos hasta humanos y ballenas, ha supuesto la primera comparación a gran escala de las tasas a las que mutan las especies, un primer paso para comprender lo rápido que pueden evolucionar. Los hallazgos, publicados en la revista Nature, suponen aportaciones sorprendentes para comprender mejor cómo puede cambiar el ritmo de las mutaciones y qué marca ese ritmo.

El artículo científico viene a «duplicar la cantidad de estimaciones de tasas de mutación que tenemos», afirma Michael Lynch, biólogo evolutivo de la Universidad Estatal de Arizona que no participó en el estudio. Ahora tenemos una «mejor idea de la cantidad de variación en los vertebrados».

Con esta cantidad amplia de datos, las biólogas pueden comenzar a responder preguntas acerca de qué rasgos influyen más en las tasas de mutación y el ritmo de la evolución. “Hay cosas que afectan a la tasa de evolución, [pero] no las conocemos todas”, explica Patricia Foster, profesora emérita de biología en la Universidad de Indiana que no participó en el estudio. “Este es el comienzo”.

Las mediciones de las tasas de mutación podrían ser de gran utilidad para calibrar los relojes moleculares basados en genes que las biólogas usan para determinar cuándo divergieron las especies, y suponen comprobaciones útiles de varias teorías sobre cómo funciona la evolución. También confirman que los factores que ayudan a establecer la velocidad de la evolución están ellos mismos sujetos a la evolución. «La mutación de la línea germinal, como cualquier otro rasgo, está sometida a la selección natural», afirma Lucie Bergeron, autora principal del nuevo estudio.

El poder de tres

Aunque las tecnologías avanzadas de secuenciación de ADN que han hecho posible el estudio han existido durante años, estaba claro que una gran comparación de tasas de mutación entre múltiples especies implicaría tanto trabajo que «nadie se puso a ello», comenta Bergeron, quien abordó el proyecto como parte de su trabajo de doctorado en la Universidad de Copenhague. Pero con el apoyo de su director de tesis, Guojie Zhang, de la Universidad de Copenhague y la Facultad de Medicina de la Universidad de Zhejiang en China, Bergeron se tiró de cabeza.

Bergeron y su equipo primero recolectaron muestras de sangre y tejido de tríos familiares (una madre, un padre y uno de sus hijos) de especies en zoológicos, granjas, institutos de investigación y museos de todo el mundo. Luego compararon el ADN de los padres y la descendencia en cada trío para identificar las diferencias genéticas entre generaciones.

Los lobos marinos antárticos alcanzan la madurez sexual a los 3 o 4 años y, por lo general, viven entre 15 y 24 años. El nuevo estudio ha encontrado que los animales con tiempos de generación más cortos tienen menos mutaciones heredadas. Foto: Oliver Krueger

Si encontraban una mutación en alrededor del 50% del ADN de un descendente, concluían que probablemente era una mutación de la línea germinal, una heredada a partir del óvulo de la madre o del esperma del padre. La selección natural puede actuar directamente sobre una mutación así. Se consideraba que las mutaciones menos frecuentes ocurrían espontáneamente en tejidos fuera de la línea germinal; eran menos relevantes para la evolución porque no se transmitirían.

(Con sorprendente frecuencia, los desajustes en los tríos familiares indicaban a los investigadores que los listados como padres por los zoológicos no estaban relacionados con los bebés. Los representantes de los zoológicos a menudo se encogían de hombros ante esta noticia y decían que podría haber dos machos en la jaula. “Sí, bueno, el otro es el ganador”, bromeaba Bergeron).

Al final, los investigadores tenían 151 tríos utilizables, que representaban especies tan diversas desde el punto de vista físico, metabólico y conductual como las enormes orcas, los diminutos peces luchadores siameses, los gecos bandeados de Texas y los humanos. Luego compararon las tasas de mutación de la especie con lo que sabemos sobre los comportamientos y las características llamadas su historia de vida. También consideraron una medida estadística para cada especie llamada tamaño efectivo de la población, que corresponde aproximadamente a cuántos individuos se necesitan para representar la diversidad genética. (Por ejemplo, aunque la población humana actual es de 8 mil millones, las científicas generalmente estiman que nuestro tamaño efectivo de población es de alrededor de 10.000 o menos). Bergeron y sus colegas buscaron patrones de asociaciones en los números.

El hallazgo más sorprendente que surgió de los datos fue la amplia gama de tasas de mutación de la línea germinal. Cuando los investigadores midieron la frecuencia con la que ocurrían las mutaciones por generación, las especies variaban solo unas cuarenta veces, lo que, según Bergeron, parecía bastante pequeño en comparación con las diferencias en el tamaño corporal, la longevidad y otros rasgos. Pero cuando observaron las tasas de mutación por año en lugar de por generación, el rango aumentó a aproximadamente 120 veces, que era más grande de lo que habían sugerido estudios anteriores.

Las fuentes de variación

Los autores del estudio han encontrado que cuanto mayor es el tamaño efectivo promedio de la población de una especie, menor es su tasa de mutación. Esto proporciona una buena evidencia para la «hipótesis de la barrera de deriva«, que Lynch planteó hace poco más de una década. “La selección está tratando implacablemente de reducir la tasa de mutación porque la mayoría de las mutaciones son perjudiciales”, explicó Lynch. Pero en especies con tamaños de población efectivos más pequeños, la selección natural se debilita porque la deriva genética, el efecto de la pura casualidad en la propagación de una mutación, se fortalece. Esto permite que la tasa de mutación aumente.

Los hallazgos también respaldan otra idea de la literatura científica, la hipótesis de la evolución impulsada por los machos, que propone que los machos pueden contribuir con más mutaciones a la evolución de algunas especies que las hembras. Bergeron y sus colegas han encontrado que las tasas de mutación de la línea germinal tendían a ser más altas para los machos que para las hembras, al menos en mamíferos y aves, aunque no en reptiles y peces.

Los autores señalan una posible razón para esas diferencias: debido a que los machos de todas las especies copian su ADN constantemente para producir esperma, aparecen infinitas oportunidades para que ocurran mutaciones. Las hembras de peces y reptiles también producen huevos a lo largo de su vida, por lo que corren un riesgo similar de error genético. Pero las hembras de los mamíferos y las aves nacen esencialmente con todos los óvulos que producirán, por lo que sus líneas germinales están más protegidas.

Los rasgos de historia de vida representaron alrededor del 18% de la variación que han encontrado las investigadoras. El mayor de esos efectos provino del tiempo de generación de una especie, la edad promedio a la que se reproduce: a medida que aumentaba la edad de los padres, también lo hacían las tasas de mutación.

Debido a que Bergeron se incluyó a sí misma, a su hermano y a sus padres en el estudio de datos humanos, pudo ver este patrón en su propia familia. “Tengo más mutaciones que mi hermano, porque mi padre era más mayor cuando me tuvo”, dijo.

Factores como el tiempo de maduración y el número de crías también influyen en algunos vertebrados, pero, contrariamente a lo esperado, los investigadores no han encontrado ningún efecto relacionado con el tamaño del cuerpo. Existe una hipótesis muy antigua que dice que los seres con cuerpos más grandes deberían tener más mutaciones porque tienen más células y, por lo tanto, más oportunidades para que la maquinaria de copia de ADN cometa errores.

“Ha sido sorprendente ver que el tiempo de generación parece mucho más importante que el tamaño del cuerpo”, afirma Kelley Harris, profesora asistente de ciencias del genoma en la Universidad de Washington. “En la literatura anterior, esas hipótesis están más en pie de igualdad”.

Harris elogia los hallazgos como un comienzo apasionante para responder algunas de estas grandes preguntas sobre qué factores son los determinantes más importantes de la tasa de mutación y, por lo tanto, de la evolución. Además de esto, el estudio da a entender la enorme biodiversidad que existe en la naturaleza.

“La diversidad de la vida no es solo el aspecto de los animales”, afirma. Están «todas estas características que no se pueden ver, y poder observarlas en estudios como este hace que la biodiversidad sea aún más emocionante».

 

El artículo original, Animal Mutation Rates Reveal Traits That Speed Evolution, se publicó el 5 de abril de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Las tasas de mutación animal desvelan los rasgos que aceleran la evolución se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Gizakiak jaio ostean hazten dira gehien, baina fetua hazten den abiadura primateen artean handiena da. Horregatik, gizakien haurtxoak handiak gara jaiotzean. Eta heldu baten garunaren tamainaren % 30 baino ez badu ere, gurea ere handia da. Ezaugarri horiei dagokienez, ez dugu beste primateen antzik, ezta gure ahaide hurbilena ere, bonobo eta txinpantzeena.

Giza eta txinpantze leinuen arteko dibergentzia duela sei milioi urte inguru gertatu zenez, espezie baten eta bestearen haurdunaldiaren ezaugarriak duela gutxi bereiziko ziren. Hala ere, guztiok dakigu hori ezin dugula ikusi edo neurtu gaur egungo haurdunaldiekin egiten dugun moduan.

Irudia: fetua bere posizio naturalean. Jan Van Rymsdyken ilustrazioa, W. Hunteren Anatomia uteri humani gravidi (1774). (Argazkia: CC – BY 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Primateetan, haurdunaldiak antzeko iraupena izaten du espezie ezberdinetan. Beraz, espezie batean fetua oso azkar hazten bada, horrek esan nahi du tamaina handi samarra izango duela jaiotzean, eta bere garuna ere halakoa izango dela. Bi dimentsioak hertsiki lotuta daude. Bestalde, elkarrekikotasun estua dago jaiotzeko eta helduaroko garun tamainaren artean. Beraz, pentsa daiteke lotura estua egon behar dela fetuaren hazkunde tasaren eta helduaren garun bolumenaren artean. Eta, hain zuzen ere, egiaztatu dute halaxe dela. Bestalde, hortzeriaren ezaugarriak ere primateen bizi zikloaren ezaugarri batzuei buruzko informazio iturri aproposa dira. Jaio aurreko hazkunde tasa, adibidez, primate katarrinoen atzeko haginen dimentsio handiekin ere lotuta dago (talde horretakoak gara geu ere). Erlazio horren arabera, atzeko hirugarren hagina, lehenengoarekin alderatuta, txikiagoa da jaio aurreko hazkunde tasa handiagoa duten katarrinoengan.

Bada, fetuaren hazkunde tasaren eta aintzat hartutako bi adierazleen arteko lotura barne garezur-bolumenarekin (primate guztiena) eta atzeko hirugarren haginaren tamaina handia (katarrinoena), matematikoki adieraz daiteke. Eta azken ekuazioak erabili dituzte jada desagertuta dauden arbaso (homininoak) askoren fetuen hazkunde tasak kalkulatzeko.

Horrela, duela 6 eta 3 milioi urte inguruko gure arbasoen –Ardipithecus eta Australopithecus generoena– haurdunaldia, gutxi gorabehera, txinpantzeen eta bonoboenaren antzekoa zela ondorioztatu zuten, eta tximino gehienenaren antzekoa. Homo generoko lehenak beren arbasoengandik bereizten hasi ziren, baina jaio aurreko hazkundearen erritmoa ez zen nabarmen handitu duela 1,5-2 milioi urtera arte. Denbora tarte horretan, larreak zabaldu egin ziren Afrikako ekialdean eta hegoaldean barrena, eta belarkara gogor ugari sortu ziren, inguru lehorretan egoten diren horietakoak. Ondorioz, belarjale ungulatuak asko hedatu eta dibertsifikatu ziren. Baldintza horietan, presio selektibo handia egon zen, gizakiek ungulatu haiek kontsumitzearen alde. Gure arbasoek (Homo generoa) sarraski bihurtzean jango zituzten beharbada, edo, aukera zutenean, ehizatu egingo zituzten, ordu luzez haien atzetik ibili ostean.

Eduki energetiko eta proteiko handiko elikagai horrek garun handiak garatzea ahalbidetu zuen, bai fetuetan, bai gizabanako helduetan. Eta gero eta garun handiagoak zituztenen ondotik, azkenean, azken 300-400 mila urtetan Eurasia eta Afrika populatu zituzten giza espezieak sortu ziren. Gure eboluzioaren aldi horretan, gaur egungo emakumeen oso antzeko haurdunaldia lortu zen, zailtasun obstetrikoekin eta neurri handiko haurtxoekin.

Egileaz:

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

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Foto: Hoang Vu Tuyen / Unsplash

 

El negocio de los complementos dietéticos (fuentes concentradas de nutrientes destinadas a complementar la alimentación) va viento en popa. Las ventas han ido incrementándose año a año en España, especialmente desde la irrupción de la pandemia. Precisamente, en el año 2020, este sector facturó por primera vez más de 1.000 millones de euros. El fenómeno no obedece a un aumento considerable de los déficits nutricionales de los ciudadanos, sino principalmente a la potenciación del consumo injustificado de los complementos dietéticos motivada por un marketing engañoso.

Los reclamos publicitarios a través de diversos medios han ido sembrando la idea, poco a poco entre la población general, que el consumo de complementos es recomendable o incluso necesario para reforzar las defensas, potenciar la memoria, aumentar la vitalidad y la energía, prevenir las enfermedades cardiovasculares o el cáncer… Tales afirmaciones no están respaldadas por los ensayos clínicos realizados con personas sanas, sin problemas nutricionales. 

Entre los complementos dietéticos estrella destaca el colágeno. Los productos con esta proteína suelen tener un lugar destacado en las farmacias (por las ventas y el margen de beneficios que supone). Además, no son pocos los médicos que aconsejan su consumo para diversas indicaciones como proteger las articulaciones o disminuir el impacto de diversas enfermedades articulares como la artrosis, mejorar la salud de la piel y los músculos o prevenir la desmineralización de los huesos (que puede terminar en una osteoporosis).

El colágeno es la proteína más abundante del cuerpo humano y tiene una función fundamental: da estabilidad estructural a los diferentes tejidos (huesos, músculos, cartílago, piel, corazón, pulmón…), . Sin embargo, con la edad, la producción de esta proteína va disminuyendo, lo que influye, por ejemplo, en la aparición de arrugas en la piel. Por otro lado, en enfermedades como la artrosis (asociada al envejecimiento), se produce la destrucción del cartílago y de varias proteínas, como el colágeno.

Como el colágeno es una proteína esencial en la composición de multitud de tejidos donde da soporte y su producción disminuye conforme envejecemos, en algún momento a alguien se le ocurrió una idea, en apariencia lógica: ¿Por qué no tomamos colágeno para compensar ese déficit? Básicamente, la expectativa es que si ingerimos más colágeno, aportaremos más colágeno a nuestros tejidos. Lo que en la cultura popular conocemos como «de lo que se come, se cría».

Sin embargo, la realidad es puñetera. En primer lugar, el colágeno es una proteína enorme que no puede absorberse directamente en el intestino. Esto implica que antes tiene que degradarse en aminoácidos (glicina, prolina y lisina) para poder pasar a través de la barrera intestinal y llegar a la sangre. Una vez allí, estos aminoácidos se distribuyen por las diferentes células del cuerpo humano.  ¿Qué implica esto? Que cuando una persona toma complementos de colágeno (aunque sea hidrolizado), no se absorbe colágeno, sino sus elementos individuales: los aminoácidos. Estos aminoácidos, además, se van a utilizar en el cuerpo humano para producir también multitud de proteínas diferentes, no solo el colágeno. ¿Cómo sabe nuestro organismo que estas moléculas deben ir justamente a producir más colágeno y no otras proteínas? Pues no lo sabe. Tampoco hay ninguna prueba de que aportar más aminoácidos al cuerpo vaya a estimular la propia producción de colágeno en el organismo. De hecho, si la síntesis de esta molécula disminuye con la edad, lo más probable es que esto no se deba a un déficit de aminoácidos, sino al envejecimiento de las células que ya no son tan eficaces a la hora de producir colágeno.

No se trata solo de que el supuesto mecanismo de acción que explicaría el beneficio de los complementos de colágeno no tenga lógica alguna cuando se mira con detalle. Los estudios de más calidad con personas sanas han observado que estos productos tienen un efecto equivalente al placebo a la hora de proteger las articulaciones, atenuar los síntomas de la artrosis y tener otros beneficios para la salud. En ese sentido, la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), institución que se encarga de valorar periódicamente las alegaciones saludables de los productos alimentarios, concluyó en 2011 que no existía relación de causa y efecto entre el consumo de colágeno hidrolizado y el mantenimiento de las articulaciones. Años, más tarde, determinó que tampoco se habían demostrado efectos beneficiosos sobre la piel.

A toda la información anterior se une un dato clave: salvo que tengamos una dieta pobre en proteínas, en nuestra alimentación cotidiana ya incorporamos los nutrientes más que suficientes para absorber los aminoácidos necesarios para producir colágeno o cualquier otra proteína.  En otras palabras, con una dieta saludable y en personas sanas y sin requerimientos especiales, es absolutamente innecesario consumir complementos de colágeno. Porque, a diferencia de lo que afirma el popular refrán, la realidad es que: «de lo que se come, no se cría».

Para saber más:

La ciencia de la cosmética antioxidante contra los radicales libres
La ciencia del protector solar
La extraña paradoja tras los suplementos de vitamina D

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

El artículo Complementos de colágeno: de lo que se come, no se cría se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

James Webb Space (JWST) teleskopioa erabiliz, inoiz aurkitu den galaxia nano urrunena hauteman dute. Tom Broadhurst Euskal Herriko Unibertsitateko (UPV/EHU) Ikerbasque Research irakasle eta Donostia International Physics Centerreko (DIPC) irakasle elkartua parte den nazioarteko talde batek izan da ikerketaren egilea. Aurkikuntza honek adierazten du bilakaera-prozesu hierarkiko bat gertatu zela, zeinetan galaxia nanoetatik abiatuta —zeinak elkarrekiko grabitatearen eraginez elkartu baitziren— galaxia handiak sortu baitziren, hala nola Esne Bidea. Science aldizkarian argitaratu da azterlana.

Urruneko unibertsoko zenbait galaxiaren espektroak aztertuz, taldeak orobat baieztatu ahal izan zuen inoiz aurkitu den galaxia nano urrunena hauteman dutela. Broadhurstek azaldu duenez, “galaxia txiki eta argitasun oso gutxiko hori eratu zen lehenetariko bat izan zen, Big Bang-a gertatu eta 500 milioi urte soilik igaro ondoren, unibertsoaren bolumena gaur baino milaka aldiz txikiagoa zenean”.

Irudia: Koloretako irudiko 3 zirkuluak lehen planoan dauden galaxia-multzo distiratsuek handitutako galaxia urrunaren 3 irudiak dira. (Argazkia: ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly). (ESA/Webb, NASA & CSA, P. Kelly).

Broadhurst kide duen nazioarteko taldeak aukera du JWST teleskopioa denbora luzez erabiltzeko unibertso urruneko izarrak eta galaxiak ikertzeko grabitazio-lenteen bidez. Grabitazio-lenteen metodoan, objektu masiboak erabiltzen dira —hala nola galaxia-multzoak—, eta haien atzean dauden helburuen argitasuna eta tamaina handitzen dira. Urte hasierarako, taldeak aztertuak zituen teknika horren bidez zenbait izar eta galaxiaren espektroak, eta “zirrara handia sentitu genuen galaxiaren gorriranzko lerrakuntza handi hori hauteman genuenean”. Azken behaketei esker, taldeak baieztatu ahal izan du “galaxia horren distantzia zenbatetsia fidagarria dela % 100ean, gai izan ginelako haren espektroan elementu bereizgarriak hautemateko, hala nola hidrogenoa, karbonoa, oxigenoa eta neoia, zeinak haren gas berotik baitatoz.”

Ustekabeko aurkikuntza

Galaxia horren tamaina neurtuta, jakin ahal izan da oso argitasun gutxiko galaxia nano bat dagoela 13.200 milioi argi-urtera. Neurketa horiek egitea posible izan da “James Webb teleskopioaren bereizmen handiari esker, zeina konbinatu baita lehen planoan dagoen eta lente erraldoi gisa jokatzen duen galaxia-multzo masibo horren handipen-gaitasunarekin”, azaldu du irakasleak. Broadhurst espektroskopista esperientziaduna eta grabitazio-lenteen aditua denez, haren lanaren parte bat izan da “galaxia horren espektroa interpretatzea eta handipena zenbatestea, kasu honetan lente gisa balio izan duen galaxia-multzo handi baten grabitazio-eremuaren eredua erabiliz”.

Ikertzaileak azaldu duen bezala, “galaxia hori ez zen gure lehenengo helburua, baina, zorionez James Webb teleskopioarekin lortutako irudietan agertu zenez, erabaki genuen espektroskopia osagarriaren helburuen zerrendan sartzea”. Ustekabeko aurkikuntza horren ondorioz, taldeak ondorio hau atera du: “oso litekeena da argitasun gutxiko galaxia nano mota hori ohikoa izatea unibertso goiztiarrean sortutako lehen galaxietan, grabitazio-lentea erabiltzen ez duten beste talde batzuek baieztatutako galaxia distiratsuak izan ordez”.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Inoiz hautemandako galaxia nano urrunena aurkitu dute

Erreferentzia bibliografikoa:

Williams, Hayley; Kelly, Patrick L.; Chen, Wenlei; Brammer, Gabriel; Zitrin, Adi; Treu, Tommaso; Scarlata, Claudia; Koekemoer, Anton M.; Oguri, Masamune; Lin, Yu-Heng; Diego, Jose M.; Nonino, Mario; Hjorth, Jens; Langeroodi, Danial; Broadhurst, Tom; Rogers, Noah; Perez-Fournon, Ismael; Foley, Ryan J.; Jha, Saurab; Filippenko, Alexei V.; Strolger, Lou; Pierel, Justin; Poidevin, Frederick; Yang, Lilan (2023). A magnified compact galaxy at redshift 9.51 with strong nbular emission lines. Science. DOI: DOI: 10.1126/science.adf5307

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