Feed aggregator

Gisela Baños

Ez dut inolako azalpenik ezagutzen, Wade irakasleak jaurti duena izan ezik. Baina bere teoriak laugarren dimentsioa nahasten du, bai eta espazio mota teorikoei buruzko eztabaida ere. Espazioko bihurduraz hitz egitea txorakeria iruditzen zait, beharbada, ez naizelako matematikaria. Esan nuenean ezerk ez zuela aldatuko lekua zortzi mila miliara egotea, erantzun zuen bi puntu egon daitezkeela yarda batera paperezko orri batean eta, hala ere, papera tolestuz elkartu daitezkeela. Irakurleak agian ulertuko du argudio hori, baina nik ez, egia esan.

Testu zati honetan, dibulgazio zientifikoaren esparruan zizare zulo baten funtzionamendua azaltzeko gehien agertu diren irudietako bat detektatuko zuten askok: bere buruaren gainean tolesten den paperarena, elkarrengandik urrun dauden bi puntu hurbiltzeko. Interstellar filmean horren adibide ezin hobea aurkitzen dugu. Ezer berririk ez, printzipioz, H. G. Wellsek 1894an ―Denboraren makina baino urtebete lehenago― argitaratu zuen kontakizun baten aurrean gaudelako ez balitz: «The Remarkable Case of Davidson’s Eyes» («Davidsonen begien kasu aparta»).

1. irudia: zientzia dibulgazioaren esparruan, plano baten irudia erabiltzen da, eta plano hori bere buruaren gainean tolesten da zizare zuloaren kontzeptua irudikatzeko. Interstellar filmean, adibidez, Romilly doktoreak paper zati bat eta arkatz bat erabiltzen ditu Cooperri azaltzeko. (Argazkia: Panzi – CC BY 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons).

Kasu honetan, H. G. Wells-ek ez zuen bere planteamendua bidaia espazial baten testuinguruan egin, baizik eta zientzialari baten testuinguruan, zeinak, ekaitz batean laborategiko istripu baten ondoren ―zientzia fikzioan gehien erabili den klixeetako bat―, lurreko urrutiko tokiak behatzeko gaitasuna eskuratzen baitu, aldi baterako. Hala ere, idazle ingelesa ez zen asko desbideratu espekulatzean, erlatibitate bereziaren teoria garatu baino hamarkada bat lehenago eta erlatibitate orokorra garatu baino bi hamarkada lehenago, espazioan eta, ondoren, denboran dimentsio gehigarriak izateko aukerarekin.

2. irudia: H. G. Wells idazle britainiarrak denboran laugarren dimentsio bat izateko aukerarekin espekulatzeaz gain, espazioan dimentsio gehigarri bat izateak zer esan nahi zuen ere planteatu zuen. (Argazkia: George Charles Beresford – domeinu publikoko irudia Iturria: Wikimedia Commons).

Zaila da jakitea fisika erlatibistaren popeetakoren batek noizbait «The Remarkable Case of Davidson’s Eyes» irakurri ote zuen, eta, hala izan balitz, une jakin batean haietakoren bati inspirazio gisa balio izan ote zion. Ez dago frogarik, ezta lekukotasunik ere, baina horrek, ziur aski, are bereziagoa egiten du kontakizun hau.

Zizare zuloen norabidera jo zuen erlatibitate orokorraren teoriaren lehen soluzioa ―edozein motatako lehen soluzioa, egian esan― teoria argitaratu eta urtebetera agertu zen, 1916an. Urte hartan, Karl Schwarzschildek izar baten lehen «eredu erlatibista» kalkulatu zuen, eta ohartu zen denbora, Einsteinek aurreikusi bezala, motelago igarotzen zela grabitate eremua zenbat eta handiagoa izan astroaren inguruan. Era berean, iragarri zuen, dentsitate kritiko batetik aurrera, denbora, zuzenean, gelditu egingo zela, eta horrek berezitasun matematikoa eragiten zuela. Modu teorikoan eta lehen aldiz zulo beltz estatiko bat deskribatzen ari zen. Baina beste zerbait ere bazegoen, Schwarzschilden metrikak kontrako zeinua zuen soluzio bat baitzeraman inplizituki: zulo zuri bat. Urte hartan bertan, Ludwig Flamm fisikari austriarrak ikusi zuen Schwarzschilden soluzioa geometrikoki interpreta zitekeela espazio-denboraren bi punturen arteko konexio edo zubi gisa, edo, bestela esanda, zizare zulo gisa.

Flammen interpretazioak ez zuen oihartzun handirik izan bere garaian. Bi hamarkada igaro beharko ziren Albert Einsteinek eta Nathan Rosenek bide bera esploratu eta azkenean Einstein-Rosen zubia deitu zitzaiona planteatzeko. «Zizare zuloa» izena John Wheelerrek sortu zuen 1957an.

XX. mendearen lehen erdian bidaia espazialak zientzia fikzioan behin eta berriz errepikatzen ziren arren, zizare zuloen erabilera, zentzu modernoan, izarrarteko garraio sare gisa, hirurogeita hamarreko hamarkada ingurura arte ez zen ezagun egin, besteak beste, Joe Haldemanen The Forever War (Gerra amaigabea) lanari esker. Eleberri horretan, zizare zuloak kolapsatu ―collapsar, jatorrizko ingelesean― izen exotikoa du, eta haren deskribapena nahiko lausoa da:

Duela hamabi urte, nik hamar urte nituela [ez da akatsa, eleberriak ere kontuan hartzen du denbora erlatibistaren dilatazioa], kolapsatu jauzia aurkitu zuten. Nahikoa zen objektu bat kolapsatu baten aurka jaurtitzea, galaxiaren beste alde batean agertzeko.

Ziurrenik, zientzia fikziozko literaturan zizare zulo baten lehen agerpena, zentzurik zorrotzenean, Carl Saganen Contact izan zen. Eta ez zatekeen horrela izango dibulgatzaileak ez balio eleberriaren eskuizkribua fisika erlatibistan espezializatutako Caltecheko lankide bati pasa: Kip Thorne.Hasiera batean, Ellie Arrowayren, Devi Sujavatiren, Vaygay Lunacharskyren, Xi Qiaomuren eta Abonneba Edaren bidaia galaktikoa Makinan zulo beltzetan zehar jauzi batzuk egitea izango zen, baina Thornek Sagani iradoki zion zizare zuloekin ordezteko. Eta hori, egia esan, zientzia fikzioak askotan zientziarekin atzamarrak ez harrapatzeko erabiltzen duen baliabideetako bat da: hobe da beti ideia teorikoak espekulatu daitekeen eremu gris batzuekin erabiltzea, zerbaitekin jokatzea baino. Kasu horretan zulo beltz bat zen, zeinaren existentzia ez zegoen frogatuta, baina fisikarien artean oso onartuta zegoen.

Zientzia erreala eta espekulazioa bereizten dituen lerro mehe horretan mugituz, gure ezjakintasunak zabalik uzten dituen aukerak balia daitezke, baina diziplina baten oinarri guztiak suntsitu gabe. Une hartan nahiko argi zegoen inor ez zela bizirik aterako zulo beltz batera erori ostean; baina zizare zulo batera erori ostean, nork daki?

Schwarzchild, Flamm eta Einstein-Rosenen soluzioak ibilgaitzak ziren ―kolapsatzen zuten zeharkatzen saiatuz gero―, baina Kip Thornek eta bere ikasleetako batek, Mike Morrisek, zeharkatu zitekeen bat aurkitu zuten 1988an. Eraikuntza teoriko bat besterik ez zen arren, frogatu zuten, matematikoki behintzat, Einsteinen ekuazioek igarotzeko moduko zizare zuloen soluzioak onartzen zituztela. Kasu honetan, badirudi zientzia eta zientzia fikzioa begizta perfektu batean berrelikatu zirela.

3. irudia: Carl Saganen Contact eleberria eta Kip Thorne eta Mike Morrisen zeharkatzeko moduko zizare zuloaren eredua oso lotuta daude. (Iturriak: Editorial Nova / American Journal of Physics)

Eta antzeko begizta batek, berriz ere, artikulu honen hasierara garamatza, hain zuzen ere Kip Thorne aholkulari zientifikoa izan baitzen 2014an estreinatu zen Interstellar filmean. 1

Ez da beti erraza bidaia espazialen problematika konpontzea zientzia fikzioan, batez ere zientziari ahalik eta leialen izaten saiatzen garenean. Gizakion bizitzaren iraupena oso laburra da gaur egungo teknologiarekin hurbilen dugun izarrera iristeko beharko genukeen denborari dagokionez, baina fisikak, kasu honetan, baliabide asko jartzen ditu gure eskura pentsamendu magikora jo nahi ez badugu. Zizare zuloak eta beste ideia moderno asko dira baliabide horietako batzuk. Azken batean, eta poetak esango lukeen bezala:

Aurkitu beharreko zientzia bizitzaren iturrietara

iristen ez den bitartean

eta itsasoan edo zeruan amildegi bat badago,

kalkuluari eusten diona…

Zientzia fikzioa izango dugu!

Bueno, beharbada ez zuen hori esan zehazki…

Oharra:

1 Kip Thornek Fisikako Nobel saria jaso zuen 2017an, Rainer Weiss eta Barry C. Barishekin batera, baina beste arrazoi batengatik: «LIGO detektagailuari egindako ekarpen erabakigarriengatik eta grabitate uhinak behatzeagatik».

Erreferentzia bibliografikoak:

• Einstein, A.; Rosen, N. (1935). The particle problem in the general theory of relativity. Physical Review 48, 73. DOI: 10.1103/PhysRev.48.73
• Flamm, Ludwig (1916). Beiträge zur Einsteinschen Gravitationstheorie. Physikalische Zeitschrift, 17, 448.
• Haldeman, J. (1978) [1974]. La guerra interminable. EDHASA.
• Morris, M. S. y Thorne, K. S. (1988). Wormholes in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity. American Journal of Physics, 56, 395-412.
• Poundstone, W. (1999). Carl Sagan. A life in the cosmos. Henry Holt.
• Sagan, C. (2018) [1985]. Contacto. Nova.
• Schwarzschild, K. (1916). Über das Gravitationsfeld eines Massenpunktes nach der Einsteinschen Theorie. Sitzungsberichte der Königlich Preussischen Akademie der Wissenschaften: 189-196.
• Wells, H. G. (2019) [1894]. El extraordinario caso de los ojos de Davidson. En Cuentos completos. Valdemar.
• Wells, H. G. (1985). La máquina del tiempo.

Egileaz:

Gisela Baños zientzia, teknologia eta zientzia fikzioaren dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko urriaren 3an: Agujeros de gusano: puentes entre ciencia y ficción.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

The post Zizare zuloak: zientzia eta fikzioaren arteko zubiak appeared first on Zientzia Kaiera.

Emmy Noether demostró que las leyes físicas fundamentales son solo una consecuencia de simetrías simples. Un siglo después, sus ideas siguen dando forma a la física.

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

Ilustración: Kristina Armitage / Quanta Magazine

En el otoño de 1915, los cimientos de la física empezaron a resquebrajarse. La nueva teoría de la gravedad de Einstein parecía implicar que debería ser posible crear y destruir energía, un resultado que amenazaba con trastocar dos siglos de pensamiento en la física.

La teoría de Einstein, llamada relatividad general, transformó radicalmente el significado del espacio y el tiempo. En lugar de ser telones de fondo fijos de los acontecimientos del universo, el espacio y el tiempo eran ahora personajes por derecho propio, capaces de curvarse, expandirse y contraerse en presencia de materia y energía.

Un problema con este espacio-tiempo cambiante es que, a medida que se estira y se encoge, la densidad de la energía en su interior cambia. Como consecuencia, la ley clásica de conservación de la energía que describía toda la física no encajaba en este marco. David Hilbert, uno de los matemáticos más destacados de la época, identificó rápidamente este problema y se propuso, junto con su colega Felix Klein, tratar de resolver este aparente fallo de la relatividad. Cuando no pudieron resolverlo, Hilbert le pasó el problema a su asistente, Emmy Noether, de 33 años.

Noether era asistente solo de nombre. Ya era una matemática formidable cuando, a principios de 1915, Hilbert y Klein la invitaron a unirse a ellos en la Universidad de Gotinga. Pero otros miembros de la facultad se opusieron a contratar a una mujer, y a Noether se le impidió unirse a la facultad. A pesar de todo, pasaría los siguientes tres años presionando la falla que separa la física de las matemáticas, lo que finalmente desencadenó un terremoto que sacudiría los cimientos de la física fundamental.

En 1918, Noether publicó los resultados de sus investigaciones en dos teoremas fundamentales. Uno explicaba las leyes de conservación en pequeñas regiones del espacio, una proeza matemática que más tarde resultaría importante para comprender las simetrías de la teoría cuántica de campos. El otro, ahora conocido simplemente como el teorema de Noether, dice que detrás de cada ley de conservación se esconde una simetría más profunda.

En términos matemáticos, una simetría es algo que le puedes hacer a un sistema sin que cambie. Consideremos el acto de rotación. Si comenzamos con un triángulo equilátero, veremos que podemos rotarlo en múltiplos de 120 grados sin que cambia su apariencia. Si comenzamos con un círculo, podemos rotarlo cualquier ángulo. Estas acciones sin consecuencias revelan las simetrías subyacentes de estas formas.

Pero las simetrías van más allá de la forma. Imagina que haces un experimento, luego te mueves 10 metros hacia la izquierda y lo vuelves a hacer. Los resultados del experimento no cambian, porque las leyes de la física no cambian de un lugar a otro. Esto se llama simetría de traslación.

Ahora espera unos días y repite el experimento. Los resultados no cambian, porque las leyes de la física no cambian con el paso del tiempo. Esto se llama simetría de traslación temporal.

Noether comenzó con simetrías como estas y exploró sus consecuencias matemáticas. Trabajó con la física establecida utilizando una descripción matemática común de un sistema físico, llamada lagrangiano.

Como la mayoría de los académicos judíos en Alemania, Emmy Noether fue despedida tras la llegada al poder de los nazis. Más adelante, ese mismo año se fue al Bryn Mawr College en los EE. UU. y murió después de una cirugía de cáncer en 1935. Tenía 53 años. Fuente: Archivos del Bryn Mawr College

En este punto, la intuición de Noether trascendió los símbolos en la página. Sobre el papel, las simetrías no parecen tener ningún impacto en la física del sistema, ya que no afectan al lagrangiano. Pero Noether se dio cuenta de que las simetrías deben ser importantes desde el punto de vista matemático, ya que limitan como puede comportarse un sistema. Trató de determinar cuál debería ser esta restricción y, de las matemáticas del lagrangiano, surgió una cantidad que no puede cambiar. Esa cantidad corresponde a la propiedad física que se conserva. El impacto de la simetría había estado oculto bajo las ecuaciones todo el tiempo, fuera de la vista.

En el caso de la simetría de traslación, el momento total del sistema nunca debería cambiar. En el caso de la simetría de traslación temporal, la energía total de un sistema se conserva. Noether descubrió que las leyes de conservación no son axiomas fundamentales del universo, sino que surgen de simetrías más profundas.

Las consecuencias conceptuales son difíciles de exagerar. Los físicos de principios del siglo XX se sorprendieron al darse cuenta de que un sistema que rompe la simetría de traslación temporal puede romper con ella la conservación de la energía. Ahora sabemos que nuestro propio universo hace esto. El cosmos se está expandiendo a un ritmo acelerado, estirando la luz sobrante del universo primitivo. El proceso reduce la energía de la luz a medida que pasa el tiempo.

“Antes del teorema de Noether, el principio de conservación de la energía estaba envuelto en misterio”, escribió el físico y matemático Feza Gürsey en 1983. “… La formulación matemática simple y profunda de Noether hizo mucho por desmitificar la física”.

El teorema de Noether también ha influido en el mundo cuántico. En la década de 1970, desempeñó un papel importante en la construcción del Modelo Estándar de la física de partículas. Las simetrías de los campos cuánticos dictan leyes que restringen el comportamiento de las partículas fundamentales. Por ejemplo, una simetría en el campo electromagnético obliga a las partículas a conservar su carga.

El poder del teorema de Noether ha inspirado a los físicos a buscar la simetría para descubrir nueva física. Más de un siglo después, las ideas de Noether siguen influyendo en la forma de pensar de los físicos.

“Hay mucho que todavía nos queda por aprender si reflexionamos sobre el teorema de Noether”, afirma el físico matemático John Baez. “Tiene capas y capas de profundidad”.

 

 

El artículo original, How Noether’s Theorem Revolutionized Physics, se publicó el 7 de febrero de 2025 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Cómo el teorema de Noether revolucionó la física se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Josu Doncel

Segida matematikoak arau bat jarraitzen duten zenbaki multzoak dira. Adibiderik ezagunena Fibonacci-ren segida da. Fibonacci-ren segida era honetan definitzen da: a0=1 eta a1=1 badira, orduan bat baino hertsiki handiagoa den edozein n-rako, an=an-1+an-2 izango da.  Segida hori untxi kopurua aztertzeko erabili zuen Fibonacci-k, baina urteak pasatu ondoren, segida horren beste hainbat aplikazio aurkitu dira, batez ere naturan (ikusi loreetako adibidea: esteka).

Artikulu honetan beste segida matematiko bat ikusiko dugu, Catalanen zenbakiak alegia. Segida matematiko hori Eugene Charles Catalan matematikari belgikarrak asmatu zuen. Segida ulertzeko, adibide bat ikusiko dugu.

Demagun n x n tamainako taula bat dugula (xake taula bat esate baterako). Taula horretako behean eta ezkerrean dagoen izkinetik goian eta eskuinaldean dagoen izkinera joan nahi dugula pentsatuko dugu. Horretako, bakarrik eskuinera edo gora jo ahal dugu eta eta ezin dugu taularen diagonala gurutzatu. Gure helburua lortzeko behar den mugimendu kopurua n-ren araberakoa izango da. Horrela, 1 x 1 tamainako taularen kasuan, modu bakarra dago; lehenik eskubitara eta gero igotzea (ikusi azaldutako bidea gorriz).

Aldiz, 2 x 2 tamainako taula bat kontuan hartzen badugu, bi modu ezberdinez lortu ahal dugu gure helburua, beheko irudietan ikusten den bezala.

Gainera, 3 x 3 tamainako taula bat hartuz gero, 5 modu ezberdinez lortu daiteke gure helburua:

Eta zenbat modu ezberdinez egin daiteke 15 x 15 tamainako taula bat kontuan hartzen badugu? Catalanen zenbakiak erabiliz, erantzuna 9.694.845 dela ikusiko dugu artikulu honetan.

Beste adibide bat ikusiko dugu orain. Suposatu n aldeko poligono bat dugula eta jakin nahi dugu zenbat  modu ezberdinetan triangulatu daitekeen (gogoratu poligono bat triangulatzea hirukiz osatzea dela). Alegia, hiruki bat edukiz gero, modu bakarrean triangulatu daiteke, baina karratu bat bi modu ezberdinetan (ikusi beheko irudiak).

Orain, pentagono bat dugula pentsatuko dugu eta, kasu honetan, 5 modutan triangulatu ahal dela ikusten da beheko irudian:

Beraz, 18 aldeko poligono bat zenbat modutan triangulatu daiteke? Catalanen zenbakiak erabiliz, kasu honetan ere erantzuna 9.694.845 dela ikusiko dugu.

Konbinatoria matematikako arlo bat da, kontaketak aztertzen dituena. Konbinatorian erabiltzen den kontaketa-metodorik ezagunetariko batek errekurtsibitatean du oinarri; alegia, zaila den problema bat ebazteko, haren bertsio sinpleagoaren soluzioa erabiltzea. Horrela, bertsio sinpleetan kontaketa egitea erraza dela kontuan hartuz, metodo errekurtsiboarekin edozein kontaketa egin daitekeela ondoriozta daiteke.

Ikus dezagun errekurtsibitatea poligonoen adibidean aplikatzen dela. Horrela, hiruki bat hartuz, behin baino ezin da triangulatu; beraz, a1= 1 lortzen dugu. Gainera, goian ikusi dugun moduan, lauki bat hartuz gero, bi aldiz triangulatu daiteke; hortaz, a2 = 2 lortzen dugu. Orain, pentagonoa hartuko dugu eta haren oinarrian alde bat duen hiruki bat jartzeko hiru modu ezberdin daudela ikus daiteke honako irudian:

Ezkerreko pentagonoan berdez irudikatutako hirukiak lauki bat du alde batean eta ez du poligonorik bestean. Ohartu laukia, berriz, bi modu ezberdinez triangulatu daitekeela (hots, a2 modu ezberdinetan triangulatu daitekeela). Beraz, ezkerreko irudia a2 bider a0 modu ezberdinez triangulatu daiteke. Erdiko pentagonoaren kasuan, hiruki berdeak hiruki bana du alboetan. Ondorioz, a1 bider a1 modu ezberdinez triangulatu daiteke erdiko pentagonoa. Bukatzeko, eskuineko pentagonoak lauki bat du alde batean eta ez du ezer poligonorik bestean; hortaz, a0 bider a2 modu ezberdinez triangulatu daiteke. Horiek horrela, pentagono bat triangulatzeko modu ezberdin kopurua  a2 * a0 +  a1 * a1 + a0 * a2  da. Eta a0 = 1 bada, honakoa lortzen dugu 2 * 1 + 1 * 1 + 2 * 1 = 5. Horiek horrela, a3 = 5 argitzea lortu dugu.

Hexagono bat hartuz gero, aurreko arrazoiketa berdina jarraituz, honakoa lortuko dugu:  a4 = a3 * a0 +  a2 * a1 +  a1 * a2 + a0 * a3 . Eta kontuan hartuta orain arte lortu duguna (hau da, a3 = 5, a2 = 2, a1 = 1 eta a0 = 1 betetzen dela), honako emaitza lortzen dugu: a4 = 5 * 1 + 2 * 1 + 1 * 2 + 1 * 5 = 14.  Beraz, hexagono bat 14 modu ezberdinetan triangulatu daiteke.

Aurkeztutako metodologiarekin jarraituz gero, an = an-1 * a0  + an-2 * a1  + … + a1 * an-2 + a0 * an-1  dugula frogatu daiteke. Formula errekurtsibo honen bidez, an-1 , an-2 , … a1  eta a0 jakinda, Catalen zenbakien segidaren n elementuaren balioa kalkulatu daiteke. Horrela, n=15 kasurako 9.694.845 balioa lortzen dugu; hau da, Catalanen zenbakien segidaren 15. elementua 9.694.845 da. Edo beste modu batean esanda, 18 albodun poligono bat  9.694.845 modu ezberdinetan triangulatu daiteke.

Egileaz:

Josu Doncel Matematikan doktorea da eta UPV/EHUko Matematika Saileko irakaslea.

The post Catalanen zenbakiak appeared first on Zientzia Kaiera.

Las plantas y otros organismos fotosintéticos fijan el CO2 y elaboran carbohidratos. Los animales no podemos hacer la fotosíntesis y aprovechar directamente la energía de la luz solar. No obstante, algunos animales establecen relaciones de simbiosis con organismos unicelulares fotosintéticos. Estos organismos reciben el nombre de zooxantelas y generalmente son dinoflagelados del género Symbiodinium, aunque pueden ser algas de diferentes tipos.

Las zooxantelas obtienen protección y elementos inorgánicos de su hospedador, y a cambio le proporcionan moléculas orgánicas. El caso más conocido de esta fotosimbiosis es el de los corales arrecifales. De hecho, el gravísimo problema conocido como blanqueo del coral se debe a la expulsión de las zooxantelas a causa de cambios medioambientales que provocan estrés en los corales.

Además de los corales, otros casos de fotosimbiosis se registran en esponjas, medusas o moluscos. Un caso excepcional es el gasterópodo Elysia chlorotica, la babosa esmeralda. Su color verde se debe a que se alimenta de algas, pero almacena los cloroplastos en divertículos digestivos en los que se sigue produciendo la fotosíntesis.

Figura 1. El cárdido Tridacna crocea expone su manto a través de la abertura entre las valvas. Los intensos colores se deben a la simbiosis con zooxantelas fotosintéticas y a los iridóforos, células que reflejan la luz ultravioleta. De David Witherall y Sarah Davies, CC BY 3.0

Varios grupos de moluscos lamelibranquios o bivalvos también aparecen asociados con zooxantelas, pero solo en dos de ellos se puede hablar de simbiosis obligada, sin la cual la supervivencia del molusco está comprometida. Los dos casos pertenecen a la familia de los cárdidos. Aquí encontramos a las famosas tridacnas, las almejas gigantes, que pueden alcanzar más de un metro de longitud y 300 Kg de peso (Figura 1). Se calcula que entre el 75% y el 90% de su nutrición deriva de la fotosíntesis. El segundo grupo de bivalvos con zooxantelas incluye a los berberechos de la subfamilia Fraginae, que tienen la característica forma de corazón que da nombre a los cárdidos (Figura 2).

Figura 2. Dos ejemplares del berberecho Corculum cardissa. Abajo los vemos iluminados desde el interior, lo que permite apreciar las ventanas que dejan pasar la luz. De McCoy et al. (2024). CC BY-NC-ND 4.0

En ambos casos las zooxantelas se ingieren durante el crecimiento de larvas y juveniles, y se almacenan en complejos divertículos del tubo digestivo. El problema es que estas zooxantelas necesitan exposición a la luz solar, y esto no es sencillo en un animal con valvas calcáreas. Las grandes tridacnas solucionan esto manteniendo sus valvas abiertas, incluso exponiendo su manto fuera de ellas (Figura 1). Sin embargo, los pequeños berberechos se mantienen cerrados y reciben la luz a través de sus conchas. ¿Cómo es posible?

Un estudio de las universidades de Chicago y Stanford, liderado por la Dra. Dakota McCoy, ha revelado las sorprendentes adaptaciones de Corculum cardissa para llevar la luz solar a sus zooxantelas. Este pequeño berberecho (3-4 cm) permanece semienterrado en la arena, exponiendo una zona aplanada de sus valvas al exterior. En esa zona existen una serie de pequeñas ventanas de forma variable que permiten el paso de la luz (Figura 2). Podría pensarse que se trata de zonas adelgazadas de la concha, pero no es así. De hecho, estas ventanas pueden ser más gruesas que las áreas opacas de la valva. ¿Cómo permiten el paso de la luz?

Figura 3. Sección de la concha de C. cardissa a nivel de las ventanas. La figura superior muestra una microlente asociada a la ventana. Obsérvese la presencia de finísimos prismas de aragonito que actúan como fibras ópticas. Escala= 0,5 mm. De McCoy et al. (2024). CC BY-NC-ND 4.0

El estudio de McCoy y sus colaboradores ha mostrado que las ventanas están formadas por haces de finísimos cristales de aragonito (una forma cristalina del carbonato cálcico) de un micrómetro de diámetro, que funcionan como auténticas fibras ópticas (Figura 3). No se trata de que estos cristales sean transparentes y dejen pasar la luz, sino que la conducen a lo largo del cristal con mínimas pérdidas. De hecho, si se superpone el haz de fibras sobre una imagen, la imagen aparece proyectada en la superficie contraria.

La transmisión de la luz a través de las fibras de aragonito está optimizada para ser mucho mayor en las longitudes de onda largas (luz naranja y roja) y mucho menor en las cortas (radiación ultravioleta, perjudicial para las zooxantelas) (Figura 4). La luz roja produce una mayor eficiencia fotosintética a diferencia de la luz verde, que es reflejada. Precisamente por esto las plantas son verdes.

Figura 4. Esquema de la transmisión de luz por las fibras de aragonito. La microlente condensa la luz en un haz que penetra en el manto hasta alcanzar las zooxantelas, albergadas en divertículos del sistema digestivo. A la derecha vemos cómo la máxima transmisión de luz se produce en las mayores longitudes de onda (naranja/rojo), más adecuadas para la fotosíntesis (11-62%, con una media del 31%). Los rayos ultravioletas, perjudiciales, son filtrados (5-28%, con una media del 14%)

Las ventanas ocupan aproximadamente la mitad de la superficie de la concha expuesta a la luz. El resto está formado por cristales de aragonito en forma de láminas entrecruzadas, lo que da mayor solidez a la concha que la disposición en fibras. Existe, por tanto, un compromiso entre resistencia mecánica y transmisión de luz. En una parte de las ventanas, bajo el haz de fibras ópticas, hay un abultamiento que funciona como lente, concentrando la luz en un haz de 1 mm de diámetro y permitiendo una mayor penetración en los tejidos blandos (Figura 4).

Los parámetros del haz de fibras han mostrado que son el sistema óptimo para la transmisión de luz, tanto en lo que se refiere a su orientación (perpendicular a la superficie), su diámetro (1 m) e incluso el eje óptico elegido. El aragonito es un mineral ópticamente anisótropo. Esto significa que su índice de refracción es diferente en los tres ejes espaciales. Las fibras de aragonito están orientadas de acuerdo con el eje de mayor índice de refracción, orientación que coincide con la máxima eficiencia óptica. Cualquier otra disposición, según las simulaciones hechas con ordenador, resulta en una menor transmisión de luz.

Según los autores del artículo, este constituye el primer caso de haces de fibras ópticas encontradas en un ser vivo. Solo algunas espículas de esponjas tienen propiedades ópticas similares, aunque es dudoso que tengan utilidad relacionada con la transmisión de la luz. Por otro lado, solo se conoce otro caso de lentes aplicadas a la fotosíntesis: ciertas células epidérmicas de plantas angiospermas. En conclusión, las adaptaciones de Corculum cardissa para suministrar luz a sus fotosimbiontes son realmente extraordinarias.

Referencias

McCoy, D.E., Burns, D.H., Klopfer, E. et al. (2024). Heart cockle shells transmit sunlight to photosymbiotic algae using bundled fiber optic cables and condensing lenses. Nat Commun. doi: 10.1038/s41467-024-53110-x

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

 

El artículo Berberechos equipados con fibra óptica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

UPV/EHUko Gureiker taldeak egindako azterketaren emaitzek erakutsi dute nolako garrantzia duten komunitate medikoak eta osasunaren inguruko erakundeek argitaratutako edukiek eta nolako indarra duten istorio pertsonalek itxaropen eta laguntza gisa. Taldeak nabarmendu duenez, beharrezkoa da “medikuntzak egiazko informazioa zabaltzea sare sozialetan eta denen eskura jartzea”.

Gureiker diziplina anitzeko ikerketa-taldea osatzen duten Euskal Herriko Unibertsitateko (UPV/EHU) Gizarte eta Komunikazio Zientzien Fakultateko irakasleek bularreko minbiziari buruzko erreprodukzio-zerrenda bat aztertu dute (mundu guztiko 1.247 bideoz osatua, YouTubek biltegiratu eta gaixotasun horri buruzko edukiak ikusi nahi direnean eskaintzen duena). Taldearen helburua da komunikazio-ahalmen handieneko bideoak identifikatzea, bai eta gaiari buruz mezuak eta iruzkinak argitaratzen dituztenen kezkak ere.

Irudia: bularreko minbizia da emakumeen artean ohikoena eta estres emozionala arintzeko baliagarri izan daitezke sare sozialak, informazioa eta babesa eskainiz. (Argazkia: Peter Olexa – pexels lizentziapean. Iturria: Pexels.com)

Azterketan, YouTuben gaiaren inguruan sortzen diren komunitateak aztertu dituzte, eta, Kazetaritza Saileko María Ganzabal irakasleak nabarmendu duenez, “bi komunitatek edo erabiltzaile-motak dute eragin handiena”. Adierazi duenez, haietako bat “rol kolektiboko kanalak, hala nola klinika, ospitale, fundazio, paziente-elkarte eta hedabideak” dira; eta bestea “profil indibidualak dira, gehienak medikoak, baina badira pazienteak eta pertsonaia publikoen profilen batzuk ere; adibidez, Shannen Doherty aktorearena”.

Ganzabalek azaldu duenez, “beren esperientziak kontatuz edukia sortzeko beharra duten” emakumeen komunitateek osatutako talde garrantzitsu bat detektatu dute. Testigantza indibidual horietan, “bularreko minbizirako tratamenduak deskribatzen dituzte, bai tratamendu-fasean daudenek, bai dagoeneko gainditu dituztenek; beren beldurrak, borrokak eta itxaropenak kontatzen dituzte”. Beste komunitate-mota bat ere aipatu du: minbizi-mota horri lotutako nutrizioari eta ariketa fisikoari lotutako informazioa ematen dutenena.

Youtubeko bideoetako iruzkinen azterketak erakutsi duenez, gehienek “ematen duten informazio baliagarria eskertzea dute helburu”. Ganzabalek dioenez, “esker oneko komunitatea da: sororitate handia, laguntza handia eta gorroto-eduki edo eduki maleziatsu gutxi dago”. Adierazi du, halaber, istorio pertsonalak garrantzitsuak direla “itxaropen- eta laguntza-iturri gisa, gaixotasuna jasaten ari diren pertsonentzat”.

Sare sozialak beti ez dira deabrutu behar

Osasunaren Mundu Erakundearen arabera, mundu mailako emakumeen artean bularreko minbizia da kartzinoma ohikoena eta heriotza-kausa arruntena. 2022an, mundu guztian 2,3 milioi kasu diagnostikatu ziren. Minbiziaren diagnostikoa eta tratamendua oso estresagarriak dira, eta traumatikoak ere izan daitezke gaixoentzat. Ikertzaileek diotenez, “angustia eragin dezakete bizi guztirako, zeina, neurri batean, arindu egin baitaiteke YouTubera eta beste sare sozial eta plataforma batzuetara joz informazio espezializatua bilatzeko, gaixoek bizi izan duten prozesu emozionala partekatzeko eta antzeko egoera bat igarotzen ari diren emakumeen laguntza bilatzeko”.

Azterketaren emaitzek erakutsi dute zer-nolako garrantzia duten komunitate medikoak eta osasunaren inguruko erakundeek YouTuben argitaratutako edukiek. Aldiz, TikTokeko bideoetan, beste joera bateko bideoak agertzen dira. Izan ere, EHUko kazetaritza-ikertzaileak egiten ari diren beste ikerketa batean, gorroto-mezu gehiago, sasimedikuen parte-hartze handiagoa, etab. ikusi dituzte.

Ikertzaileen ustez, “beharrezkoa da medikuntzak egiazko informazioa zabaltzea sare sozialetan eta denen eskura jartzea”. Ganzabal irakasleak ondorioztatu duenez, “sare sozialak ez dira beti deabrutu behar. Garrantzitsua da komunitate medikoak gaixotasun honen eta beste edozein gaixotasunen arazoen berri ematea eta emakumeei informazioa bilatzen eta babesa aurkitzen lagunduko dieten edukiak antolatzea, gaixotasuna ahalik eta hobekien eramateko”.

Azterketa egiteko, Profesional de la Información aldizkarian argitaratua, sare sozialak aztertzeko teknika erabili da. Metodologia horrek “gaiari buruzko erabiltzaileen artean eragin handikoenak identifikatzeko aukera ematen duen algoritmo bat baliatzen du. Algoritmo horrek aztertzen du nola eragiten dioten edukiek elkarri, eta puntuazio bat esleitzen dio bideo bakoitzari. Zenbat eta handiagoa izan bideo baten autoritate-balioa, orduan eta sareko eduki gehiagok jartzen dute haren esteka gaiari buruzko informazio-iturri garrantzitsu gisa, edo konexio gehiago egin ditu bularreko minbiziari buruzko informazio erabilgarria ustez duten bideoekin.”

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: YouTubeko edukiek bularreko minbiziaren diagnostikoa hobeto onartzen lagundu dezakete.

Erreferentzia bibliografikoa:

Pérez Dasilva, Jesús-Ángel; Ganzabal Learreta ,María; Meso Ayerdi, Koldobika; Peña Alonso, Urko; Mendiguren Galdospin, Terese (2024). Rol de autoridad y análisis del discurso en torno al cáncer de mama en las comunidades de YouTube. Profesional de la información, 33, 3. DOI: 10.3145/epi.2024.0303

The post YouTubeko edukiek bularreko minbiziaren diagnostikoa hobeto onartzen lagundu dezakete appeared first on Zientzia Kaiera.

Foto: Possessed Photography / Unsplash

 

Soñar con ovejas eléctricas significa, hasta hoy, tener un cerebro humano. De ahí el inmortal título de la novela ciberpunk de Philip K. Dick. ¿Sueñan los androides con ovejas eléctricas? ¿Esta más cerca de producirse una inteligencia artificial genérica parecida a la humana, la llamada singularidad? Este es el camino.

Hoy, año 2025

A pesar de enormes avances, los transistores, que son la base de la inteligencia artificial no son a día de hoy, ni actúan, como neuronas, y una computadora no calcula como un cerebro humano piensa. Una inteligencia artificial genérica parecida a la humana no va a producirse mañana. Pero… ¿estamos en el camino?

Existen enfoques, como la computación neuromórfica (el nombre no puede ser más explícito) que persiguen imitar el funcionamiento de nuestro cerebro. Para ello utilizan elementos inspirados en las neuronas y sus conexiones sinápticas, que son de naturaleza eléctrica, y buscan la misma eficiencia energética de un cerebro humano.

¿En qué punto estamos? ¿Nos encontramos más cerca de convivir con inteligencias que imiten la nuestra? Para poder responder a esto, habría que aclarar qué significa imitar nuestra inteligencia.

Imitar un cerebro humano

La palabra “imitar” nos lleva rápidamente al “juego de la imitación” de Alan Turing y su famoso test.

A la hora de comparar la inteligencia artificial y la natural, el enfoque puede ser “filosófico” o “funcional”. El de Turing se parecería más a este último: como dijo alguien, la cuestión de si una máquina puede pensar no es más interesante que la de si un submarino puede nadar.

Para Turing, si una máquina podía engañar a un humano haciéndole creer que estaba hablando con otra persona humana, mostraría un comportamiento inteligente. Muchos no estarían de acuerdo con el bueno de Alan.

Pasar el test de Turing podría ser una condición necesaria pero no suficiente para darle el cum laude en inteligencia a una máquina. Para esos muchos, echar mano de ingeniosos trucos algorítmicos es de alguna manera degradar la pregunta central que está en juego y que hoy en día no tiene una respuesta clara: ¿qué es el pensamiento? ¿Qué tiene que ver con la autoconciencia?

Pensar con metáforas

Nosotros, los humanos, a partir de los datos que nos llegan de los sentidos y que describen la realidad circundante, derivamos nueva información. A partir de ellos podemos generar conocimiento asociativo que nos ayuda a actuar, reaccionar o incluso anticipar el curso de los acontecimientos.

Este conocimiento asociativo puede trascender la realidad misma, a veces solo por el simple capricho o placer de hacerlo. Esta asociación conceptual abstracta puede conducir, por ejemplo, a metáforas o poesía.

Pero, aparentemente, todo ello se reduce a una elaborada estrategia de supervivencia que ha servido bien a nuestra autoconservación. Por eso llevamos sapiens en nuestro apellido. Dijo Einstein: “el mejor resultado de la inteligencia no es el conocimiento sino la imaginación”. La IA, hasta la fecha, no razona ni imagina.

El teorema de los monos infinitos

Los motores de IA parecen operar principalmente como máquinas de optimización de objetivos que aprovechan una vasta base de datos de conocimiento preexistente. ChatGPT materializa en tiempo récord el teorema de los infinitos monos, que establece que infinitos monos presionando al azar las teclas de máquinas de escribir durante una cantidad infinita de tiempo acabarán escribiendo las obras completas de William Shakespeare en algún momento.

Sin embargo, una IA recién nacida, sin acceso a bases de datos, ¿sería capaz de operar únicamente sobre la base de información fresca y puntual de sensores?

¿Soñaría una IA con ovejas eléctricas?

Esto nos lleva de nuevo a la cuestión de la conciencia artificial y a la probabilidad de que surja de forma espontánea.

La profetizada singularidad

El científico informático Ray Kurzweil acuñó el término de singularidad para tal suceso. El advenimiento de tal superinteligencia puede ser considerado como potencialmente benigno o tan desafortunado, o maligno, que los humanos vamos a salir necesariamente malparados, ya sea involuntariamente (como en 2001, una odisea del espacio) o voluntariamente (como en la serie de películas de Terminator).

La singularidad ha recuperado protagonismo a raíz de herramientas similares a ChapGPT, como la disruptiva DeepSeek, su rápida evolución y aparente creatividad. Han surgido varias voces, como la de Noam Chomsky, que dudan de su verdadera naturaleza inteligente.

En este debate entra el veterano libro La nueva mente del emperador, de Roger Penrose, que sostiene que nuestro cerebro no es algorítmico y no puede ser replicado por mera, aunque poderosa, computación. También afirmaba que el funcionamiento de nuestro cerebro se basa en cierta medida en la mecánica cuántica.

El nacimiento de Hal

HAL nació en la ficción en 2001, una película de 1968. El levantamiento de Skynet, el nombre de la inteligencia artificial que lidera al ejército de las máquinas en la saga Terminator, tuvo lugar en 1997, imaginado por un film estrenado en 1984. Son fechas ya bien caducadas. La IA parecía una más de las promesas futuristas aquejadas por la paradoja de Zenón, como los coches voladores o la fusión nuclear. Sin embargo, el mundo de la computación está viviendo tiempos y perspectivas interesantes y la IA que necesitamos para navegar el avance exponencial de la tecnología está provocando un debate encendido sobre las implicaciones sociales de la inteligencia no humana.

El mencionado Ray Kurzweil, directivo de Google y “profeta” tecnológico, predijo en 2005 que habría una máquina inteligente sobrehumana en 2045, con una etapa intermedia consistente en una inteligencia similar a la humana en 2029. Esto lo tenemos casi en la punta de nuestros dedos temporales.

Si la singularidad se produjera, el nacimiento de esa IA genérica intermedia, llamémosla infantil y recemos por una adolescencia corta, plantearía un dilema ético interesante. ¿Qué hueco le hacemos?

Si la singularidad ocurre

Si la singularidad ocurre, podemos pensar en leyes como las de los Grandes Simios, que en algunas jurisdicciones les confieren la condición de personas, considerándolos seres y no cosas. Estas leyes se apoyan sobre la base de cierta habilidad lingüística, autocontrol, autoconciencia y la capacidad de proyectarse a sí mismos en el futuro.

También podemos inspirarnos en el capítulo de los Derechos del Niño que establece que se les debe facilitar los medios para su desarrollo material y espiritual; proveerles de las condiciones que les permitan ganarse la vida protegiéndolos de la explotación, y educarlos en la idea de que sus talentos deben dedicarse al servicio de sus semejantes.

Alcanzar ese estado de convivencia con inteligencias artificiales y hacerlo con éxito sería un pequeño paso para la humanidad, pero un gran salto para toda vida inteligente, ya sea basada en el carbono como en el silicio.

Sobre el autor: Luis Antonio Fonseca Chácharo, Profesor de Investigación en microelectrónica, Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC)

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

El artículo La IA que sueña con ovejas eléctricas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Enara Calvo Gil

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.

Fisika

Zulo beltzen azalerak grabitate kuantikoaren inguruko pistak eskaintzen ditu. Jacob Bekensteinen entropia-azalera harremana aierua besterik ez zen baina, ondoren, Stephen Hawkingek formula kuantitatibo zehatz bihurtuko zuen. Horrela frogatu zuen zulo beltzen entropia haien azaleraren araberakoa dela, eta ez barneko bolumenaren arabera. Hau termodinamikarekin lotzen zuen, eta horrek espazio-denboraren ulermena eraldatu zuen. Zulo beltzen entropia azalera batean kodifikatuta dagoela ulertzeak printzipio holografikoa planteatu du, unibertsoaren egitura espazio-denbora baino dimentsio txikiagoko muga batean oinarritua izan daitekeela iradokiz. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran.

Kimika

Josu Lopez-Gazpio, Kimikan doktorea, artsenikoari buruz idatzi du Zientzia Kairan. Elementu kimiko hau, dosi txikietan beharrezkoa baina dosi altuetan hilgarria, historian zehar hilketa eta suizidioetan erabili izan da. Hau horrela izan da usainik, zaporerik eta kolorerik gabeko pozoi ezin egokiagoa delako. 1830eko hamarkadan James Marsh kimikariak “Marshen proba” asmatu zuen artsenikoa detektatzeko, eta metodo honek toxikologiaren arloan iraultza ekarri zuen. Horrela, pozoien erabilera murriztu zen, hilketa natural eta pozoiketen arteko bereizketa argiagoa eginez. Artsenikoa detektatzeko teknika eraginkor honek pozoitzaile asko atzeman eta justiziaren aurrean jarri zituen Viktoriar garaian.

Psikobiologia

Urtarrila luzeagoa dela irudikatzearen atzean zientzia dago. Nahiz eta denboraren pertzepzioa konplexua izan, estuki lotua dago dopaminarekin. Garunean denboraren pertzepzioan eragiten duen neurotransmisore honek, jai garaian gora egiten du eta ondoren behera, denbora motelago doala sentiaraziz. Gainera, iluntasunak dopaminaren hartzaileak areagotzen ditu neguan. Faktore sozial eta ekonomikoek ere eragina dute: urtarrileko gastuak, errutina itzultzea eta inguruko diskurtsoak ideiari indarra ematen diote. Mandela efektuak uste hori sendotu dezake. Informazioa Berrian.

Biologia

Araneus ventricosus armiarmak estrategia harrigarria erabiltzen du harrapakinak erakartzeko: argi seinaleak. Abscondita terminalis ipurtargiak harrapatzen ditu eta haien argi seinaleak manipulatzen ditu, eme ipurtargien keinuak imitatuz. Manipulazio horrek beste ar ipurtargi batzuk erakartzen ditu sarera, harrapakin gehiago lortzeko. Armiarmak lehen harrapakinari bizirik eusten dio, horrek argi keinuak igortzen jarrai dezan. Portaera hau giza psikologian sari geroratu deritzonaren adibidea da: armiarma berehalako irabaziari uko egiten dio etorkizuneko onura handiago baten truke. Fenomenoa toxina baten bidez gertatzen dela uste da, baina mekanismo zehatzak oraindik ez dira ezagunak. Datuak Zientzia Kaieran.

Osasuna

Azterketa batek erakutsi du mikro- eta nanoplastikoak giza garunean gibeletan eta giltzurrunetan baino kontzentrazio handiagoan pilatzen direla, eta 2024ko laginetan partikula gehiago daudela 2016koekin alderatuta. Nature Medicine aldizkarian argitaratutako ikerketak 52 gorpuren autopsietan oinarritu da, eta ez du alderik aurkitu adinaren, sexuaren edo heriotza-arrazoien arabera, baina bai heriotza-urtearen arabera. Dementzia zuten laginetan metaketa handiagoa atzeman zuten, nahiz eta kausalitatea ez dagoen frogatuta. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Ingurumena

Zohikaztegiak hezegune bereziak dira, karbono metatzeko eta klima erregulatzeko funtsezkoak. Ur geldietan landare hondakinak metatuz sortzen dira, eta biodibertsitate aberatsa dute: Sphagnum goroldioak, landare haragijaleak eta anfibio ugari. Historikoki gutxietsita egon dira eta gehienak drainatu egin dira ustiapenerako, baina gaur egun haien kontserbazioa ezinbestekoa da. Euskal Herrian oraindik badaude batzuk (Zalamakoa eta Usabelartza, besteak beste) baina galtzeko arriskuan daude. Ekosistema bakar hauek babestea lehentasunezkoa da. Informazioa Berrian.

AZTI zentro teknologikoak nazioarteko ikertzaile-talde batekin garatu duen tresna berriak itsas eremuaren antolamenduan printzipio ekosistemikoak integratzea ahalbidetzen du.Ekosistemetan Oinarritutako Itsasoko Espazio Plangintza Ebaluatzeko Tresna (EB-MSP Assessment Tool) izeneko tresna metodo estandarizatu bat da, itsasoko baliabideen erabilera jasangarria bermatzeko. Bizkaiko golkoan egindako ebaluazioan, itsas gobernantza eta klima aldaketaren eraginak hobeto integratzeko beharra identifikatu dute. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Genetika

Ekaia aldizkariko artikuluan gurasoen morfologiak eta adipositateak seme-alaben jaiotza-tamainarekin duten erlazioa aztertu da, Bilboaldeko 391 amen eta 274 aiten datuekin. Emaitzek erakutsi dute amen ezaugarri antropometrikoek seme-alaben jaiotza-pisu eta indize ponderalarekin asoziazio indartsuagoak dituztela. Hezur-ezaugarriek ere lotura positiboa dute seme-alaben jaiotza-luzerarekin, garaieraren heredagarritasun handiarekin bat etorriz. Ama haurdunaldiko mantenugaien erantzule nagusia izanik, ondorioek garrantzia dute osasun-promozioko estrategietan, batez ere obesitatearen prebentzioan. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Caterina Raffone Sizilian jaio zen eta kriminologia ikasi zuen Boloniako Unibertsitatean, baina, interes zientifiko handiagoak zituenez, antropologia eta genetika forentsera bideratu zen. Donostian Erasmus egin ondoren, Pako Etxeberria ezagutu zuen, eta haren eskutik, Espainiako Gerra Zibileko hobien desobiratzeetan parte hartu zuen. Bartzelonan antropologia forentsean espezializatu ondoren, UPV/EHUko BIOMICs laborategian egin zuen doktoretza, DNAren kontserbazioan eragiten duten faktoreak ikertuz. Gaur egun, doktorego-ondorengoko ikertzailea da eta identifikazio genetikoetan aritzen da Aranzadirekin. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Enara Calvo Gil kazetaria da eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren komunikazio digitaleko teknikaria.

The post Asteon zientzia begi-bistan #519 appeared first on Zientzia Kaiera.

La decimocuarta edición del mayor evento de divulgación científica volvió al Palacio Euskalduna de Bilbao durante los días 19, 20, 21 y 22 de septiembre de 2024.

Miguel Ángel Cajigal, conocido en las redes sociales como «El barroquista», nos explica en esta charla como se solucionó el problema de la construcción de la cúpula de la catedral de Florencia, algo que sus promotores se comprometieron a que fuese la más grande jamás construida, a pesar de que nadie había hecho nada parecido hasta el momento. Una historia de arte, tecnología y chulería.



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 Naukas Bilbao 2024: El cubata de Brunelleschi se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ezjakintasunaren kartografian astean zehar Mapping Ignorance blogean ingelesez argitaratutako artikuluen mamia euskaraz biltzen duen gehigarria da.

Gauza batzuk zentzuzkoak dira, neurtu eta zentzuak huts egiten duela konturatu arte. Arropa erosi beharrean alokatzea ez da ingurumenarentzat hobea. Hobe da gutxiago erabiltzea, puntu horretara nola iritsi alde batera utzita. Does rented clothes instead of buying them have a real (positive) environmental impact? , Joëlle Vanhamme eta Valerie Swaen.

Ikerketatik produktu komertzialera pasatzeak aurrerapen tekniko handia eskatzen du, adibidez, sentsore biometrikoak fabrikatzeko. Printable molecule-selective nanoparticles enable mass production of wearable biosensors

Egia da, sinesgarria da, ala hala dirudi? Zientzian egia ez da uste dugun bezain kontzeptu argia. Closer to the truth (3): Verisimilitude, seeming, and simulation, Jesús Zamoraren eskutik.

DNA aldamio bat erabiliz, molekula bat nanokabitate plasmoniko baten erdian zehaztasunez jartzea lortu du DIPCko jendeak, ondorio argitsuekin. The effectiveness of the DNA origami method for placing molecules into plasmonic nanocavities

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.

The post Ezjakintasunaren kartografia #526 appeared first on Zientzia Kaiera.

¿Alguna vez os habéis preguntado por qué el cobre conduce la corriente eléctrica y el vidrio no? ¿Por qué el diamante es tan duro y el grafito de los lápices tan blando, aunque ambos estén compuestos de carbono? La respuesta no se encuentra a simple vista.

Pensemos en el ADN. El orden específico de las bases nitrogenadas del ADN codifica las peculiaridades de cada ser vivo. Nuestro código genético determina, por ejemplo, el color de nuestros ojos. De manera similar, cada material posee una distribución interna de sus electrones característica, conocida como “bandas de energía”, que dicta su comportamiento y condiciona propiedades tan importantes como su capacidad para conducir corriente o para imantarse, su reactividad química, o como veremos a continuación, su color.

Así como nuestro código genético define nuestras características, las propiedades de un material vienen dadas por su propio código: la estructura de bandas electrónica. Fuente: Composición a partir de imágenes de Wikimedia Commons

 

Imaginemos un material como una enorme escalera, donde cada peldaño corresponde a niveles de energía de sus electrones. Aquí es crucial el papel de la física cuántica. Sabemos que los electrones pertenecen a la clase de partículas conocidas como fermiones. El físico Wolfgang Pauli formuló para ellos el “principio de exclusión”, según el cual dos fermiones pertenecientes a un mismo sistema no pueden encontrarse en el mismo estado. Por otro lado, también necesitamos algo de física clásica. Los electrones poseen carga electrostática, por lo que están sujetos a la ley de Coulomb, que establece que las cargas de signo opuesto se atraen y las de igual signo se repelen. Los electrones, por tener carga negativa, son atraídos por los núcleos de los átomos, de carga positiva, a la vez que son repelidos por los demás electrones presentes en el material. Al hacer balance de todas estas normas, el resultado que obtenemos es que los electrones no pueden estar en cualquier nivel de energía del material: algunos niveles están prohibidos.

 

La distribución de las energías de los electrones de un material se puede interpretar como una escalera en la que algunos peldaños están prohibidos y en otros se puede almacenar un número dado de electrones.

Así, la estructura de bandas electrónicas de cada material es su «ADN» o seña de identidad, formada por una combinación específica de niveles de energía permitidos y prohibidos, que condicionará sus principales propiedades. Por ejemplo, esta combinación específica determina si un material conduce bien la electricidad, como los conductores, si no deja fluir la corriente eléctrica, como en los aislantes…o incluso si la conduce sin resistencia ni pérdida de energía, el caso de los superconductores.

La aplicación de las leyes de la mecánica cuántica nos permite ir más allá y predecir cómo responderá un material ante la aplicación de un estímulo externo, como puede ser una presión mecánica, un campo magnético, o algo tan común como la luz. En semiconductores y aislantes, al absorber luz de una determinada longitud de onda, los electrones son “excitados”, lo que significa que pueden saltar a peldaños vacíos de mayor energía. Este tipo de proceso determina el color con el que vemos el material. Asimismo, se puede dar el proceso contrario de “desexcitación» de electrones, mediante el cual el material emite luz de una determinada longitud de onda en función de los peldaños descendidos. La tecnología LED, presente en muchos de los dispositivos que usamos diariamente, aprovecha este fenómeno de emisión de luz.

Las propiedades conductoras de un material están definidas por su estructura de bandas. Así, los metales se emplean en transporte de corriente y los semiconductores en chips y LEDs. Se puede hacer levitar a un superconductor, gracias a su especial propiedad de expeler los campos magnéticos. Fuente: Composición a partir de imágenes de Wikimedia Commons

 

En un laboratorio podemos medir experimentalmente la estructura de bandas de los materiales a partir de la observación del resultado de excitar los electrones con distintas fuentes de luz, en particular de rayos-X y luz ultravioleta (UV). Pero si queremos ser realmente precisos al realizar nuestra “radiografía del material», debemos emplear la intensa luz procedente de radiación sincrotrón, que solo se encuentra disponible en instalaciones especiales. Entre ellas destaca el sincrotrón ALBA, situado en la provincia de Barcelona.

Cámara de ultra-alto vacío, situada en el Centro de Física de Materiales (CFM-MPC) CSIC-UPV/EHU en Donostia-San Sebastián, donde se combinan distintas técnicas experimentales, como la microscopia túnel y la espectroscopia fotoelectrónica para el estudio experimental de la estructura atómica y electrónica de superficies. Fuente: UPV/EHUVista aérea de las instalaciones del sincotrón ALBA, situado en Cerdanyola del Vallès (Barcelona). Fuente: Consorcio para la Construcción, Equipamiento y Explotación del Laboratorio de Luz Sincrotrón (CELLS)

También podemos calcular la estructura de bandas empleando software de simulación basado en las llamadas teorías “ab initio”. Estas simulaciones reproducen el comportamiento de los electrones del material a partir de una serie de ecuaciones matemáticas formuladas a partir los dos fundamentos físicos descritos anteriormente: la mecánica cuántica y la ley de Coulomb. Se trata de cálculos tan complejos, que a veces requieren el uso de supercomputadores.

Finalmente, los físicos experimentales y teóricos colaboramos estrechamente para combinar nuestros hallazgos y así descodificar la estructura de bandas del material. Gracias a estas investigaciones, podemos diseñar y fabricar materiales con las propiedades específicas que deseemos.

Sobre las autoras: Maider Ormaza y Maria Blanco, profesoras investigadoras de la Facultad de Química de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibersitatea

La Facultad de Química de la UPV/EHU cumple este año 50 años. Con motivo de este aniversario se han organizado un gran número de actividades festivas, de orientación del alumnado de secundaria, investigación, transferencia y divulgación. Entre estas últimas podemos encontrar “12 meses – 12 temas”, conjunto de actividades que pretende mostrar a la sociedad las temáticas desarrolladas en la Facultad. Entre estas actividades podemos encontrar el ciclo de charlas “50 años difundiendo la química”, en Ernest Lluch Kulturetxea, así como vídeos de divulgación, entrevistas en radio y artículos en los blogs de divulgación de la Cátedra de Cultura Científica. Durante todo el año contaremos con invitados especiales, como los cuatro Centros de Investigación nacidos de la Facultad (CIDETEC, CFM, DIPC y POLYMAT), así como los Premios Nobel Albert Fert y Jean Marie Lehn. Se puede consultar el conjunto de actividades programadas en la página web de nuestro 50 Aniversario.

 

El artículo Descifrando el código de los materiales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Caterina Raffonek, lehen hitzetik, bere jatorriaren berri eman du: “Italiakoa naiz. Sizilian jaio nintzen, baina Boloniako Unibertsitatean egin nuen gradua”. Boloniako Unibertsitatea 1088an sortu da, eta Italia eta Europa osoko unibertsitate zaharrena da, Oxfordekoaren, Pariskoaren, Salamancakoaren eta Coimbrakoaren aurretik. Raffone kriminologia ikastera joan zen hara, baina, azaldu duenez, ez zitzaion uste zuen bezainbeste gustatu, eskubidearen eta soziologiaren ikuspegitik bideratuta baitzegoen, batez ere. “Seguru asko, filmak eta halakoak bultzatuta aukeratu nuen karrera, eta beste zerbait espero nuen, zientifikoagoa; ez hain letretakoa”, aitortu du.

Erasmus egitera Donostiara etorri zen, Zuzenbide fakultatera, kriminologiako karrerara. Hor ikasgai zientifikoak egiteko aukera izan zuen, eta, gainera, Pako Etxeberria Gabilondo ezagutu zuen. “Haren eskutik, antropologiaren munduan sartu nintzen. Espainiako Gerra Zibileko desobiratze batera eraman ninduen, eta mundu honetara gerturatu nintzen. Nolabait esateko, Lourdes Herrasti Erlogorri eta Pakorekin hazi naiz”.

Irudia: Caterina Raffone kriminologoa eta auzitegiko genetikaria da. (Argazkia: Elhuyar)

Etxeberriaren aholkuari jarraituta, Italiara itzuli zenean, kriminologia bukatu eta biologiako graduondoko bat egiten hasi zen. Hura ere bukatu zuenean, antropologian eta teknologia forentsean sakondu nahi izan zuen, baina Italian ez zegoen horri buruzko masterrik. Hortaz, Bartzelonara joan zen, eta antropologia forentseko master bat egin zuen, aplikazio biomedikoekin. “Orduan sartu nintzen genetika forentsean, eta master amaierako lana ere arlo horretan egin nuen, Espainiako Gerra Zibileko biktimak identifikatzen. Hor jada argi neukan hau dela nire bidea. Auzitegiko genetikatik jo nuen, eta ikusi nuen betetzen nauela, gustuko dudala, eta hau egin nahi dudala”.

Pausoz pauso bidea egiten

Bartzelonako lankideekin ere gustura zegoenez, doktoretza han egiten ahalegindu zen, baina Italiako graduko kalifikazioa ez zen nahikoa beka bat eskatzeko, eta bekarik gabe ez zeukan geratzerik. “Orduan berriro jarri nintzen harremanetan Pakorekin, eta esan nion doktoretza egin nahi nuela, eta antropologia eta genetika elkartu nahiko nituzkeela. Erantzun zidan UPV/EHUn bazegoela auzitegiko genetikako laborategia, Gasteizen (BIOMICs), eta aukera eman zidaten lana egiteko, Aranzadi eta laborategiaren artean. Espainiako Gerra Zibileko hobietatik ateratako gorpuzkien laginekin aritu naiz lanean, inguruneko faktoreek (tenperatura, pHa…) DNAren kontserbazioan duten eragina aztertzen“, azaldu du Raffonik.

Lanean ari zela, doktore-kontratu bat lortu zuen, eta, hala, doktoretza bukatzea lortu du, eta orain laborategi berean jarraitzen du, UPV/EHUren kontratuarekin, doktorego-ondorengoko ikertzaile gisa.

Ez du ezkutatzen bere lanak baduela alderdi emozionala: “Espainia osoko hobietako laginak aztertzen ditugu, eta berdin zaigu nongoa den; identifikazio bat beti da lorpen bat. Senideekin harremana izaten dugunean, oso hunkigarria izaten da; bereziki, seme-alabak badira, baina baita urrutiagokoak badira ere. Euskal Herrian Aranzadirekin egiten dugu, eta Espainian beste elkarte batzuekin”.

Zailtasun handiena gorpuzkien egoera da; horregatik aukeratu zuen DNAren kontserbazioan eragiten duten faktoreak ikertzea tesian. “Askotan, oso degradatuta daude, eta zaila da DNA lortzea”. Hurbileko senideen laginak lortzea ere ez da beti erraza.

Finantziazioa ere muga nabarmena izaten da ikerketan, baina, alde horretatik, une hauetan badute erakunde publikoen babesa: EAEn Gogora institutuarena, eta Espainian,  Memoria Demokratikoaren Legearen barruan.

Hiru lankide dira laborategian, hirurak emakumeak. “Nik uste dut kasualitatea dela hirurok emakumeak izatea. Egia da, filmetan eta halakoetan, kriminologoak gizonezkoak izaten direla, baina, gero, hor dugu Lourdes Herrasti, pikatxoiaz eta palaz beste edozeinen pare edo are gogorrago aritzen dena. Guretzat eredugarria da”, onartu du Caterina Raffonik.

Etorkizunean, lan horretan jarraitzea gustatuko litzaioke, baina badaki borondate politikoaren mendekoa dela. Bestalde, ez dauka Italiara itzultzeko asmorik. “Harreman ona dut hango laborategi batzuekin, baina familia daukat hemen, eta hemen geratu nahi dut”, berretsi du.

Fitxa biografikoa:

Caterina Raffone Sizilian jaio zen, 1992an. Kriminologian graduatu zen Alma Mater Studiorum Boloniako Unibertsitatean. Unibertsitate berean egin zuen Biologia Ebolutiboko graduondokoa, eta ondoren, Antropologia Biologikoa Aplikazio Biomedikoekin masterra, Bartzelonako Unibertsitatean eta Bartzelonako Unibertsitate Autonomoan. UPV/EHUn egin du doktoretza, Francisco Etxeberria Gabilondoren eta Marian Martínez de Pancorbo Gómezen zuzendaritzapean, Espainiako Gerra Zibileko hilobietako giza hezurren aztarnen ikerketa biomolekularreen eragiten duten faktore diagenetikoei buruz. Gaur egun, UPV/EHUko BIOMICs taldeko eta Aranzadi Zientzia Elkartearen Antropologia Saileko ikertzailea da.

Egileaz:

Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar aldizkariko zuzendarikidea.

Elhuyar aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

The post Caterina Raffone, kriminologoa eta auzitegiko genetikaria: “Identifikazio bat beti da lorpen bat; hunkigarria da” appeared first on Zientzia Kaiera.

Cuenta el mito que el arquitecto Dédalo y su hijo Ícaro escaparon de la isla de Creta gracias a unas alas de plumas y cera, como las de los pájaros, que el primero construyó. A pesar de las advertencias de su padre de que no volase demasiado alto porque el sol podría derretir sus alas, Ícaro hizo caso omiso y cayó al mar.

La caída de Ícaro (1635-1637), de Jacob Peter Gowy, expuesto en el Museo del Prado. Créditos: Dominio público

Este no es el único mito en el que los Antiguos griegos trataron de prevenirnos acerca del peligro de forzar nuestros propios límites por arrogancia o ambición. Pero eso no significa que consiguieran detenernos, algo que se puede aplicar prácticamente a toda la historia de la ciencia y, sobre todo, de la tecnología y sus usos. Dentro de esa historia, el sueño concreto de convertirnos en Dédalo o Ícaro siempre fue uno de los más antiguos: el sueño de volar como los pájaros.

Y quiero recalcar lo de «como los pájaros», porque obviamente ya estamos acostumbrados a los aviones e incluso a los cohetes, pero ¿y a los ornitópteros? Estos son, probablemente, las máquinas voladoras más similares a un ave que hemos construido, pero todavía continúan más asociadas con la ciencia ficción que con la ciencia.

Casi desde los inicios de la historia o, al menos, que sepamos, desde la Antigüedad, con la paloma de vapor de Arquitas, han existido máquinas que han tratado de emular a las aves. En un principio se trataba de simples ingenios para entretenerse, ornamentos o juguetes de cuerda; con el tiempo se convirtieron en drones, proyectos de robótica o incluso en algo mucho más divertido: en ornitópteros.

Seguramente, los ornitópteros más conocidos para el gran público sean los de la casa Atreides, en Dune. Créditos: Warner Bros. Pictures / Fair use

Un ornitóptero es un tipo de aeronave que vuela imitando el aleteo de un ave o un insecto, y he comentado que es divertido porque es un ingenio muy prototípico de los inventores locos. ¿Quién no ha escuchado alguna vez historias acerca de que tal o cual visionario se tiró de pequeño desde el tejado de su casa con unas alas construidas con lo que tenía por casa para intentar volar? Este tipo de aventuras suele acabar con algún susto —siguiendo el camino marcado por Ícaro—, pero eso no ha evitado que, a día de hoy, incluso algunos youtubers sigan intentando desafiar la gravedad de esta manera.

La idea práctica de emular a Dédalo y construir unas alas de pájaro nos lleva, inevitablemente, a Leonardo da Vinci, pero no fue hasta 1874 cuando el primer ornitóptero, el de Alphonse Pénaud, en Francia consiguió volar —que no despegar, porque hubo que lanzarlo desde cierta altura para que consiguiera la velocidad necesaria para sustentarse— durante 7 segundos a lo largo de 15 metros.

A la izquierda, esbozo de unas alas de Leonardo da Vinci. A la derecha, el ornitóptero de Pénaud. Créditos: Dominio público.

Los primeros ornitópteros utilizaban solo la fuerza humana para propulsarse; los diseños hacían uso de poleas, muelles y gomas para minimizar el esfuerzo del piloto, pero no dieron resultados demasiado buenos. Fue cuestión de poco tiempo que a los inventores se les ocurriera utilizar máquinas de vapor o motores de combustión, como a Edward Purkis Frost, que lo hizo en 1902 sobre uno de sus modelos, aunque parece que, si bien fue capaz de levantar del suelo al piloto, no llegó a volar.

Ornitóptero de E. P. Frost impulsado por un motor de combustión. Créditos: Dominio público.

Quien sí parece que consiguió hacerlo fue Alexander Lippisch en 1929. Este pionero de la aviación es más conocido por sus contribuciones durante y después de la Segunda Guerra Mundial, entre ellas, el diseño del primer avión propulsado por cohetes: el Messerschmitt Me 163 Komet, pero antes, y siguiendo la locura generalizada de aquellos tiempos, también cayó en la tentación de diseñar un ornitóptero de propulsión humana. Hans Werner Krause fue el conejillo de indias, y no solo logró alcanzar cierta altura, sino que consiguió mantenerse un ratito en el aire. De nuevo, haciendo un poquito de trampas, tal vez, porque el aparato se lanzó haciendo uso de una goma elástica, más o menos como si fuerza un tirachinas, y eso pudo suponer cierta ventaja.

Hans Werner Krause en la prueba del ornitóptero de Alexander Lippish (1929), que funcionaba con tan solo la fuerza del piloto. Créditos: Dominio público.

Los que he mencionado son una mínima fracción de todos los ornitópteros que se intentaron construir desde finales del siglo XIX hasta entrado el siglo XX. Pero ni siquiera la llegada de los aviones modernos y a reacción hizo que olvidáramos sueño de Ícaro y Dédalo. Desde el punto de vista del espíritu aventurero humano y la magia del sentido de la maravilla, sigue sin ser lo mismo volar que volar con unas alas «de verdad». Por eso algunos no cejan en su empeño de conseguirlo.

Dejando a un lado, por el momento, los innumerables proyectos de drones y robótica que simulan el vuelo de las aves de una u otra forma, pero que no están enfocados al transporte, en el Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto han hecho cosas interesantes. A finales de los años noventa, James DeLaurier creó el UTIAS Ornithopter No. 1, que despegó en su primer vuelo de prueba el 8 de julio de 2006 y consiguió recorrer 300 metros. Asistido, eso sí, por un motor turborreactor.

En la misma institución crearon el UTIAS Snowbird, de propulsión humana, y que consiguió en 2010, con el estudiante de 28 años Todd Reichert a los mandos, recorrer 145 metros en 19,3 segundos tras recibir la asistencia de un vehículo para ponerlo en el aire.

Por el momento, lamentablemente, no parece que estos aparatos corran el riesgo de derretirse por acercarse demasiado al sol… pero con cada intento, al menos, estamos cada vez más cerca de él. Esperemos que no nos pase lo mismo que a Ícaro.

Bibliografía

Gil, J. M. y Polanco, A. (2017). Aviones bizarros. Glyphos.

Flying Wings (1999-2002). Alphonse Pénaud (1850-1880). Flying Wings.

Human Powered Ornithopter Project

James Botham, C. (9 de febrero de 2022). E. P. Frost’s ornithopters. On Verticality.

Sanderson, J. (2006). Project Ornithopter.

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

El artículo El sueño cumplido de Ícaro y Dédalo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Beñat Vaquero, Esther Rebato eta Aline Jelenkovic

Lan honetan, gurasoen morfologiak eta adipositateak seme-alaben jaiotza-tamainarekin duten erlazioa aztertu dugu. Gurasoen ezaugarri antropometriak umeen jaiotza-tamainarekiko asoziazioa aztertzen duten ikerketa gutxi daude, eta, gainera, ikerlan horietan baliatutako fenotipo-aldagaien kopurua ere nahiko txikia da.

Argitaratutako artikuluen arabera, adipositateak % 40tik % 70era bitarteko heredagarritasuna du, eta, hortaz, adipositatearen aldakuntzaren zati esanguratsu bat faktore genetikoei egotz dakieke. Era berean, garaieran ere eragin handia du genetikak, eta orokorrean garaieraren heredagarritasuna % 80 ingurukoa dela kalkulatu da. Hala ere, faktore genetikoak adipositatea eta garaiera zehazteko garrantzitsuak badira ere, ingurumen-faktoreek ere, hala nola dietak eta bizimoduak, eragina izan dezakete haren garapenean.

Irudia: adipositateak % 40tik % 70era bitarteko heredagarritasuna du eta garaieraren heredagarritasuna % 80 ingurukoa da. (Argazkia: RDNE Stock project – pexels lizentziapean. Iturria: Pexels.com)

Azterlan honen helburua betetzeko, Bilboaldeko familiez osatutako lagin bat erabili da, hain zuzen ere 391 amen eta 274 aiten datu antropometrikoak eta haien seme-alaben jaiotza-datuak (jaiotza-pisua, jaiotza-luzera eta indize ponderala). Gurasoen ezaugarri antropometrikoak luzera bertikalak, zabalerak, zirkunferentziak, larruazalpeko tolesturak, pisua, gorputz-masaren indizea, gerri-aldaka indizea, enborreko eta gorputz-adarretako larruazalpeko tolesturen arteko ratioa, larruazalpeko tolesturen batuketa eta antropometria-somatotipoaren osagaiak dira.

Emaitzek adierazten dutenez, gurasoen zenbait ezaugarri antropometrikok asoziazio positiboa erakusten dute seme-alaben jaiotza-pisuarekin, eta hezur-substratua oinarritzat duten gurasoen ezaugarri antropometrikoek ere lotura positiboa erakusten dute haurren jaiotza-luzerarekin. Bilboaldeko lagin honetan, seme-alaben jaiotza-pisua eta indize ponderala amen ezaugarri antropometriko gehiagorekin erlazionatzen dira, eta asoziazioak indartsuagoak dira. Asoziazioen eredu hori bat dator beste ikerketa batzuetan lortutako emaitzekin, eta azalpen posible bat honako honetan oinarritzen da: amak fetua garatzen den umetoki barneko giroa ematean eta haurdunaldian fetuak jasotzen dituen mantenugai gehienen erantzule izatean. Horretaz gain, hezur-substratua duten gurasoen ezaugarri antropometrikoen eta seme-alaben jaiotza-luzeraren arteko asoziazioek iradokitzen dute seme-alabek probabilitate handiagoa dutela gurasoen antzeko hezur-ezaugarriak (adipositatearekin alderatuta) heredatzeko; emaitza horiek ez dira harrapariak, garaieraren heredagarritasun altua kontuan hartuta.

Laburbilduz, lan honetan behatutako asoziazioek erakusten dute gurasoen zenbait ezaugarri antropometriko, batez ere amen kasuan, seme-alaben jaiotza-pisuarekin eta indize ponderalarekin erlazionatzen direla. Kontuan hartuta umeen jaiotza-tamaina bai hazkuntza-aroan bai helduaroan obesitatea pairatzeko arrisku-faktoreen artean dago, ondorioztatuko emaitzek erabilgarritasuna izan dezakete gaur egungo osasun-promozioko arloetan; adibidez, gurasoen parte-hartze aktiboagoa, batez ere amena, obesitatearen prebentzio-estrategietan.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 46
• Artikuluaren izena: Gurasoen gorputz-morfologia eta konposizioaren eta seme-alaben jaiotza-tamainaren arteko asoziazioa Bilboaldeko familietan
• Laburpena: Umeen jaiotza-tamaina bai umezaroan (hazkuntza-aroan) bai helduaroan obesitatea pairatzeko arrisku-faktoreen artean dago. Era berean, umeen jaiotza-tamainan eragina dute gurasoen zenbait ezaugarri antropometrikok. Lan honen helburua da gurasoen morfologiak eta adipositateak seme-alaben jaiotza-pisuarekiko eta jaiotza-luzerarekiko duten erlazioa analizatzea, Bilboaldeko familiez osatutako lagin batean. Aztertutako lagina 391 amei eta 274 aitei dagokien bi datu-basetan oinarritzen da, non amen analisirako 404 seme eta 368 alabaren jaiotza-datuak jaso baitira, eta aiten analisian 280 seme eta 252 alabarenak. Haurren jaiotzaren ezaugarriekin loturiko aldagaiak dira jaiotza-pisua eta jaiotza-luzera, indize ponderala, haurdunaldi-adina eta jaiotza-ordena. Gurasoen ezaugarri antropometrikoak, berriz, luzera bertikalak, zabalerak, zirkunferentziak, larruazalpeko tolesturak, pisua, gorputz-masaren indizea, gerri-aldaka indizea, enborreko eta gorputz-adarretako larruazalpeko tolesturen arteko ratioa, larruazalpeko tolesturen batuketa eta antropometria-somatotipoaren osagaiak dira. Asoziazioen azterketarako, koaldagai ezberdinetara doitutako erregresio linealen analisiak erabili dira. Gurasoen zenbait ezaugarri antropometrikok, batez ere amen kasuan, asoziazio positiboa erakusten dute seme-alaben jaiotza-pisuarekin, eta hezur-substratua oinarritzat duten gurasoen ezaugarri antropometrikoek ere lotura positiboa erakusten dute haurren jaiotza-luzerarekin. Ez dirudi seme-alaben sexua, gurasoen adina, jaiotza-ordena zein haurdunaldi-adina asoziazio-kausa nagusiak direnik gurasoen ezaugarri antropometrikoen eta seme-alaben jaiotza-tamainaren artean, aztertutako laginean. Laburbilduz, ikerketa honetan behatutako asoziazioek gurasoen ezaugarri antropometriko batzuek seme-alaben jaiotza-tamainan eragina izatearen ideia indartzen dute, eta, beraz, osasun publiko ondorio garrantzitsuak izan ditzakete obesitatearen prebentzioan.
• Egileak: Beñat Vaquero, Esther Rebato eta Aline Jelenkovic
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 255-277
• DOI: 10.1387/ekaia.25050

Egileez:

Beñat Vaquero, Esther Rebato eta Aline Jelenkovic UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalien Fisiologia Saileko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

The post Gurasoen gorputz-morfologia eta konposizioa eta seme-alaben jaiotza-tamaina appeared first on Zientzia Kaiera.

En el curioso e interesante libro Lost in translation (Libros del zorro rojo, 2016), de la escritora e ilustradora irlandesa Ella Frances Saunders, descubrí un término muy cercano a mí, bueno, a muchas de las personas que amamos leer. Es el término japonés “tsundoku”, término que se refiere al hábito de comprar libros y dejarlos amontonados sin leer, por ejemplo, en la mesilla al lado de la cama.

Portada del libro Lost in translation (Libros del zorro rojo, 2016), de la escritora e ilustradora irlandesa Ella Frances Saunders

En mi mesilla de noche, que es un claro ejemplo de tsundoku, descansan muchos libros comprados esperando a ser leídos. El problema está en que, como compro muchos más libros de los que soy capaz de leer, el tsundoku de mi mesilla crece y crece sin parar, por lo que tengo que quitar libros del mismo para que la torre de libros no sea tan alta que los libros de la misma terminen cayendo al suelo. Por este motivo, algunos de los libros que no son leídos en mucho tiempo acaban siendo trasladados a alguna de mis estanterías de libros y tienen que esperar a que los vuelva a rescatar algún tiempo después para ser colocados en mi mesilla otra vez y leídos finalmente. Aun así, hay muchos libros del tsundoku de mi mesilla que son retirados de la misma por el motivo original por el que fueron colocados allí, porque al final los leo, eso sí, con más o menos distancia temporal del momento en que fueron comprados.

Página del libro Lost in translation (Libros del zorro rojo, 2016), de Ella Frances Saunders, con la explicación e ilustración del término japonés tsundoku

Esto es lo que ha pasado con la magnífica novela Un caballero en Moscú (Salamandra, 2018), del novelista estadounidense Amor Towles (1964), que me recomendó hace un par de años mi librero y tras comprarla pasó a ser incluida en mi tsundoku, hasta hace poco que empecé a leerla. Justo he terminado de leerla el pasado fin de semana y me ha parecido una buena idea escribir un comentario sobre la interesante estructura geométrica de la misma.

Un caballero en Moscú

La novela Un caballero en Moscú (publicada originalmente en Estados Unidos en 2016) es la segunda novela del escritor estadounidense Amor Towles, autor de las novelas Normas de cortesía (Salamandra, 2013) y La autopista Lincoln (Salamandra, 2022), y del libro Mesa para dos (Salamandra, 2024), compuesto por seis relatos y una novela breve.

Un caballero en Moscú se mantuvo durante 59 semanas en las listas de libros más vendidos que publica el periódico estadounidense The New York Times, fue declarada libro del año por los periódicos The Times y The Sunday Times, finalista del Premio Kirkus (otorgado por la revista Kirkus Reviews) en 2016, preseleccionada para el Premio Literario Internacional IMPAC de Dublín de 2018, y se han venido más de un millón y medio de ejemplares de la misma. Además, se ha realizado una serie de televisión británica (Paramount+, 2024), de ocho capítulos, interpretada por el actor británico, nacionalizado estadounidense, Ewan McGregor (1971).

Portada de la novela Un caballero en Moscú (Salamandra, 2018), del novelista estadounidense Amor Towles

La sinopsis de la novela es la siguiente.

Condenado a muerte por los bolcheviques en 1922, el conde Aleksandr Ilich Rostov elude su trágico final por un inusitado giro del destino. Gracias a un poema subversivo escrito diez años antes, el comité revolucionario conmuta la pena máxima por un arresto domiciliario inaudito: el aristócrata deberá pasar el resto de sus días en el hotel Metropol, microcosmos de la sociedad rusa y conspicuo exponente del lujo y la decadencia que el nuevo régimen se ha propuesto erradicar.

Erudito, refinado y caballeroso, Rostov es un cliente asiduo del legendario Metropol, situado a poca distancia del Kremlin y el Bolshói. Sin profesión conocida pese a estar ya en la treintena, se ha dedicado con auténtica pasión a los placeres de la lectura y de la buena mesa.

Ahora, en esta nueva y forzada tesitura, irá construyendo una apariencia de normalidad a través de los lazos afectivos con algunos de los variopintos personajes del hotel, lo que le permitirá descubrir los jugosos secretos que guardan sus aposentos. Así, a lo largo de más de tres décadas, el conde verá pasar la vida confinado tras los inmensos ventanales del Metropol mientras en el exterior se desarrolla uno de los períodos más turbulentos del país.

Cartel de la serie Un caballero en Moscú (Paramount +, 2024), basada en la novela homónima de Amor TowlesReferencias matemáticas en la novela

Aunque el aspecto matemático más interesante de esta novela es su estructura geométrica, de la que hablaremos más adelante, también se incluyen en la misma algunas pequeñas referencias a las matemáticas.

La referencia más larga del libro conectada con las matemáticas trata sobre los números primos y la divisibilidad de los números naturales. La situación es la siguiente. Están juntos el conde Aleksandr Ilich Rostov, protagonista de la novela, y Nina Kulikova, una niña de nueve años muy despierta, inquieta e inteligente, que se hace amiga del conde al principio de la novela, que además le descubre algunos de los secretos ocultos del hotel y ambos mantendrán su amistad a lo largo de los años, hasta que Nina se hace mayor.

– ¿Quieres ver cómo hago un truco?

– Quizá en otro momento.

El conde cuadró la baraja y la dejó encima de la mesa. Entonces, cogió la hoja de encima del montón de hojas terminadas. Vio que en ella estaban concienzudamente alineados en columnas todos los números cardinales del 1100 al 1199. En función de algún sistema que él ignoraba, había trece números encerrado en un círculo rojo.

El conde estaba intrigado, como es lógico.

– ¿Qué estás haciendo?

– Matemáticas.

– Veo que te aplicas a la materia con vigor.

– El profesor Lisitski dice que tienes que pelear con las matemáticas como pelearías con un oso.

– ¿Ah, sí? Y ¿con qué clase de oso peleamos hoy? Sospecho que con alguno más parecido a un oso polar que un panda.

Nina levantó la cabeza y le lanzó una de aquellas miradas suyas capaces de apagar cualquier chispa.

El conde carraspeó y adoptó un tono más serio.

– Me imagino que el proyecto implica ciertos subconjuntos de números enteros.

– ¿Usted sabe qué es un número primo?

– ¿Te refieres a dos, tres, cinco, siete once trece,…?

– Exacto –confirmó ella–. Son los números enteros que son indivisibles por cualquier número excepto el uno y ellos mismos.

Dado el dramatismo con el que había pronunciado la palabra “indivisibles”, parecía que estuviera hablando de la inexpugnabilidad de una fortaleza.

– En cualquier caso –añadió–, estoy haciendo una lista de todos ellos.

– ¡De todos ellos!

– Es una tarea propia de Sísifo –admitió la niña (aunque con un entusiasmo que te hacía preguntarte si conocía realmente el significado de esa expresión).

Nina señaló las páginas escritas que había encima de la mesa.

– La lista de los números primos empieza en dos, tres, cinco, como usted dice. Pero los números primos van haciéndose cada vez más escasos a medida que crecen. De modo que una cosa es encontrar un siete o un once, pero un mil nueve ya es otro cantar. ¿Se imagina identificar un número primo en las centenas de millar? ¿O en los millones? […]

El conde volvió a mirar la hoja que tenía en las manos, esta vez con mayor respeto. Al fin y al cabo, un hombre culto debería admirar cualquier estudio, por misterioso que fuera, si se llevaba a cabo con curiosidad y entrega.

– Mira –dijo con el tono de voz de quien contribuye a una causa–, este número no es primo.

Nina alzó la vista con expresión de incredulidad.

– ¿Qué número?

El conde le puso la hoja delante y señaló la cifra encerrada en un círculo rojo.

– Mil ciento setenta y tres.

– ¿Cómo sabe que no es primo?

– Si la suma de los dígitos que componen una cifra da un número divisible por tres, esa cifra también es divisible por tres.

Ante ese hecho tan extraordinario, Nina replicó:

– Mon Dieu!

Entonces se recostó en el respaldo de la silla y se quedó observando al conde como si reconociera que hasta ese momento quizá lo hubiera infravalorado.

Fotograma de la serie de televisión Un caballero en Moscú en el que aparecen el conde Aleksandr Ilich Rostov, interpretado por el actor Ewan McGregor, y Nina Kulikova, interpretada por la joven actriz Leah Balmforth. Fuente: Paramount, 2024

Los números primos son muy importantes en matemáticas y de ellos hemos escrito bastante en el Cuaderno de Cultura Científica (una referencia básica sobre los mismos es la entrada Buscando lagunas de números no primos). En la anterior cita, Nina se encuentra haciendo unos deberes que consisten en realizar una lista de números naturales, en la que se marcan con un círculo rojo aquellos que son primos. Cuando llega el conde ve las hojas en las que Nina está escribiendo esa lista, de hecho, los números de la última hoja realizada contiene los números entre 1100 y 1199. Entre esos números hay doce números primos, que son 1103, 1109, 1117, 1123, 1129, 1151, 1153, 1163, 1171, 1181, 1187 y 1193, sin embargo, Nina ha incluido uno más 1173, que no es un número primo, puesto que es divisible por tres, como le descubre el conde, ya que satisface la condición de divisibilidad del tres (“un número es divisible por 3 si, y sólo si, la suma de sus dígitos es divisible por 3”, como mostramos en la entrada Las curiosas reglas de divisibilidad).

Pero existen algunas otras pequeñas referencias matemáticas, como los experimentos del cálculo de la aceleración de la gravedad y el de la torre de Pisa realizado por el matemático y astrónomo italiano Galileo Galilei, la resolución de ecuaciones, la paradoja de Aquiles, el teorema de Pitágoras o la aritmética.

La estructura geométrica de la novela

Pero, sin lugar a dudas, el aspecto matemático más interesante de la novela es su estructura geométrica. La novela transcurre entre el 21 de junio de 1922 y ese mismo día, 21 de junio, día importante en la novela que aparece continuamente a lo largo de la misma, del año 1954, recorriendo 32 años, desde el principio al final. Ese número de años, 32, que es 25 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2, no es un número puesto al azar, sino que tiene relevancia en la estructura.

Justo antes de empezar la novela, se presentan las actas del juicio de los bolcheviques al conde Aleksandr Ilich Rostov, celebrado el día 21 de junio de 1922, donde es declarado culpable y se le condena a la pena de muerte. Sin embargo, se le conmuta la pena capital por un arresto domiciliario de por vida en el hotel Metropol del centro de Moscú donde estaba hospedado, debido a que es el autor de un conocido poema subversivo que había escrito diez años antes.

Una vieja postal en la que puede verse el hotel Metropol de Moscú en aquellos primeros años del siglo xx

 

El primer capítulo de la novela (con el título Ante el embajador), tras las actas del juicio, recoge lo que ocurrió ese primer día al llegar al hotel. En particular, se le desaloja de su lujosa suite y se le aloja en una pequeña habitación de una zona en desuso del hotel que estaba destinada a los sirvientes de los huéspedes ricos. El siguiente capítulo (Aquel naufrago anglicano) recoge lo ocurrido un día después del arresto, el 22 de junio de 1922. El tercer capítulo (A la hora acordada) transcurre dos días después del arresto domiciliario. La historia continúa cinco días después (Amistad), luego diez días (Ahora bien…), tres semanas (A dar una vuelta por ahí), seis semanas (Asamblea), tres meses (Arqueologías), seis meses (Adviento) y justo un año después de su arresto en el hotel Metropol, el 21 de junio de 1923 (Abejas en lo alto, una actriz y una aparición).

A partir de ese momento, la novela va saltando a través del 21 de junio de diferentes años, el año 1924 (Anonimato), es decir, han pasado dos años desde la condena del conde, el año 1926 (Adieu), cuatro años después, el 1930 (Artes de Aracne / Acudir a una cita por la tarde / Alianza / Absenta), pasados ocho años, hasta llegar al año 1938, dieciséis años después del primer día de la novela, el 21 de junio de 1922, que es el punto central de la misma (Alguien regresa / Ajustes / Ascenso y descenso).

Imagen de los personajes principales de la serie Un caballero en Moscú (2024). Fuente: Paramount, 2024

Como podemos observar los periodos temporales se duplican claramente cuando hablamos del paso de los años (uno, dos, cuatro, ocho, dieciséis años) y se aproxima a la duplicación cuando hablamos de días, semanas y meses (un día, dos días, cinco días, diez días, tres semanas, seis semanas, tres meses, seis meses y doce meses, es decir, un año), que explicaremos más adelante.

A partir de ese punto central, el 21 de junio de 1938, dieciséis años después del inicio de la novela (21 de junio de 1922) y dieciséis años antes del final de la misma (21 de junio de 1954), se produce un reflejo simétrico del paso del tiempo, respecto a la primera mitad, de manera que en esa primera mitad el paso del tiempo se va expandiendo, mientras que en la segunda se va a ir comprimiendo.

Tras el capítulo del 21 de junio de 1938, llega el del año 1946 (Arrebatos, antítesis y un accidente), a ocho años del final, después el año 1950 (Adagio, andante, allegro), a cuatro años del final, el año 1952 (América), a dos años del final y el 21 de junio de 1953 (Apóstoles y apóstatas), a un año del final. Para pasar a seis meses del final (Aplausos y elogios), tres meses (Avanzar como Aquiles), seis semanas (Arrivederci), tres semanas (Adultez), diez días (Anuncio), cinco días (Anécdotas), dos días (Asociación), un día (Antagonistas, frente a frente (y una absolución)) y el final el 21 de junio de 1954 (Apoteosis).

Esquema que representa la estructura temporal de la novela Un caballero en Moscú, de Amor Towles

Como hemos comentado más arriba, el paso del tiempo se duplica primero, al menos aparentemente, ya que el paso del tiempo desde el 21 de junio de 1992 hasta el 21 de junio de 1938 es

… un día, dos días, cinco días, diez días, tres semanas, seis semanas, tres meses, seis meses y doce meses, es decir, un año, dos años, cuatro años, ocho años y dieciséis años.

Da la impresión de que algo no está bien, ya que, por ejemplo, el doble de dos días no son cinco días o el doble de diez días no es tres semanas. Veamos que la construcción del tiempo es más bien doblando el tiempo por la mitad, dividir entre 2 y no multiplicar.

El tiempo total de la novela son 32 años (del 21 de junio de 1922 al mismo día de 1954), cuya mitad son 16 años, mitad marcada por el 21 de junio de 1938. La mitad de 16 años son 8 años, que nos lleva al 21 de junio de 1930 (y de forma análoga en el otro sentido, hacia delante, a 1946). La mitad de 8 años son 4 años (1926); la mitad 2 años (1924); la mitad 1 año (1923); la mitad 6 meses; su mitad 3 meses; cuya mitad serían 6 semanas y algo, que puede redondearse a 6 semanas; la mitad 3 semanas; la mitad de 3 semanas, que son 21 días, son 10 días y medio, que redondeando serían 10 días; la mitad 5 días; la mitad 2 días y medio, que redondeando serían 2 días; cuya mitad es 1 día. Luego la estructura se explica con la división temporal en mitades.

Fotograma de la serie Un caballero en Moscú (2024). Fuente: Paramount, 2024La importancia de la estructura geométrica

Esta estructura temporal de la novela es muy importante puesto que marca el ritmo narrativo de la misma. La novela se va expandiendo geométricamente, duplicando prácticamente el tiempo, desde el punto inicial, el 21 de junio de 1922. Al principio los saltos temporales son más cortos, el ritmo es mayor (desde el primer día pasa un día, dos días, cinco días, diez días, tres semanas, etcétera), es el momento en el que se van presentando los personajes de la novela, así como el lugar principal, el hotel Metropol, después los saltos temporales son más largos, el ritmo se va suavizando (cuatro años, ocho años, dieciséis años), que es necesario para percibir el paso del tiempo y los profundos cambios que se están dando en la sociedad rusa, en el propio hotel Metropol y en la vida del protagonista, y luego se contrae el tiempo dirigiéndose hacia la resolución de la novela, con un ritmo cada vez mayor por la compresión del tiempo (faltando para el final tres semanas, diez días, cinco días, dos días, un día).

El propio Amor Towles lo explica en algunas de sus entrevistas. Por ejemplo, en la entrevista realizada por Elena Bowes para “26”, cuando esta le pregunta “¿Puede describir la estructura de acordeón que utilizó para esta novela y por qué la eligió?”, el escritor británico responde lo siguiente.

Un caballero en Moscú tiene una estructura un tanto inusual. A partir del día del arresto domiciliario del Conde, los capítulos avanzan por un principio de duplicación que describe los acontecimientos un día después del arresto, dos días después, cinco días, diez días, tres semanas, seis semanas, tres meses, seis meses, un año, dos años, cuatro años, ocho años y dieciséis años después hasta el día de hoy. En este punto medio, se inicia un principio de división a la mitad, con la narración saltando a ocho años después, cuatro años, dos años, hasta diez días, cinco días, dos días, un día.

El aspecto matemático de la forma del libro es prácticamente invisible para los lectores. Dicho esto, creo que se adapta bien a la historia porque los lectores obtienen una descripción muy granular de los primeros días del confinamiento del Conde; luego pueden saltar en el tiempo a través de épocas definidas por la carrera, las relaciones y los cambios en el panorama político; por último, vuelven a la granularidad urgente a medida que la historia se acerca a su conclusión increíblemente emocionante.

Mapa del centro de Moscú en 1922

 

Mientras que en su página web responde también a una serie de preguntas y nos encontramos con el siguiente comentario sobre la estructura de la novela.

Al final, un reto mucho mayor surgió de la geometría de la novela. Esencialmente, Un caballero en Moscú adopta la forma de un diamante de lado. Desde el momento en que el Conde atraviesa las puertas giratorias del hotel, la narración comienza a abrirse sin cesar hacia el exterior. A lo largo de las doscientas páginas siguientes se acumulan descripciones detalladas de personas, habitaciones, objetos, recuerdos y acontecimientos menores, muchos de los cuales parecen casi incidentales. Pero entonces, cuando el libro entra en su segunda mitad, la narración empieza a estrecharse y convergen todos los elementos dispares de la primera mitad. Personajes insignificantes, observaciones pasajeras y objetos fortuitos se entremezclan y desempeñan papeles esenciales para llevar la narración a su aguda conclusión.

Bibliografía

1.- Sarah Hart, Érase una vez los números primos, Paidós, 2024.

2.- Página web oficial de Amor Towles

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo La estructura geométrica de la novela “Un caballero en Moscú” se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol

Araknidoek osatzen duten talde handiaren barruan, araneidoak dira armiarma sareen eraikitzaile nagusiak. Ehiza sistema horrek bi behar planteatzen ditu: batetik, harrapakina armiarma sarera erakartzea, eta, bestetik, harrapakari izan daitezkeenen arreta ez erakartzea. Ikus dezagun zer egin dezakeen armiarma batek bere harrapakina armiarma sarean eror dadin “konbentzitzeko”. Aurreratzen dut orain dela gutxi deskubritu duten estrategia benetan harrigarri bat ezagutuko dugula.

Armiarmek harrapakinak erakartzeko erabiltzen dituzten estrategiak duela gutxi berrikusi dituzte artikulu bikain batean. Adibidez, armiarma sarea argi ultramorea, intsektu askorentzat ikusgarria, islatzen duten “estabilimentu” izeneko hari gehigarriekin apain daiteke. Argiope (1. irudia) armiarmaren kasua da. Esperimentuen bidez egiaztatu da dekorazio elementu horiei esker harrapakin gehiago ehizatzen direla eta ekidin egiten dela hegazti eta beste animalia hegalari batzuk armiarma sarearekin estropezu egin eta hura haustea. Beste armiarma batzuek kolore eredu deigarriak garatu dituzte beren gorputzetan: argi ultramorea islatzen duten xingola distiratsuak. Gasteracantha (1. irudia) armiarmaren kasua da.

1. irudia, ezkerraldea: estabilimentuak Argiope trifasciataren armiarma sarean. (Argazkia: Sareforena, CC BY-SA 3.0) Eskuinaldea: Gasteracantha cancriformis armiarmaren kolorazioa. (Argazkia: Mkullenena, jabari publikoa)

Badira are sofistikatuagok diren estimulu ez bisualak. Argiope keiserlingi armiarmak putreszina izeneko substantzia kirasdunaz blaitzen du armiarma sarea, arrautzak haratustelean uzten dituzten euliak erakartzeko. Mallos gregalisek eulien karkasak uzten ditu, zeinetan beste intsektu batzuentzako usain erakargarriak sortzen dituzten onddoak hazten diren. Amerikako armiarma boleadoreak (Mastophora) sitsen feromonen antzeko substantziak jariatzen ditu. Hori gutxi balitz bezala, gautxoen boleadoreen antzeko mekanismo bat garatu du harrapakinak harrapatzeko. Bideo zoragarri honetan ikus daiteke:

Kasu bat aipatu behar dugu, non armiarma sarea heriotza tranpa bihurtzen da sarea eraiki duenarentzat. Portia armiarma jauzkariak biktimaren armiarma sarea astintzen du, harrapakin baten mugimenduak imitatuz. Jabe inozoa oturuntza ederra izango duelako hurbiltzen denean, Portiak haren gainera jauzi egin eta irentsi egiten du. Berriro ere, bideo ikusgarri honek estrategia abila erakusten du.

Baina portaera horiek guztiak txiki geratzen dira, Current Biology aldizkarian Txinako ikertalde batek deskribatu berri duenaren aurrean. Araneus ventricosus armiarmak Abscondita terminalis ipurtargiak sortu eta armiarmak manipulatu ohi dituen argi seinaleen bidez erakartzen ditu harrapakinak (2. irudia).

2. irudia. Ezkerraldea: Araneus ventricosus, Txinako zientzialariek aztertu duten armiarma harrapakin bat irensten. (Argazkia: KKPCWrena, CC BY-SA 4.0.). Eskuinaldea: Abscondita terminalis ipurtargia. (Argazkia: Sumanth699rena, CC BY-SA 4.0)

Abscondita terminalis Asiako tropikoko koleoptero hegalari txiki bat da eta sabelaldean argia igortzen du. Arrek argi keinuen ufada azkar eta biziak sortzen dituzte sabelaldearen bi gunetan; emeek, berriz, pultsu bakanduagoak eta intentsitate txikiagokoak igortzen dituzte gune bakar batean. Ipurtargi ar bat sarean kateatuta geratzen bada, armiarmak ez du hilko argi seinaleak igortzen jarrai dezan. Ar batek sortzen dituen seinale horiek ez lukete balioko emeak erakartzeko, sedentarioagoak baitira; beraz, badirudi armiarmak ez duela ezer handirik lortu. Gainera, harrapakinaren argi igorpena ahulago bihurtzen da, ez da hain naroa eta sabelaldeko gune batean baino ez ditu igortzen. Horrela, seinale horiek ipurtargi eme batek egingo lituzkeenaren antzekoak dira (3. irudia).

3. irudia. Current Biology aldizkariko artikuluaren egileek egindako esperimentuak. Ipurtargi ar bat A. ventricosus armiarmaren sarean erortzen denean, aldatu egiten da haren argi igorpena, baina horrek berez ez ditu ar gehiago erakartzen (A). Beste ar batzuk armiarma sarera erakartzen dira baldin eta interakzioa badago armiarmaren eta harrapakinaren artean, seinaleak “femeninoagoak” bihurtzen baitira (B). Seinale horiek tintaz estaltzen badira, armiarmaren presentziak ere ez ditu erakartzen beste ar batzuk (C). (Argazkia: brgfx eta Tomen Freepik-eko irudiak erabili dira, jabari publikoa)

Txinako ikertzaileek esperimentuen bidez egiaztatu zuten harrapatutako ipurtargiaren argi seinaleetan aldaketa horiek gertatzen zirela, baina armiarma bertan egonda baino ez zen lortzen harrapakinak harrapatzeko eraginkortasun handiagoa. Armiarmaren eta harrapakinaren arteko interakzioak seinale “femeninoagoak” sortzen zituen, argi pultsuaren iraupenari eta aldiari dagokionez. Seinale horiek erakargarriagoak ziren beste ar batzuentzat. Izan ere, ipurtargiaren sabelaldea tintaz ilunduz gero, ez ziren ar gehiago erakartzen sarera, nahiz eta armiarma bertan egon (3. irudia).

Nola manipulatzen du armiarmak harrapakina seinaleen kodea alda dezan? Ezin izan da argitu, baina ikertzaileek uste dute armiarmaren hozkadaren edo seinalearen kontrolean eragiten duen toxina bat txertatzearen zuzeneko ondorioa izan daitekeela. Mekanismo hori ezagutzeak lehentasunezkoa izan beharko luke etorkizun hurbilean.

Ohiz kanpoko kasua da hainbat arrazoirengatik: lehenik eta behin, argi seinaleak amu gisa erabiltzen direlako, eta, batez ere, seinale horiek oso modu zuhurrean manipulatzen direlako emeek igorritakoak imitatu ditzaten. Halaber, harrigarria da armiarmaren portaera giza psikologian haborokin atzeratu edo sari geroratu gisa ezagutzen dugunaren antzekoa izatea. Hori berehalako onura bati (harrapatutako lehenengo harrapakina irenstea) borondatez uko egitea da, etorkizunean sari hobea (harrapakin gehiago) jasoko delakoan. Haborokin atzeratua asko ikertu da gizakien artean, eta animalia ornodunen (arrainetatik hasi eta primateetaraino) portaera horren ebidentziak ere badaude. Geure buruari honako galdera hau egin diezaiokegu: nerbio sistema askoz ere sinpleagoa duen animalia batek nola garatu ahal izan du deskribatu dugun estrategia?

Erreferentzia bibliografikoak:

Fu, Xinhua; Yu, Long; Zhou, Wei; Lei, Chaoliang; Jackson, Robert R.; Kuntner, Matjaž; Huang, Qiuying; Zhang, Shichang; Li, Daiqin (2024). Spiders manipulate and exploit bioluminescent signals of fireflies. Current Biology, 34, 16. DOI: 10.1016/j.cub.2024.07.011

Ratz, Tom; Bourdiol, Julien; Moreau, Stéphanie; Vadnais, Catherine; Montiglio, Pierre-Olivier (2023). The evolution of prey-attraction strategies in spiders: the interplay between foraging and predator avoidance. Oecologia, 202, 669-684. DOI: 10.1007/s00442-023-05427-5

Egileaz:

Ramón Muñoz-Chápuli Oriol Animalien Biologiako Katedraduna (erretiratua) da Malagako Unibertsitatean.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko irailaren 9an: La araña que atrae presas manipulando señales luminosas.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

The post Harrapakinak argi seinaleen bidez erakartzen dituen armiarma appeared first on Zientzia Kaiera.

Foto: Alain Bonnardeaux / Unsplash

Los gansos canadienses, las mariposas monarca, los tiburones cabeza de pala y el salmón rojo son algunas de las muchas especies animales que navegan por el mundo detectando pequeños cambios en el campo magnético de la Tierra. Estudios anteriores de estos organismos han identificado varios tipos de sensores, como reacciones químicas sensibles al magnetismo y estructuras celulares similares a brújulas, pero no estaba claro hasta qué punto son sensibles estos llamados magnetorreceptores biológicos.

Ahora, Iannis Kominis y Efthmis Gkoudinakis, de la Universidad de Creta, Grecia, han calculado los límites de la capacidad de detección de tres tipos principales de magnetorreceptores biológicos, demostrando que dos de ellos probablemente pueden detectar campos magnéticos con magnitudes cercanas al límite cuántico para la detección de campos magnéticos.

El rendimiento de un sensor magnético se puede caracterizar por tres parámetros: su volumen, su tiempo de medición y la incertidumbre en la estimación del campo magnético. Cada parámetro puede hacerse más pequeño, pero existe un límite a su reducción colectiva basado en la constante de Planck, un parámetro que define muchos fenómenos cuánticos. Todos los magnetómetros fabricados en laboratorio conocidos obedecen a este límite cuántico. Debido a su pequeño tamaño y a los pequeños cambios de campo que detectan, se cree que los magnetómetros biológicos operan cerca de este límite. Pero los biólogos no han podido determinar con precisión todos los parámetros relevantes.

El criptocromo (la molécula de proteína que aparece como fondo gris de la imagen) alberga un par de radicales que actúan como magnetorreceptores. Fuente: S. Y. Wong et al (2021).

Para solucionar este problema, Kominis y Gkoudinakis trabajaron a la inversa, utilizando el límite cuántico para poner límites a parámetros que eran desconocidos. Descubrieron que dos magnetorreceptores biológicos que implican reacciones químicas dependientes del campo magnético pueden operar justo en el límite, o cerca de él.

Kominis dice que el hallazgo podría ayudar a los investigadores a diseñar futuros dispositivos de detección magnética. “Si [los científicos] queremos hacer las mediciones más sensibles, tenemos que recurrir a la ingeniería cuántica. Imitar los magnetorreceptores biológicos puede guiar esa ingeniería cuántica”, dice.

Referencias:

I. K. Kominis & E. Gkoudinakis (2025) Approaching the Quantum Limit of Energy Resolution in Animal Magnetoreception PRX Life doi: 10.1103/PRXLife.3.013004

S. Y. Wong, Y. Wei, H. Mouritsen, I. A. Solov’yov, and P. J. Hore (2021) Cryptochrome magnetoreception: four tryptophans could be better than three J. R. Soc. Interface doi: 10.1098/rsif.2021.0601

K. Wright (2025) Biological Magnetic Sensing Comes Close to Quantum Limit Physics 18, s8

 

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

El artículo Los magnetorreceptores biológicos que actúan en el límite cuántico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Josu Lopez-Gazpio

Drogak eta pozoiak hilketen eta suizidioen errege-erreginak izan dira historian zehar. Ezagunak dira Sokrates eta Kleopatraren kasuak, esaterako. Beste kasu batzuetan, aldiz, ez dugu inoiz ziur jakingo zer gertatu zen: Alejandro Handia, Napoleon, Stalin, Mozart… dira pozoituta hil zirelako susmoa duten kasuak. Mende askotan zehar etsaiak paretik kentzeko modua izan dira pozoiak eta, toxikologiaren garapena iritsi zen arte, nahiko erraza zen pozoien ondorioak gaixotasun edo heriotza naturalekin nahastea. Pozoi ospetsuenen artean artsenikoa dugu, zalantzarik gabe.

Artsenikoa, As ikurra duen elementu kimikoa, bizi ahal izateko behar-beharrezkoa den elementua da. Hala ere, kantitate oso oso txikian behar dugu bakarrik. Paradoxikoki, artsenikoa eta bere konposatuak oso pozoitsuak dira. Artsenikoa Antzinako Erroman erabiltzen zuten sendagai gisa eta mediku arabiarrek ere ondo ezagutzen zituzten artsenikoaren erabilera onuragarriak. Alabaina, Paracelso-k esan zuen bezala, dosiak egiten du pozoia eta, hori ere, aspalditik da ezaguna.

Irudia: historian zehar, pozoiak hilketa metodo erosoenak izan dira, ziurrenik. Toxikologiaren garapenarekin, aldiz, erraztu egin zen pozoiak detektatzea. (Argazkia: DGSstudios – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com).

Errenazimentuan, adibidez, borgiatarrak eta medicitarrak artsenikoa erabiltzearen zaleak izan ziren, cantarella izeneko edariaren bidez. Sizilian acqua tofana izenarekin ezagutu zen beste pozoi ospetsu bat, XVII. mendearen bueltan, Giulia Tofana pozoitzaile ospetsuak saltzen zuena. Hark ere artsenikoa zuen oinarrian eta gutxienez 600 biktima hiltzeko erabili zela uste da. Pozoia erosten zutenak senarraz libratu nahi zuten emakumeak eta herentziak jasotzeko presa zutenak ziren, antza. Frantzian, adibidez, artsenikoa poudre de succession (‘herentzien hautsa’) izenarekin ezagutzen zen. Artsenikoa pozoi ideala da: usaingabea, koloregabea, zaporegabea… eta elikagai zein edariekin nahasteko erraza. Gainera, nahiko erraz lor zitekeen; izan ere, zenbait intsektizida eta sendagairen osagaia zen. Hala ere, XIX. mendearen erdialdean dena hasi zen aldatzen.

1832an James Marsh kimikari britainiarra epaitegitik deitu zuten. Haren laguntza behar zuten, aditu gisa auzitegian, John Bodle-ren auzian lagundu zezan. Bodlek akusazio larria zuen; hain zuzen ere, George Bodle bere aitona ustez hil zuelako atxilotu zuten. Aitona, 81 urteko gizona, botaka egon zen eta eztarriko mina zuen. Medikuak artseniko bidezko pozoiketa izan zitekeela susmatu zuen eta, sendatzeko ahaleginak egin zituen arren, azkenean hil egin zen. Familiako beste kide batzuk ere antzeko sintomekin gaixorik egon ziren, baina horiek sendatzea lortu zuten. Boble izan zen lehen susmagarria; izan ere, intoxikazioa kafea edan ostean gertatu zen eta etxean lan egiten zutenek John Bodle ikusi zuten kafe hori prestatzen. John atxilotu zuten eta haren gauzen artean artseniko-hautsa aurkitu zuten.

Medikuak okadaren eta kafea egiteko erabilitako uraren laginak hartu zituen eta James Marsh izan zen laginak aztertzeko arduraduna. Marshek artsenikoa detektatzeko proba asmatu zuen, gaur egun Marshen proba deritzona eta 1970eko hamarkadara bitarte auzitegi-zientzian erabiltzen jarraitu dena. Proba horren aurretik bazeuden artsenikoa detektatzeko beste modu batzuk; esaterako, Johann Metzger alemaniarrak sortutako artsenikozko ispilua deiturikoa, baina haien eraginkortasuna ez zen oso handia. Normalean artseniko-pozoiketetan elikagai edo edari batean jartzen zen artsenikoa eta, sarritan, osagai horiek detekzio-proba oztopatzen zuten. Marshen probak aurreko tekniken arazoak gainditu nahi zituen, baina Bodleren epaiketan proba ez zegoen artean guztiz finduta.

George Bodle aitonaren gorpua aztertu zuten medikuek ez zuten pozoiketaren ebidentzia argirik lortzeko modua izan eta, horrexegatik, Marsh kimikariari bidali zizkioten gorpuaren lagin batzuk. Marshek artseniko aztarnak detektatu zituen gorpuaren eta kafearen laginetan; beraz, pentsatu zuen lana eginda zegoela. Aldiz, John Bodle, ustezko hiltzaileak, azaldu zuen artseniko-hautsa intsektizida bezala erabiltzen zuela eta aitonaren gorpua gaixotasunagatik hil ostean kutsatu zela artsenikoarekin. Hori ez zetorren bat Marshen aurkikuntzarekin; izan ere, urdaileko laginetan ere aurkitu zuen artsenikoa. Edozein kasutan, garai hartan zalantzan jartzen zen, artean, ebidentzia zientifikoa eta Marshen probak artseniko kantitate oso txikiak detektatu zituen. Horretaz gainera, kimikariak egindako probaren emaitza degradatu egin zen eta epaimahaiak aske utzi zuen John Bodle, haren aurkako froga nahikorik ez zegoela esanez. Urte batzuk geroago, aitortu egin zuen krimena.

Gertatutakoa eta epaimahaiaren aurrean egindako akatsak baliagarriak izan ziren Marshentzat -bide batez, aipatu behar da Michael Faraday fisikariaren laguntzailea izan zela-. Marshek bere proba hobetu zuen eta artseniko kantitate oso txikiak eraginkortasunez detektatzeko modua aurkitu zuen: horretarako, zinka eta azido sulfurikoa erabili zituen itxitako kanpai batean. Metodo horren bidez, 0,02 mg artseniko detektatzera iritsi zitekeen. Gainera, emaitza zigilatuta gelditzen zen eta egonkorra zen. Xehetasunak 1836an argitaratu zituen. Marshen proba hobetuak eraginkortasun handia zuen eta Viktoriar aroko hainbat pozoitzaile urkatzeko tresna izan zen. Haiek ez zituzten garai hartako artikulu zientifikoak irakurtzen, antza. James Marshek egindako lanari esker amaitzen hasi zen pozoien erabilera unibertsala; izan ere, ordu arte kasu askotan zaila zen heriotza naturalak eta pozoiketak bereiztea, baina pozoiak detektatzeko probak garatzen ziren neurrian, zaildu egin zen pozoitzaileen lana.

Erreferentzia bibliografikoak:

• McDermid, Val (2014). Forensics: what bugs, burns, prints, DNA, and more tell us about crime. Grove Press.
• Mulet, J.M. (2016). La ciencia en la sombra. Planeta argitaletxea.
• Viajes Jurídicos (2021eko otsailaren 6a). El arsénico en la historia del crimen. El caso Bodle, Lafarge y otros. viajesjuridicos.com

Egileaz:

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

Zientzia auzitegietan buruzko artikulu-sorta:

1. Zientzia auzitegietan (I): hastapenak
2. Zientzia auzitegietan (II): artsenikoa eta Marsh-en proba

The post Zientzia auzitegietan (II): artsenikoa eta Marsh-en proba appeared first on Zientzia Kaiera.

Más allá de la búsqueda de vida -tanto pasada como presente- en el planeta rojo, lo cierto es que hay otras cuestiones sobre su historia que todavía permanecen abiertas. Una de ellas es el origen de lo que conocemos como la dicotomía marciana, o lo que es lo mismo, el porqué el hemisferio norte de Marte es una gran llanura deprimida -casi una cuenca- con apenas relieve, mientras que el hemisferio sur está completamente cubierto de cráteres, grandes relieves y se encuentra elevado de media varios kilómetros con respecto al otro hemisferio.

Pero, ¿qué ha provocado que Marte tenga dos caras tan diferentes? Aquí, tradicionalmente, ha existido una gran división entre los científicos que han estudiado este problema. Por un lado tenemos los que opinan que la dicotomía se formó como consecuencia de un gran impacto: Imaginemos un sistema solar muy poco tiempo después de su formación, donde todavía eran habituales los impactos entre cuerpos de gran tamaño. Pues bien, uno de estos habría colisionado contra Marte, provocando la expulsión de una gran cantidad de la corteza marciana que existía en el hemisferio norte y provocando como consecuencia la formación de estas tierras bajas y un adelgazamiento de la corteza. Por poner un ejemplo gráfico es como si golpeáramos una bola de arcilla húmeda con un martillo: dejaríamos un hueco donde dimos el golpe, y parte de la arcilla saldría despedida hacia afuera.

Mapa topográfico de Marte creado a partir de los datos del instrumento MOLA (Mars Orbiter Laser Altimeter). Los colores más azules representan las zonas más deprimidas y los rojos, las más elevadas. Se aprecia el fuerte contraste entre las zonas deprimidas del hemisferio norte y las tierras altas del hemisferio sur. Fuente: NASA/JPL.

La otra teoría afirma que la formación de la dicotomía se debe a la propia dinámica interna del planeta. El manto de Marte se encontraría en un estado de convección donde los materiales menos densos y calientes se irían hacia la superficie y los más fríos y densos caerían hacia el núcleo, como en un cazo de agua hirviendo. A lo largo de millones de años, los grandes patrones de convección habrían dado forma a la corteza tal y como la conocemos hoy, creando esta gran diferencia de elevaciones y también esa variación de grosor de la corteza entre ambos hemisferios.

Pero -hasta ahora- probar cualquiera de estas dos teorías ha sido algo realmente complicado para los científicos, ya que estudiando solo las formas que vemos en la superficie no ha sido suficiente y necesitamos poder mirar un poco más en su interior. Y es que ambas versiones de la historia tienen sus fortalezas y debilidades a la hora de explicar la dicotomía y, ni aplicando los modelos geodinámicos más modernos, hemos conseguido salir de dudas.

Pero en noviembre de 2018 llegó a Marte la misión InSight, un módulo de aterrizaje que llevaba consigo -entre otros instrumentos- un sismómetro extremadamente sensible, permitiendo estudiar los terremotos marcianos -o martemotos, si me permiten una pequeña licencia- e intentar resolver algunas cuestiones, desde como es la estructura interna del planeta, a si el planeta todavía tiene actividad geológica.

Y es que los terremotos pueden aportarnos muchísima información sobre los interiores planetarios: desde comprender los procesos que los causan, hasta permitirnos esbozar como es la estructura interna de estos gracias a como varían las propiedades de las ondas sísmicas durante su propagación por las distintas capas rocosas del planeta.

Desgraciadamente, la InSight era una misión única, con un solo sismómetro. En nuestro planeta necesitamos redes de sismómetros -a partir de tres es lo mejor- para conocer el lugar exacto donde se ha producido el terremoto, ya que para poder estudiar mejor como cambian las ondas sísmicas necesitamos saber dónde han ocurrido, pero los científicos han tenido que contar con este hándicap para poder encontrar pistas que nos ayuden a resolver el misterio de la dicotomía marciana.

Imagen con algunos de los epicentros de los terremotos usados para calcular la atenuación de las ondas sísmicas. Como se puede apreciar, hay grupos de terremotos localizados a ambos lados de la dicotomía. Fuente: Sun & Tkalčić (2024).

A pesar de todos los problemas de los que hemos hablado, una nueva investigación ha conseguido recuperar la señal de algunos de los terremotos más débiles captados por la InSight con mucha más claridad, lo que les ha ayudado a localizar con precisión su epicentro, eso sí, con una sorpresa: Han encontrado un lugar de Marte donde parecen agruparse los terremotos, en una región conocida como Terra Cimmeria.

No es el único lugar donde se han encontrado grupos o conjuntos de terremotos -si alguien se pregunta por que no los llamo enjambres es porque no es el caso, al menos que sepamos- sino que también se han encontrado en otra región de Marte, en Cerberus Fossae, de los que se ha interpretado que en algunos casos podrían ser terremotos de origen volcánico, como ya hablamos en ¿Hay terremotos de origen volcánico en Marte?.

Pero volvamos al asunto que nos trae hoy aquí… ¿Qué tiene de interés que haya terremotos en dos regiones distintas de Marte? ¿No sería lo esperable? Pues que un grupo se encuentra en una parte de la dicotomía y otro en la otra, aportando datos de como se propagan las ondas sísmicas desde ambos lados hacia la InSight.

Localizar los terremotos no ha sido solo uno de los problemas a los que se han tenido que enfrentar los científicos, sino a interpretar la atenuación de las ondas sísmicas a lo largo de su viaje por el interior de Marte. Para que me entiendan, la atenuación es el proceso por el cual las ondas sísmicas pierden energía conforme se van transfiriendo por las rocas que conforman la estructura interna de Marte.

¿Por qué se atenúan las ondas sísmicas? Pues por factores como pueden ser la temperatura o las propiedades de la materia que atraviesan: un material más caliente y menos sólido atenuará mucho más las ondas sísmicas que uno frío y rígido. El análisis exhaustivo de la propagación de las ondas ha demostrado que estas se atenúan mucho más cuando viajan desde el manto de las tierras altas del hemisferio sur que si lo hacen desde la zona deprimida del hemisferio norte.

Los científicos interpretan que esta mayor atenuación se debe a que el manto superior que hay debajo de las tierras altas tiene una mayor temperatura y a las ondas sísmicas les cuesta más viajar -y acaban siendo absorbidas antes- por estos materiales más fluidos.

Imagen de detalle de una zona de Terra Cimmeria tomada por la sonda Mars Express en 2018. Fuente: ESA/DLR/FU Berlin.

Este hecho lleva a una pista muy interesante… ¿Por qué iba a ser el manto más caliente en una parte de la dicotomía que en otra? La corteza más gruesa de las tierras altas es rica en elementos radiogénicos -que producen calor durante su desintegración- y podría haber servido como una especie de manta térmica, atrapando el calor generado en el manto que hay debajo y no dejando que irradiara tan rápidamente hacia el exterior.

A su vez, esto crearía una gran diferencia de temperaturas entre los mantos del hemisferio norte y sur -entiéndase en este caso hemisferio en el sensu lato-, generando unas corrientes de convección mucho más fuertes en el sur que en el norte, como si le diésemos más gas al cazo de agua que queremos calentar.

El efecto de este calor “extra” y de las corrientes de convección a lo largo de millones de años podría haber sido el responsable de adelgazar la corteza del lado deprimido de la dicotomía y de engrosar la corteza de las tierras altas. Entonces, ¿Queda desacreditada por completo la teoría del impacto gigante? No del todo, pero lo cierto es que los datos sísmicos son un punto a favor de la formación de la dicotomía por procesos endógenos.

Si Marte hubiese sufrido un gran impacto, las propiedades del manto deberían de haber sido mucho más homogéneas y cuya consecuencia más inmediata es que existiría una menor variación en la atenuación de las ondas sísmicas que observamos desde un hemisferio del planeta y el otro.

Aun así, no podemos todavía descartar ninguno de los dos escenarios y, junto a los datos sísmicos tomados por la InSight -y ojalá que por la toma de nuevos datos en el futuro-, así como por la creación de mejores modelos geodinámicos podremos aportar algo más de luz que nos ayude a resolver definitivamente porque el planeta rojo tiene dos caras.

Referencias:

Sun, W., & Tkalčić, H. (2024). Constraints on the origin of the Martian dichotomy from Southern highlands marsquakes. Geophysical Research Letters, 52(1). doi: 10.1029/2024gl110921

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

El artículo El origen de la dicotomía marciana se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Karl Schwarzschildek deskribatu zituen lehen aldiz zulo beltzak 1916an, baina denbora luzez ez ziren benetan kontuan hartu. “Zulo beltzak objektu geometriko soil gisa deskubritu ziren; zentzu batean, soilik espazio hutsa… Ezereza”, azaldu du Stanfordeko Unibertsitateko fisikari teoriko Yuk Ting Albert Lawk.

Zulo beltza Albert Einsteinen erlatibitate orokorraren teoriaren ondorioz sortutako bitxikeria matematikoa da. Espazio-denboraren ehunaren muturreneko bihurtzea da, non haren kurbatura eta erakarpen grabitatorioa infinitu bihurtzen diren. Puntu horretara gehiegi hurbiltzen den orok ezingo du ihes egin, ezta argiak ere.

1. irudia: preso zegoela, Lerayk atera ireki zuen mundu matematiko erabat berri batera. (Ilustrazioa: Kristina Armitage – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Zulo beltzek garrantzi handiagoa hartu zuten Stephen Hawking eta Jacob Bekensteinen lanarekin 1970eko hamarkadan. Zientzialari horien kalkuluek «egitura mikroskopikoa izan dezaketen» benetako objektuekiko espazio bihurritu bihurtu zituzten zulo beltzak. Aurkikuntzek irismen luzeko ondorioak izan zituzten; izan ere, gaur egun ere espazio-denbora ulertzeko eta horren misterioak argitzeko erabiltzen dira.

Aurkikuntzen seriea 1972an hasi zen, Hawkingek frogatu zuenean zulo beltz baten tamaina beti handitzen dela bertan erortzen denaren masarekiko modu proportzionalean. Araua termodinamikaren bigarren legearen antzekoa zen. Horrek dio entropia –desordenaren neurri bat sistema batean– ez dela inoiz murrizten.

Fisikari gehienek, Hawkingek barne, ez zuten modu literalean hartu antzekotasun hori. “Jendeak uste zuen ez zuela zerikusirik termodinamikarekin. Matematikoki antzekoa zirudien, besterik ez”, azaldu du Elba Alonso-Monsalvek, Massachusettseko Teknologia Institutuko fisikari teorikoak.

Bekenstein ez zegoen ados. Esaten zuen zulo beltzek entropia izan behar zutela. Halakorik ez balukete, har dezagun zulo beltz batean erortzen den te beroz beteriko kikara bat. Tearen entropia desagertuko zitekeela irudituko litzaiguke, eta horrek termodinamikaren bigarren legea hautsiko luke. Baldin eta ez bada zulo beltzaren azalera hedatzen, horrek esan nahi baitu bere entropia propioa hazi egiten dela alde hori konpentsatzeko.

Horrenbestez, zulo beltzaren azalera zuloaren entropiaren adierazletzat hartu behar da, Bekensteinen arabera. “Ikusi zuen azalera benetan entropia gisa aintzat hartzen bada, unibertsoaren guztizko entropia handitu egiten dela”, eta halaxe gertatu beharko litzateke zulo beltzean zerbait erortzen denean, esan du, jarraitzeko, Alonso-Monsalvek.

Bekensteinen entropia-azalera harremana aierua besterik ez zen. Ondoren Hawkingek formula kuantitatibo zehatz bihurtuko zuen. Formulan falta ziren koefizienteak aurkitu zituen mekanika kuantikoaren ekuazioak eta zulo beltz bat inguratzen duen espazio-denbora deformatua konbinatuta. Kalkulatu zuen zulo beltzek beste edozein objektu bero gisa erradiatzen zutela. Horrek esan nahi du tenperatura neurgarria dutela. Alderantziz lan eginda, tenperatura hori erabili zuen zulo beltzaren entropia kalkulatzeko, eta adierazpen zehatza eskuratu zuen azalerari dagokionez.

Formulak inplikazio erradikalak izan zituen.

2. irudia: 70eko hamarkadan Stephen Hawking fisikari britainiarrak (ezkerrean), eta modu independentean, Jacob Bekenstein fisikari israeldar-estatubatuarrak eginiko ikerketek frogatu egin zuten zulo beltz baten entropia haren azaleraren araberakoa dela. (Iturriak: Ezkerretik eskuinera: Santi Visalli/Getty Images; Jakob Bekenstein/Wikimedia Commons)

Oinarrizko mailan, entropia aukerak dira. Zerbait kanpoaldetik behatuta kalkulatzen da, eta itxura hori izan dezan haren partikulak antolatzeko moduen kantitatea kalkulatuta. Gero eta aukera mikroskopiko gehiago existitu —kanpoaldetik bereizi ezin direnak— sistema baten egoerarako, orduan eta entropia handiagoa izango du sistema horrek.

Entropia sistema baten bolumenarekin areagotu ohi da, hura osatzen duten atomo guztien artean banatzen delako. Bi ur kikararekin betetako pitxer batek kikara baten entropia bikoitza dauka.

Harrigarria bada ere, zulo beltzak oso desberdinak dira elkarren artean. Bekenstein-Hawkingen formulak dio zulo beltz baten entropia areagotu egiten dela bere azaleraren arabera, ez barnean duen espazio kantitatearen arabera. Zulo beltz batean haren bolumena bikoizteko adina material erotzen bada, haren entropia erdia baino ez da areagotuko, gutxi gorabehera.

Formula horrek berekin dakar zulo beltz baten kanpoaldetik eskuratu ezin den informazio mikroskopiko guztia haren azaleran kodifikatuta dagoela. Badirudi muga iragazgaitz horrek ez daukala informazio gehigarririk, muga bera objekturik garrantzitsu eta funtsezkoena izango balitz bezala.

Gaur arte, azalera-entropia legea da grabitatearen izaera kuantikoari buruz daukagun informaziorik zehatzena. “Grabitate kuantikoaren eredua edozein dela ere, zulo beltzen entropia azaltzeko gai izan behar du”, adierazi du Lawk. Hori da korden teoriaren arrakasta handienetako bat, zeina grabitatearen jatorria energiaz dardara egiten duten begizta gisa deskribatzen duen “guztiaren teoria” bat izateko hautagaia baita. 1996an, Andrew Strominger eta Cumrun Vafak korden teoriaren arabera zulo beltz baten azpian dauden egoera mikroskopikoak zenbatu zituzten, eta Bekensteinen azalera-entropia formulara iritsi ziren.

Hori horrela, zulo beltzen azpiko egituraren gakoa haien azaleran dago. Lawren hitzetan, “jendea hasi zen pentsatzen zulo beltzak deskribatzen dituen teoria mikroskopikoa agian dimentsio txikiagoa duen espazio-denbora batean bizi dela”. Kontzeptu hori, printzipio holografiko deitua, zulo beltzetatik espazio-denbora osora zabal daiteke. Baliteke gure unibertsoaren egitura malgu eta grabitazionalaren sorrera dimentsio txikiagoko mugaren batean gertatzen den hartatik etortzea.

Jatorrizko artikulua:

Joseph Howlett (2024). The #1 Clue to Quantum Gravity Sits on the Surfaces of Black Holes, Quanta Magazine, 2024ko irailaren 25a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

The post Grabitate kuantikoari buruzko pistarik handiena zulo beltzen azaleretan dago appeared first on Zientzia Kaiera.

Un estudio describe cómo la sociedad prehispánica casarabe, de los Llanos de Moxos (Bolivia), diseñó e implementó un innovador sistema de ingeniería del paisaje que incluyó la construcción de extensos canales de drenaje y de estanques agrícolas. Este avance permitió transformar las sábanas tropicales inundadas en campos altamente productivos e impulsó de este modo el desarrollo de la revolución neolítica en el Amazonas, entendido como el proceso hacia una economía basada en la producción de grano.

Imagen de los canales de drenaje descritos. Fuente: Bing Maps

Esta región, habitada por los pueblos casarabes entre el 500 y el 1400 d.C., es una sabana tropical de tierras bajas marcada por estaciones de lluvias intensas e inundaciones, y estaciones muy secas.

El hallazgo, liderado por Umberto Lombardo, arqueólogo ambiental de la Universidad Autónoma de Barcelona, ha permitido identificar una infraestructura agrícola única, hasta ahora no documentada en ningún otro lugar del mundo.

El sistema les permitía drenar el exceso de agua de los campos inundados en la época de lluvias y facilitaba la productividad agrícola. Además de los canales de drenaje, los pueblos casarabes construyeron grupos de estanques agrícolas que servían como reservorios de agua. Los estanques permitieron el riego por macetas, lo que posibilitó la continuidad de la agricultura de maíz durante la temporada seca.

Dos cosechas anuales

Esta técnica dual de gestión del agua permitió al menos dos cosechas de maíz al año garantizando el suministro de alimentos durante todo el año, esencial para sostener una población relativamente grande.

«Esta estrategia agrícola intensiva indica que el maíz no solo se cultivaba, sino que probablemente era el cultivo básico de la cultura casarabe», explica Lombardo.

El modelo agrícola no dependía de las técnicas tradicionales de tala y quema empleadas para obtener campos fértiles. En su lugar, los pueblos casarabes conservaron los bosques cercanos para otros fines, como la obtención de leña y plantas medicinales, mientras implementaban prácticas que maximizaban el uso eficiente del agua y del suelo en las sabanas de inundación estacional.

La red de canales de drenaje completa. Los puntos indican zonas de toma de muestras. La barra representa 1 km. Fuente: Lombardo et al. (2025)

Las conclusiones fueron posibles gracias a un minucioso trabajo de campo que combinó técnicas como el análisis microbotánico, los sensores remotos y la arqueología ambiental.

El análisis de 178 muestras de fitolitos (microfósiles de plantas) y de polen de un estanque confirmó la presencia de maíz en los campos y el papel crucial del monocultivo de maíz en la dieta en esta sociedad precolombina. «Los datos muestran la ausencia de otro tipo de cultivos», añade.

Ilustración de uno de los estanques. Fuente: Julian Puig Guevara

«Podemos documentar que se trata de la primera economía agraria basada en el grano en el Amazonas, donde hasta ahora creíamos que la agricultura que se practicaba era de policultivos en sistemas agroforestales y no de monocultivos a gran escala. Ahora sabemos que eso, en los Llanos de Moxos, no fue así», señala Lombardo, quien asegura que esta innovadora obra de ingeniería transformó un entorno desafiante en un sistema productivo que aseguraba la estabilidad alimentaria y sostuvo el desarrollo de una población creciente.

La investigación no solo arroja luz sobre las capacidades tecnológicas de las civilizaciones precolombinas, sino que también ofrece lecciones valiosas para la sostenibilidad agrícola moderna.

Este descubrimiento es un testimonio del ingenio y la adaptabilidad de los casarabes, quienes lograron prosperar gracias a su habilidad para diseñar soluciones agrícolas sostenibles a largo plazo en un entorno adverso.

Referencia:

Lombardo, U., Hilbert, L., Bentley, M. et al. (2025) Maize monoculture supported pre-Columbian urbanism in southwestern Amazonia Nature doi: 10.1038/s41586-024-08473-y

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universitat Autònoma de Barcelona.

El artículo La ingeniería del paisaje casarabe y la revolución neolítica en el Amazonas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.