Cuaderno de Cultura Científica

El pez gota ostenta el dudoso honor de ser considerado el animal más feo del mundo (Fuente: FishesOfAustralia)

Hace apenas unos días murió Sudán, el último rinoceronte blanco del norte macho. Es una de las cinco especies de rinocerontes que hay en el mundo, y con la muerte del último macho, podemos darla oficialmente por extinta. Quedan con vida aun dos hembras, una hija y una nieta de Sudán, y se espera que utilizando técnicas de fecundación in vitro haya una posibilidad, aunque sea pequeña, de recuperar algún día la especie.

Pero la muerte de Sudán es un símbolo de nuestro fracaso en la conservación de la biodiversidad. La hemos fastidiado, queridos congéneres, y Sudán es la última prueba que nos ha llegado, un mensaje alto y claro. Ojalá sirva como toque de atención y nos pongamos las pilas con esto. La Tierra es hogar de millones de especies y nosotros somos la única con conciencia y responsabilidad para preservarla para todas las demás.

Sudan, el último rinoceronte blanco del norte macho, vivió sus últimos años custodiado para protegerle de los cazadores furtivos (Fuente: Ol Pejeta Conservancy)

Y digo todas. Insisto en ello porque cuando pensamos en conservación de especies solemos pensar en lindos koalas, gorilas imponentes, tigres majestuosos o simpáticos delfines. Y aunque es loable querer proteger a los cetáceos, ¿quién se acuerda de todas esas otras especies, las feas, las antipáticas, las despeluchadas, las viscosas, las patéticas? ¿Es que no merece el pez gota, nombrado una vez el animal más feo del mundo, sobrevivir igual que lo merece el lince o el águila imperial?

¿Puede el marketing salvar a los animales poco conmovedores?

Bob Smith es director del Instituto Durrell de Conservación y Ecología de la Universidad de Kent. En un artículo publicado en The Conversation a medias con Diogo Verissimo, de la Universidad de Oxford, comentaba que “nosotros como científicos conservacionistas queríamos comprobar si quizá el marketing podría salvar a estas otras especies. Si las empresas consiguen vender productos como fregonas y otros productos monótonos, ¿por qué no íbamos a poder recaudar dinero para salvar al poco glamuroso topo dorado gigante, incluso aunque parezca un pequeño cojín peludo con una pequeña nariz pegada?”.

Así que Smith y Verissimo compararon dos estrategias de recaudación de fondos para la conservación de especies, una de WWF y otra de la Sociedad Zoológica de Londres a través de su programa EDGE of Existence (al borde de la existencia). Ambas campañas eran muy diferentes: la de WWF trataba de recaudar dinero para un amplio abanico de proyectos que iban desde hacer frente al cambio climático y el comercio ilegal de animales salvajes a la conservación de los océanos y los bosques, mientras que la de EDGE estaba centrada en salvar a 100 mamíferos en peligro de extinción.

“Dado los diferente de ambas campañas queríamos ver si el marketing suponía alguna diferencia”, explican los autores, y para eso había que tener en cuenta qué animales se utilizaban como reclamo y cuál era su grado de atractivo, algo que depende de distintas cosas, como por ejemplo de si son bonitos, adorables, grandes o famosos.

Para crear una escala de atractivo animal se eligió a 850 personas involucradas en la conservación y se les enseñó una selección de imágenes, escogidas al azar, de entre las que ambas campañas estaban utilizando, y se les pidió que las clasificasen.

Comenzaron por la campaña de WWF, que recauda dinero a través de la adopción de los animales. Cuando la gente dona dinero, otorgan su apoyo a especies bien conocidas, y a cambio consiguen un animal de peluche, fotos de esos animales y certificados de adopción. El dinero donado va a acciones y proyectos que no solo benefician a los animales adoptados, sino a todo el ecosistema en general.

¿Cómo no iba a conmovernos la penosa situación de los adorables pandas? Solo un corazón de hielo se resistiría a intentar salvarlos (Fuente: Wikipedia Commons)

Los científicos determinaron que dos factores en concreto influían las elecciones de los donantes a WWF: el atractivo del animal y el grado de amenaza de extinción que sufrieran. “Las campañas de marketing no tenían ningún efecto. Daba igual como estuviesen descritas o presentadas, las especies más atractivas siempre reciben más donaciones, probablemente porque la gente ya las conoce y le gustan”.

Es posible salvar a ratas y murciélagos si sabes cómo

El programa EDGE funciona de forma diferente. Aunque apoya algunas especies mundialmente conocidas, como el elefante asiático, muchas otras son mucho menos atractivas, incluyendo un amplio grupo de ratas y murciélagos. Cada una de estas especies aparece en su web y los usuarios pueden aprender cuanto quieran sobre ellas.

En este caso, los resultados de Smith y Verissimo muestran que si bien la gente en general se muestra más interesada por donar para especies atractivas, en este caso las estrategias de marketing sí que influyen en la decisión. Los animales a los que se daba más visibilidad y se promocionaba conseguían más atención de los donantes.

No es tan lindo como un koala, pero ¿es que acaso el jerbo orejudo no merece nuestra ayuda? (Fuente: Wikipedia Commons)

Al comparar las dos campañas, los resultados muestran que entre 2011 y 2017 los animales que más dinero recaudaron en la web de WWF fueron el oso polar, el oso panda, el tigre y el leopardo de las nieves, mientras que en la web de EDGE fueron el delfín chino de río (ya extinto), el jerbo orejudo, el loris esbelto rojo y el murciélago de hocico de cerdo.

Los autores creen por tanto que utilizar técnicas de marketing con habilidad puede ayudar a recaudar fondos no solo para los animales que a todos nos derriten el corazón, sino también para los que no querríamos encontrarnos trepando por la pared de nuestra casa. Para estimar el impacto que podrían tener esas técnicas de marketing, crearon un modelo matemático basado en los datos recogidos del proyecto EDGE, una ecuación capaz de predecir las donaciones basándose en el atractivo del animal (algo que es fijo) y si fue o no promocionado por la organización en su web (algo que es variable).

Utilizando esa fórmula simularon distintas situaciones para los 10 animales más atractivos y los 10 menos atractivos según la clasificación hecha por los voluntarios del estudio. Si el marketing no intervenía, el modelo estimaba que las especies más adorables recaudarían hasta diez veces más que las más desagradables o feas. Pero al introducir el marketing que podía llevar a cabo la organización (situar las diez especies menos atractivas en las zonas destacadas de su web), el modelo predecía que las donaciones se multiplicarían por 26.

Sin un poquito de ayuda, un topo dorado gigante nunca tendrá el éxito de recaudación de un delfín, un tigre o un águila (Foto: Globalspecies.org)

Esto quiere decir, aseguran los dos autores del artículo, que las especies feas, al menos en lo que se refiere a ratones, murciélagos y similares, no lo tienen todo perdido y que hay mucho trabajo que los activistas y conservacionistas pueden hacer para echarles una mano.

Pero eso no es todo. El éxito de una campaña de marketing para salvar una especie, o un entorno, depende también de otros factores. El estudio Asignación Óptima de Recursos entre Especies Amenazadas: un Protocolo de Priorización de Proyectos, publicado en 2009, analizaba cuál es la mejor forma de gestionar el dinero dedicado a conservación, que por desgracia nunca es suficiente, para que sea lo más eficiente posible. “La literatura académica dedicada a la asignación sistemática de prioridades normalmente recomienda hacer un ranking de especies basándose en varios criterios, incluyendo el nivel de amenaza y el valor de esa especie en términos de distinción evolutiva, importancia ecológica y significado social. Pero este enfoque ignora dos aspectos cruciales: el coste del proyecto y las probabilidades de que el proyecto sea un éxito”.

Aclaran Smith y Verissimo que su estudio no analizó si una u otra estrategia de marketing sirvió para aumentar el número total de donaciones, pero sí que fue muy útil para aumentar el número de especies que la población reconoce y en cuya supervivencia se implica. No solo los gorilas o los osos panda tienen derecho a sobrevivir, ¿o es que nadie llorará al pez gota cuando desaparezca, igual que estamos todos ahora llorando por Sudán?

Referencias:

Increased conservation marketing effort has major fundraising benefits for even the least popular species. Diogo Verissimo, Robert J. Smith et al. Biological Conservation, Julio 2017.

Asignación Óptima de Recursos entre Especies Amenazadas: un Protocolo de Priorización de Proyectos. Liana N. Joseph, Richard F. Maloney, Hugh P. Possingham. Conservation Biology. Marzo 2009.

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista

El artículo ¿Quién llorará por los animales feos cuando desaparezcan? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Saccharina japonica

En 1909 el profesor de química Kikunae Ikeda publicó en japonés un artículo en el que propuso la existencia de un sabor básico no reconocido antes como tal: el umai (sabroso en japonés). Hasta ese momento se pensaba que los seres humanos teníamos receptores sensoriales gustativos específicos para los sabores dulces, salados, ácidos y amargos. Esos eran los considerados cuatro sabores básicos, cada uno con su receptor. El umai es muy característico del caldo (dashi) que preparan en Japón con bonito deshidratado y konbu, que es el nombre común del alga marrón Saccharina japonica. Ikeda denominó umami al nuevo sabor básico; el sufijo mi en japonés significa esencia.

Mediante un procedimiento de extracción que constaba de trenta y ocho pasos, Ikeda obtuvo del alga una sustancia cuyos cristales tenían su mismo sabor; la identificó como ácido glutámico. Su sal de sodio -el glutamato sódico- fue la forma del compuesto que proporcionó el mejor y más intenso sabor a umami. El ácido glutámico es un aminoácido, una de las sustancias de las que están formadas las proteínas, solo que este cumple, además, otras funciones en los seres vivos. Ocupa una posición central como intermediario en numerosas vías metabólicas. Y es un importante neurotransmisor (molécula que transmite información entre neuronas), el más abundante en el sistema nervioso de los vertebrados.

El glutamato está presente en muchos alimentos ricos en proteínas, como la carne. Además, somos capaces de detectar su presencia en la comida incluso en concentraciones ínfimas, por lo que es un indicador excelente de su valor nutricional. Pero hay más alimentos ricos en este aminoácido, como el tomate cocinado y ciertos alimentos fermentados, como el queso. Y la leche humana tiene 10 veces más concentración de glutamato que la de vaca, lo que da una idea de la gran importancia que este aminoácido tiene para los seres humanos ya desde que nacemos.

Tras el hallazgo del papel e importancia gustativa del glutamato, un discípulo de Ikeda extrajo del bonito deshidratado otra sustancia, el inosinato, que también contribuye al umai propio del dashi. El inosinato es un nucleótido cuya presencia en el alimento refuerza el efecto del glutamato. El mismo efecto ejerce el guanilato -otro nucleótido- que fue extraído de levaduras algunos años después por otro investigador japonés. El guanilato se encuentra en vegetales y hongos, y además de en las levaduras, pueden extraerse cantidades importantes de setas shitaki deshidratadas. Tanto el inosinato como el guanilato son, como lo es el glutamato, indicadores del valor nutricional del alimento; por esa razón tenemos receptores específicos para esas sustancias.

Tras su descubrimiento, Ikeda patentó un método para producir glutamato monosódico y desde entonces ha sido muy utilizado como potenciador de sabor. En la actualidad se extrae del konbu. Con ese propósito se cosechan anualmente dos mil quinientos millones de toneladas del alga en las costas de China. Entre el 2 y el 3% de la masa seca de Saccharina japonica es glutamato. Tan alto contenido es debido a que su presencia en el interior de las células del alga permite a estas igualar su concentración interna de solutos con la del agua de mar y evitar así la deshidratación. Lo interesante de ese fenómeno es que hay animales marinos que acumulan en sus tejidos glutamato y otros aminoácidos exactamente por la misma razón que lo hacen las algas: impiden así que el agua salga de su interior debido al efecto osmótico. He aquí un hermoso capricho de la naturaleza: ante un mismo problema, animales y vegetales recurren a una misma solución, solución que, además, encierra el secreto de nuestra predilección por ciertos alimentos.

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

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Este artículo fue publicada en el diario Deia el 17 de diciembre de 2017.

El artículo Umami se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En #Naukas17 nadie tuvo que hacer cola desde el día anterior para poder conseguir asiento. Ni nadie se quedó fuera… 2017 fue el año de la mudanza al gran Auditorium del Palacio Euskalduna, con más de 2000 plazas. Los días 15 y 16 de septiembre la gente lo llenó para un maratón de ciencia y humor.

El grafiti es un arte efímero que para poder saborearlo hay que saber. Deborah García Bello conseguirá que lo mires de otra manera en apenas 10 minutos.

Deborah García: Saboer

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

El artículo Naukas Bilbao 2017 – Déborah García Bello: Saboer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La osteoporosis es una enfermedad asociada habitualmente con la edad y la mujer, aunque cada vez hay más varones que la padecen. Esta enfermedad se trata farmacológicamente en el momento en que se detecta. Sin embargo, la prevención en la juventud es una estrategia a tener en cuenta para llegar a la madurez con huesos bien mineralizados y de calidad.

Un estudio llevado a cabo por un grupo de investigación de los departamentos de Fisiología y Enfermería de la UPV/EHU ha analizado la salud ósea de 156 estudiantes de entre 18 y 21 años. Esta es una de las escasas investigaciones realizadas sobre la calidad del hueso de personas adultas que aún no han llegado al punto álgido de madurez ósea (21-30 años). Hasta ahora lo que se han realizado son principalmente estudios retrospectivos de los factores que se cree que son determinantes de la calidad ósea.

Idoia Zarrazquin, una de las autoras, explica que “la mayoría de los estudios realizados hasta el momento están centrados en la edad adulta y en el inicio de la decadencia ósea, traducida en osteoporosis, sobre todo entre las mujeres a partir de los 50 años. Nosotras consideramos que es importante hacer estos estudios previos para conocer qué influye positivamente en la calidad del hueso, porque el margen de mejora es más amplio ya que por delante hay más de una década para incrementar la mineralización lo antes posible”.

Ejercicio y nutrición equilibrados

En este estudio, se ha analizado la actividad y condición física, la composición corporal y la nutrición de sujetos jóvenes (61 varones y 95 mujeres) desde septiembre de 2016 hasta mayo de 2017. Se registraron sus características antropométricas, el consumo dietético, la capacidad aeróbica, la fuerza muscular y la actividad física que realizan habitualmente. Además, se midió su estado óseo mediante ultrasonidos, una técnica no invasiva y sencilla de utilizar.

El conjunto de jóvenes estudiantes que ha participado en la investigación presentan en general una buena calidad ósea. Son estudiantes que en su mayoría realizan deporte: de forma más vigorosa los varones, de manera más moderada las mujeres. Respecto al calcio, los hombres consumen una media de 1.080 mg/día, es decir, por encima de las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (1000 mg/día), mientras que las mujeres no llegan a este valor (814 mg/día). En cuanto a la vitamina D, ni varones (3,88 mg/día) ni mujeres (3,10 mg/día) alcanzan lo recomendado por la OMS (5mg/día).

Actividad física sí, pero sin pasarse

Aunque los jóvenes analizados presentan una buena calidad ósea general, ésta puede ser mejorable para ralentizar la disminución ósea que se dará con la edad. En este sentido, Gotzone Hervás, primera firmante del estudio, concreta que el conocer los factores que ayudan a la formación ósea puede servir para prevenir estas enfermedades. “Sabemos que la actividad física mejora el músculo y fortalece el hueso. Existe una interconexión entre ellos y, si la actividad es intensa, ambos mejoran, resistirán mejor el paso de los años y afrontarán mejor la decadencia ósea”.

Por tanto, la actividad moderada-intensa y los deportes de impacto son recomendables, pero hay que equilibrarlos con la adecuada nutrición otra de las autoras, Fátima Ruiz-Litago. “La tensión y fuerza muscular mejora la mineralización del hueso, pero eso no significa que cuanto más mejor, porque está demostrado que deportistas de élite también sufren osteoporosis. Es decir, la actividad física tiene que ser moderadamente intensa, sin sobrepasarse; sobre todo, entre las mujeres. Cuando el ejercicio es muy intenso las necesidades nutricionales también son muy elevadas y, en el caso de las mujeres deportistas, muy difíciles de cubrir por sus propias características físicas y hormonales. Es por ello que es más habitual de lo pensado que entre deportistas de élite se den casos de osteoporosis”.

En definitiva, los investigadores de la UPV/EHU concluyen que, además de una correcta nutrición en calcio y vitamina D, la actividad física contribuye a acumular minerales óseos de manera que al llegar a la madurez el índice de rigidez ósea sea alto y se contrarreste la decadencia que se produce a partir de los 30/35 años y sobre todo a partir de los 50. “Las futuras recomendaciones para prevenir la osteoporosis también pasarán por favorecer la fuerza muscular”, asegura Idoia Zarrazquin.

Referencia:

Hervás, G.; Ruiz-Litago, F.; Irazusta, J.; Fernández-Atutxa, A.; Fraile-Bermúdez, A.B.; Zarrazquin, I. (2018) Physical Activity, Physical Fitness, Body Composition, and Nutrition Are Associated with Bone Status in University Students Nutrients doi: 10.3390/nu10010061

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

El artículo Salud ósea en estudiantes universitarios se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Hace algo más de una década, una joven Chenoa cantaba aquello de “Estoy cansada de cuerpos duros”. Probablemente, escribió la letra de la canción pensando en todos aquellos paleontólogos que se dedican al estudio de organismos (o parte de ellos) fósiles que no tenían ninguna parte dura.

Y es que si eres una almeja tendrás muchas más posibilidades de pasar al registro fósil, esa suerte de posteridad geológica que hoy usamos para completar el árbol de la vida, que una grácil medusa gracias precisamente a esos cuerpos duros y mineralizados de los que se quejaba amargamente la cantante marplatense.

Bromas aparte, el registro fósil tiene un sesgo de conservación brutal hacia la preservación de las partes duras de los organismos, como pueden ser los huesos o las conchas, mientras que los organismos formados exclusivamente por partes blandas suelen descomponerse mucho antes de fosilizar sin dejar rastro alguno de su existencia.

Figura 1. Este pariente de la avispa lo tuvo realmente difícil para fosilizar, pero tras su muerte cayó en un ambiente muy favorable para su fosilización.

Afortunadamente para nosotros, existe lo que conocemos como Lagerstätte, un grupo de yacimientos fosilíferos entre los que se encuentran aquellos que permiten una preservación excepcional de los organismos, tanto de sus partes blandas, como de organismos completos.

Uno de los detalles que hoy día desconocemos con exactitud es que permite precisamente la existencia de este tipo de yacimientos: ¿Será un rápido enterramiento de los fósiles? ¿Tendrá que ver con la mineralogía existente? ¿Influirá el tamaño de grano de la roca? ¿O quizás hay algún factor que no hemos tenido en cuenta hasta ahora?

En las últimas décadas se ha puesto mucho énfasis en la búsqueda de biomarcadores3, moléculas orgánicas complejas formadas por la actividad de los organismos vivos, que podemos encontrar en las rocas y que atestigüen la presencia de vida no solo en nuestro planeta sino, por ejemplo, en Marte, donde cada vez somos capaces de enviar instrumentos más sensibles, capaces de caracterizar con gran detalle la composición química de las rocas.

No sabemos si se desarrolló o existe vida en otros lugares más allá de nuestro planeta. Pero si esto ocurrió en algún momento, es probable que también comenzase su andadura con cuerpos blandos, sin mineralizaciones.

Si fuésemos capaces de conocer las condiciones, los procesos y los ambientes que permitieron en nuestro planeta la aparición de las Lagerstätte, podríamos comenzar a buscar esta suerte de geomarcadores1 también en otros puntos del Sistema Solar, con vistas a decidir los lugares de aterrizaje de futuras misiones que tengan la posibilidad de estudiar la existencia de vida en el pasado.

Un nuevo estudio2 llevado a cabo por científicos de distintas universidades británicas y norteamericanas ha abordado este problema estudiando una de las mejores Lagerstätte conocidas, la de Burgess Shale, que toma su nombre de un yacimiento Canadiense descubierto a principios del siglo XX y que data de hace unos 500 millones de años, en el Cámbrico, momento en el que ocurre una gran diversificación evolutiva en el reino animal.

Gracias a este tipo de yacimientos, de los que se conocen varias docenas en todo el mundo, se ha podido completar de una manera mucho más exhaustiva el árbol de la vida en el Cámbrico ya que sin estos, más del 80% de los organismos aparecidos en este periodo, no habrían dejado rastro alguno en el registro fósil.

¿Qué hace a este tipo de yacimientos tan especiales que permiten la excepcional preservación de las partes blandas?

Desde hace un par de décadas, sabemos que algunas arcillas son capaces de facilitar la fosilización ya que son capaces de adherirse a cierto tipo de enzimas encargadas de romper la célula tras la muerte del organismo, dejándolas inactivas y por lo tanto ralentizando la descomposición.

Pero en los últimos años, diversos experimentos han mostrado como la presencia de arcillas como la caolinita y la bertierina son capaces de interferir en el crecimiento de algunas bacterias encargadas de la putrefacción de los organismos muertos… ¿Podría la presencia de cierto tipo de arcillas tener una relación fundamental con la aparición de yacimientos del tipo de Burgess Shale?.

Para resolver esta cuestión, este equipo de científicos ha analizado en detalle la mineralogía de más de 200 muestras de fósiles del Cámbrico provenientes de 19 yacimientos de cuatro continentes, de las cuales 131 correspondieron a fosilizaciones del tipo de Burgess Shale, y 82 en las que solo aparecen restos mineralizados.

Los resultados muestran que los fósiles de partes blandas se conservan mejor en rocas que contienen bertierina, que en estudios anteriores ya se había demostrado su efecto contra las bacterias que provocan la putrefacción de los tejidos.

Hoy en día esta arcilla se forma principalmente en ambientes tropicales, con aguas ricas en hierro, lo que probablemente sirva como indicador para interpretar que el ambiente en el que vivieron estos organismos también fue las aguas de algún mar u océano tropical del Cámbrico.

Aunque este nuevo análisis mineralógico consigue predecir con una tasa de éxito de alrededor del 80% la posibilidad de fosilización de tipo Burguess Shale en rocas sedimentarias de grano fino formadas durante el Cámbrico, es manifiesto que hay otros factores que también son importantes para una buena preservación, como puede ser un enterramiento rápido, la presencia de aguas pobres en oxígeno o la composición de las aguas.

Este estudio abre la puerta a la búsqueda de nuevos yacimientos de tipo Burgess Shale en nuestro planeta que hayan podido pasar desapercibidos, pero quizás pueda ser también el pistoletazo de salida para localizar rocas favorables a la fosilización en lugares como Marte, donde sabemos que hubo un ambiente mucho más adecuado para el desarrollo de la vida al principio de su historia, y de haber existido esta, quien sabe si también quedó registrada en las rocas como ocurrió en con la que habitaba aquellos mares tropicales del Cámbrico.

Este artículo lo ha escrito Nahum Méndez Chazarra y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU

Referencias:

[1] J. Martinez-Frias, E. Lázaro, A. Esteve-Núñez, and C. M. B. L. Beard. Biogeochemical cycling of iron isotopes. Science. CrossRef PubMedJohnson, Geomarkers versus Biomarkers: Paleoenvironmental and Astrobiological Significance, vol. 36. 2009.

[2] R. P. Anderson, N. J. Tosca, R. R. Gaines, N. M. Koch, and D. E. G. Briggs, “A mineralogical signature for Burgess Shale – type fossilization,” vol. 46, no. 4, pp. 2–5, 2018.

[3] M. Gargaud and W. M. Irvine, Encyclopedia of Astrobiology. 2015.

El artículo ¿Qué permitió las increíbles fosilizaciones de Burgess Shale? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Catástrofe Ultravioleta #23 TOTALIDAD

El pasado 21 de agosto de 2017 tuvo lugar uno de los eclipses totales de Sol más seguidos de la historia. Millones de personas pudieron contemplar aquel apasionante momento y desde Catástrofe Ultravioleta no quisimos quedarnos atrás. Aprovecharemos este eclipse para conocer infinidad de curiosidades sobre nuestra estrella y descubrir qué fenómenos ocurren durante los mágicos minutos en los que el Sol queda oculto tras la Luna. Un viaje que nos llevará desde los descubrimientos de Galileo hasta las futuras misiones espaciales.

Agradecimientos: Carolina Jiménez (OKinfografia), José Miguel Viñas (Divulgameteo), Miquel Serra-Ricart (IAC), Expedición Sheilos, GOAT (Grupo de Observadores Astronómicos de Tenerife), Alejandra Godell, Héctor Socas (IAC), José Carlos del Toro Iniesta (IAA)

** Catástrofe Ultravioleta es un proyecto realizado por Javier Peláez (@Irreductible) y Antonio Martínez Ron (@aberron) con el patrocinio parcial de la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la Fundación Euskampus. La edición, música y ambientación obra de Javi Álvarez y han sido compuestas expresamente para cada capítulo.

El artículo Catástrofe Ultravioleta #23 TOTALIDAD se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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assortment of baked bread on wood table

El pan integral es una opción más saludable que el pan blanco, sin embargo, no todos los panes que lucen la palabra integral en su etiquetado son realmente integrales. La normativa vigente lo permite, cosa que no ocurre en otros países. Desde el Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente (Mapama) se ha presentado un borrador que pretende derogar la normativa actual para que llamemos a cada cosa por su nombre y no nos sigan vendiendo, al amparo de la ley, falso pan integral.

Diferencias entre harina integral y refinada

Las harinas integrales son aquellas que se fabrican moliendo el cereal entero. Los cereales tienen tres partes: la cáscara del cereal es el salvado, donde está la mayor parte de la fibra, la parte central es el endospermo, compuesto mayoritariamente por almidón, y el núcleo es el germen, donde se concentra la fracción grasa del cereal.

Las harinas integrales de mayor calidad son las que se muelen a la piedra. La razón es que no se desperdicia ni se separan las diferentes partes del grano. Estas harinas pueden tamizarse para separar parte de salvado y así elaborar una semi-integral.

Según el tipo de molienda que se utilice, obtendremos harinas con diferente tasa de extracción. La tasa de extracción indica los kilos de harina que se obtienen moliendo 100 kilos de cereal. Así, una harina con tasa de extracción del 100% es una harina 100% integral, con el grano entero, y una harina con una tasa de extracción del 70% será, para los panaderos, una harina refinada.

En cambio, la mayor parte de las harinas que encontramos en el mercado suele ser fruto de un tipo de molienda por fases. Normalmente en cada una de estas fases se separan las diferentes partes del grano. Por un lado conseguimos una harina blanquísima que solo contiene endospermo, una harina oscura hecha con el salvado y, por otro lado, el germen, que suele retirarse porque su contenido graso hace que la harina se ponga rancia con más facilidad.

Las harinas integrales fabricadas a partir de molienda en fases se fabrican mezclando en la proporción deseada la harina blanca con la harina de salvado. A veces están tan poco logradas que las fases pueden separarse utilizando un colador. Los panaderos suelen llamar a estas harinas de mezcla ‘falsa integral’. Algunos fabricantes de harina integral lo indican en el envase como dos ingredientes: harina y salvado.

Los panaderos la prefieren integral

Los panaderos que elaboran el pan de forma tradicional, empleando masa madre, suelen usar harinas integrales. La razón es que las levaduras se encuentran en mayor proporción en el salvado. Estas levaduras rompen el almidón en azúcares simples y los fermentan formando las características burbujas del pan.

En cambio, al hacer pan con harina integral, la fibra absorbe más agua y esto obstaculiza el desarrollo del gluten, es decir, se tarda más en conseguir una masa elástica.

El manejo de harinas integrales para elaborar pan requiere más destreza que el manejo de harinas refinadas. No obstante, la complejidad de la elaboración del pan integral repercute en un producto con mejores cualidades nutricionales.

El pan integral es más saludable que el pan blanco

Las harinas integrales contienen todas la vitaminas y nutrientes del cereal completo, siendo especialmente interesante para nuestra salud su alto contenido en fibra. La fibra favorece el tránsito intestinal y además hace que el pan sea más saciante.

El pan integral tiene las mismas calorías que el pan refinado, así que es un mito eso de que ‘engorda menos’, pero al resultar más saciante necesitaremos comer menos cantidad.

La fibra también hace que el pan integral tenga menor índice glucémico, es decir, hace que metabolicemos los carbohidratos lentamente y que no nos suba la glucosa en sangre. Por el contrario, los panes blancos tienen alto índice glucémico, lo que significa que se metabolizan muy rápido dando elevados y repentinos picos de glucosa en sangre y, en consecuencia, picos de insulina. Este es el motivo por el que el pan blanco es poco saciante y por el que las personas con diabetes limitan su consumo.

La ley actual permite llamar integral a casi cualquier pan

En la normativa vigente sobre fabricación y comercio del pan, el pan integral se define como «el elaborado con harina integral», sin especificar el porcentaje que debe llevar este producto para ser considerado integral. La harina integral, por su parte, «es el producto resultante de la molturación del grano de cereal y cuya composición corresponde con la del grano del cereal íntegro», sin indicar qué porcentaje de grano entero debe llevar.

Así, un pan con un bajo contenido de harina integral puede llevar en su envase la palabra integral. La normativa se lo permite. También puede indicar «fuente de fibra» si contiene más de 3 g de fibra por cada 100 g de producto, o «alto contenido en fibra» si tiene 6 g de fibra. Tenemos que tener en cuenta que 100 g de pan elaborado con 100% harina integral de trigo contendrá más de 8 g de fibra.

Existe, por tanto, una especie de vacío legal respecto a la denominación integral del pan. Algunos productos lucen en su etiqueta la frase «elaborado con harina 100% integral», cuando en realidad llevan un porcentaje ínfimo de harina integral. Claro que no es lo mismo decir «elaborado con harina 100% integral» que «elaborado con 100% harina integral». El primero solo dice que contiene harina integral (y que esa parte de harina integral es 100% integral) y el segundo dice que el 100% de la harina empleada es integral.

Una nueva normativa para los panes integrales

El Gobierno quiere acabar con estas tretas y por eso ha propuesto un cambio de normativa a través de un proyecto presentado por el Ministerio de Agricultura y Pesca, Alimentación y Medio Ambiente (Mapama). El objetivo es, entre otros, proporcionar una información adecuada al consumidor que facilite su elección de compra. Este proyecto se ha escrito a semejanza del de los países nórdicos, donde ya está regulado que solo pueden denominar pan integral a aquel que contenga más del 80% de harina integral.

La futura normativa concretará las características que deberá tener el pan integral y unificará criterios: «Se denominarán ‘pan 100% integral’ o ‘pan integral’ los panes elaborados con harina exclusivamente integral, excluyendo de dicho porcentaje las harinas procesadas/malteadas. Los panes en los que la harina utilizada en la elaboración no sea exclusivamente integral incluirán en la denominación la mención ‘elaborado con harina integral X%’». Si el porcentaje es inferior al 100%, el porcentaje exacto deberá figurar en el frontal del envase con la misma tipografía, tamaño y color que la palabra integral.

Los panes elaborados con harinas diferentes al trigo, como espelta, kamut, centeno, etc. podrán denominarse ‘pan de…’ siempre y cuando contengan al menos un 50% de ese cereal.

Cómo saber si el pan que compramos es realmente integral

Hasta que la nueva normativa se aplique, todavía nos encontraremos panes en el mercado que se llaman integrales aun cuando contienen cantidades irrisorias de harina integral. A veces contienen semillas que los hacen parecer integrales.

Como en todos los alimentos envasados, la realidad del producto no esta en los eslóganes del frontal del envase, sino en la lista de ingredientes y en la tabla nutricional. Tenemos que prestar atención a la lista de ingredientes.

Los ingredientes van ordenados de mayor a menor cantidad en el producto. Así, un pan cuyo primer ingrediente contenga la palabra integral o grano entero, quiere decir que el ingrediente mayoritario sí es una harina integral. Además, entre paréntesis lucirá el porcentaje exacto de harina integral.

En los ejemplos mostrados en la imagen superior encontramos tostadas de pan con diferentes contenidos de harina integral, a pesar de que en el frontal todos se denominan integrales. En el primer producto el ingrediente principal es harina integral. Es, por tanto, el ingrediente mayoritario, aunque solo sea un 58% del producto. El ingrediente que le sigue es «harina de trigo», es decir, harina refinada. En el segundo producto, el ingrediente mayoritario es «harina de trigo», es decir, harina refinada. La integral es solo un 46%. En el tercer producto el ingrediente mayoritario sí es harina integral y en un porcentaje elevado: 88%. Además, el resto de los ingredientes son semillas, levadura, sal… No contiene ni azúcares ni harinas refinadas.

Para conocer la realidad de un pan integral debemos buscar un producto cuyo primer ingrediente sea «integral» o «grano entero». Si indica el porcentaje, será mejor cuanto mayor sea. Lo ideal es que tenga al menos un 80% de integral. Si en el resto de los ingredientes no aparecen ni azúcares ni otras harinas, estaremos ante una buena opción de compra.

Conclusión

La normativa actual permite llamar pan integral a cualquier pan que contenga harina integral, sea cual sea esa cantidad. El proyecto presentado por el Mapama pretende cambiar la normativa para que solo se pueda denominar integral al pan elaborado con un 100% de harina integral. Hasta que la normativa no cambie tendremos que seguir fijándonos en la lista de ingredientes. Y, si compramos pan fresco sin envasar, le preguntaremos a los panaderos.

Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica

El artículo El falso pan integral tiene los días contados se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ilustración: Elena Khavina

Un numeroso equipo de físicos e ingenieros encabezados por A. Y. Arasova, del Instituto de Investigación Científica de Física Experimental Panruso (VNIIEF), el principal centro de investigación del complejo militar-industrial de Rusia en armas nucleares, ha modelado el impacto de una explosión nuclear en un asteroide que amenazase la Tierra. Para ello se fabricaron asteroides en miniatura y los bombardearon con un láser. La técnica de modelado desarrollada en este estudio es una forma de evaluar experimentalmente los criterios de destrucción de asteroides, así como la energía de la explosión necesaria para eliminar un objeto peligroso en curso de colisión con la Tierra.

Los asteroides son cuerpos celestes compuestos principalmente de carbono, silicio, metales y, algunas veces, hielo. Habitualmente se clasifican los objetos de más de 1 metro como asteroides, aunque este límite inferior aún está en discusión. En el otro extremo de la escala, los asteroides alcanzan los 900 kilómetros de diámetro. Viajando a 20 kilómetros por segundo, estos gigantes representan una amenaza creíble de aniquilar toda la vida en la Tierra.

Hay dos opciones básicas cuando se trata de proteger el planeta de la colisión con un asteroide: o se le desvía o se vuela en pedazos de tal manera que la mayoría n impacte con la atmósdfera y, los que lo hagan, se quemen en ella de tal modo que lleguen a la superficie sin causar daños catastróficos. Los autores de este estudio se han centrado en la segunda opción, creando un modelo experimental con el que comprobar los efectos de una poderosa onda de choque liberada por una explosión nuclear en la superficie del asteroide. El equipo de investigación demuestra que un breve pulso láser dirigido a una réplica en miniatura de un asteroide produce efectos destructivos similares a los de una explosión nuclear en una roca espacial real. Las distribuciones de calor y presión predichas para el evento real generalmente coinciden con las medidas en el experimento de laboratorio.

Para que el modelo de láser fuera preciso, los investigadores se aseguraron de que la densidad y rigidez del asteroide de laboratorio, e incluso su forma, imitaran las reales. Gracias a esta correspondencia precisa, los investigadores obtuvieron una forma de calcular directamente la energía requerida de una explosión nuclear en el asteroide real a partir de la energía de un pulso láser que destruye su réplica en miniatura.

La composición de los asteroides artificiales para las pruebas se corresponde a la de los meteoritos condríticos (básicamente de carbono), que representan aproximadamente el 90 por ciento de los restos de asteroides que alcanzan la superficie de la Tierra. Las réplicas se hicieron usando los datos sobre el meteorito recuperado del fondo del lago Chebarkul. Es el fragmento más grande del asteroide que entró en la atmósfera de la Tierra en febrero de 2013, explotando sobre el Óblast de Cheliábinsk, Rusia. El material del asteroide se fabricó usando una combinación de sedimentación, compresión y calentamiento, imitando el proceso de formación natural. A partir de muestras cilíndricas se hicieron asteroides de prueba esféricos, elipsoidales y cúbicos.

Estela del bólido de Cheliábinsk fotografiado desde Ekaterimburgo

Para estimar los criterios de destrucción de asteroides, los investigadores analizaron los datos disponibles del meteorito de Cheliábinsk. Ingresó a la atmósfera de la Tierra como un asteroide de 20 metros y se fracturó en pequeños fragmentos que no causaron daños catastróficos. Por lo tanto, tiene sentido afirmar que un asteroide de 200 metros ha sido eliminado si se fractura en pedazos con diámetros 10 veces más pequeños y masas 1.000 veces más pequeñas que la roca inicial. Por razones obvias, esta conclusión solo se cumple para un asteroide de 200 metros que entra en la atmósfera en un ángulo similar y para fragmentos que viajan a lo largo de trayectorias similares a la del meteoro de Cheliábinsk.

Los experimentos indican que para eliminar un asteroide de 200 metros, la bomba necesita liberar la energía equivalente a 3 megatones de TNT. A este dato se llegua porque los investigadores midieron que es necesario un pulso láser de 500 julios para destruir un modelo de 8-10 milímetros de diámetro. Para poner el dato en perspectiva, 3 megatones vendría a ser equivalente a la energía de todas y cada una de las bombas detonadas durante la Segunda Guerra Mundial, incluidas las bombas atómicas que se lanzaron sobre Hiroshima y Nagasaki; por otro lado tampoco es tanto: el explosivo más poderoso jamás detonado, la bomba Zar, construida por la Unión Soviética en 1961, liberó 58,6 megatones (aunque los números varían algo según las fuentes; este dato es el oficioso ruso); las bombas de hidrógeno estadounidenses de la Guerra Fría se estima que liberaban 25 megatones.

El equipo de investigación ahora planea expandir el estudio experimentando con réplicas de asteroides de diferentes composiciones, incluidas las que contienen hierro, níquel y hielo. También pretenden identificar con mayor precisión cómo la forma del asteroide y la presencia de cavidades en su superficie afectan el criterio de destrucción general.

De momento no hay amenazas inminentes de asteroides, por lo que el equipo tiene tiempo de perfeccionar esta técnica para evitar un desastre planetario.

Referencia:

Aristova, E.Y., Aushev, A.A., Baranov, V.K. et al. (2018) J. Exp. Theor. Phys. doi 10.1134/S1063776118010132

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

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Destruyendo asteroides con bombas atómicas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El año 1990 la American Mathematical Society (Sociedad Matemática Americana) publicó un curioso libro que, bajo el título de Mathematical Impressions, recogía más de ochenta ilustraciones artísticas del matemático ruso Analoty T. Fomenko.

Portada del libro “Mathematical Impressions” del matemático A.T. Fomeko

Mi primer contacto con A. T. Fomenko fue a través de sus libros de Geometría Diferencial y Topología Algebraica, relacionados con mi área de investigación. Libros como Modern Geometry. Methods and Applications (1984, 1985 y 1990), Symplectic Geometry. Methods and Applications (1988) o Homotopic topology (1986), entre muchos otros.

El matemático ruso Anatoly Timofeevich Fomenko, que nació el 13 de marzo de 1945 en la ciudad ucraniana de Donetsk, por aquel entonces Stalino (URSS), fue un conocido topólogo y geómetra diferencial de la Universidad Estatal de Moscú, así como miembro de la Russian Academy of Sciences (Academia Rusa de Ciencias).

En 1969 publicó en ruso, junto con Dimitry B. Fuchs y Victor L. Gutenmacher, su libro Homotopic topology, que sería traducido al inglés en 1987. Las personas que leyeron este libro matemático se quedaron sorprendidas al encontrarse en el mismo una serie de ilustraciones artísticas en blanco y negro, y del tamaño de una página, que pretendían explicar visualmente algunos conceptos matemáticos muy complejos, pero que, al mismo tiempo, utilizando una estética oscura y expresionista, tenían un marcado carácter artístico. Una versión moderna de ese libro fue publicada en 2016 por Springer (GMT 273).

Veamos algunas de las ilustraciones que formaron parte de este libro. La primera de ellas, que inicia el libro es Esfera con cuernos de Alexander (1967), que ilustra un concepto topológico extraño como son las esferas con cuernos de Alexander (véase la entrada James Waddell Alexander de Marta Macho, para más información).

“Esfera con cuernos de Alexander” (1967), ilustración perteneciente al libro “Homotopic Topology”, que también fue recogida en el libro “Mathematical Impressions”

“Zoo topológico” (1967), ilustración perteneciente al libro “Homotopic Topology”, que también fue recogida en el libro “Mathematical Impressions”

La segunda ilustración de arriba es Zoo topológico (1967). La explicación que acompaña a la misma dice así:

“En este espacio cavernoso, la galería de un gran castillo austero, tres seres observan desde arriba como otras criaturas pasan el tiempo en una colección de magníficas formas matemáticas, cada una siendo una perturbación diferente del espacio físico. Arriba a la derecha, un poliedro animado cobra vida y comienza a descomponerse en sus componentes, las conchas, como escorpiones, de las que está hecho. Observe la cola del aparente escorpión, arqueándose hacia arriba y hacia la cabeza de las conchas, revelando intuitivamente las facetas de la estructura y forma del objeto. Vea cómo las conchas finalmente se unen para crear un único poliedro infinito. Mientras tanto, en el centro del gran hall, un enorme toro, es decir, un objeto con forma de donuts, se está dando la vuelta (el interior pasa a ser exterior, y al revés), transformándose a sí mismo y al espacio que lo rodea. Curiosamente, a pesar de que el toro, que ha sido cortado o perforado, se retuerce en el espacio y se está dando la vuelta, el nuevo objeto sigue siendo un toro, aunque las superficies interna y externa se han intercambiado.

En la parte inferior izquierda, a la sombra de un gran pilar, yace un objeto llamado el collar de Antoine, bastante familiar en topología. A su derecha, descansa una película de jabón, que se extiende a través de un cable circular. Compuesto por la unión de una banda normal de Moebius con una banda triple de Moebius, esta superficie minimal es notable ya que puede contraerse continuamente a lo largo de su límite sin romperse. Incluso se puede transformar en otro objeto, conocido en topología como una casa de Bing con un agujero. Finalmente, en el centro hay un solenoide 2-adico.”

Para las personas que el anterior texto solamente les parece un cúmulo de términos matemáticos incomprensibles, diremos que es una galería de imágenes de superficies topológicas interesantes. Entre los términos mencionados están “el collar de Antoine” del que podéis leer en la entrada Louis Antoine y su fabuloso collar, de Marta Macho, la famosa “banda de Moebius”, sobre la que podéis ver el video La banda de Moebius, de la sección Una de Mates del programa de TV Órbita Laika, o las películas de jabón, que son superficies minimales, sobre las que podéis ver este otro video Matemáticas con jabón, de Una de Mates.

Otra ilustración en la que se intenta explicar un proceso matemático es la siguiente, cuyo título es ¿Es posible darle la vuelta (el interior pasa a ser exterior, y al revés) a una esfera (de dimensión 2) en el espacio euclídeo tridimensional ambiente dentro de la clase de las inmersiones diferenciables (“suaves”)? (1985, aparece en la versión inglesa).

“¿Es posible darle la vuelta (el interior pasa a ser exterior, y al revés) a una esfera (de dimensión 2) en el espacio euclídeo tridimensional ambiente dentro de la clase de las inmersiones diferenciables (“suaves”)?” (1985), ilustración perteneciente al libro “Homotopic Topology”, que también fue recogida en el libro “Mathematical Impressions”

Para visualizar el proceso de darle la vuelta (el interior pasa a ser exterior, y el exterior pasa a ser interior) a una esfera (de dimensión 2) en el espacio euclídeo tridimensional, que se ilustra en la anterior imagen, puede verse el siguiente video… How to turn a sphere inside out:

Disfrutemos de un par de ejemplos más de ilustraciones de la publicación Homotopic Topology. La primera (aunque de su versión más moderna) tiene el título Fantasía sobre el tema de los fractales, análogos a los conjuntos de Cantor, y dimensión de Hausdorff no entera (1986).

“Fantasía sobre el tema de los fractales, análogos a los conjuntos de Cantor, y dimensión de Hausdorff no entera” (1986), ilustración perteneciente al libro “Homotopic Topology”, que también fue recogida en el libro “Mathematical Impressions”

Y la última ilustración que incluimos de Homotopic Topology tiene el enigmático título, para aquellas personas de fuera del mundo de las matemáticas, o más concretamente, de la topología algebraica, El problema de un algoritmo efectivo de cálculo de los grupos de homotopía de las esferas no está resuelto (ya aparece en la publicación de 1986).

“El problema de un algoritmo efectivo de cálculo de los grupos de homotopía de las esferas no está resuelto”, ilustración perteneciente al libro “Homotopic Topology”, que también fue recogida en el libro “Mathematical Impressions”

El matemático ruso continuó trabajando en la misma línea durante los siguientes años, llegando a realizar al menos 280 ilustraciones artísticas de conceptos y resultados matemáticos, no solamente de geometría y topología, sino también de otros tópicos como estadística, probabilidad o teoría de números.

En el libro Mathematical Impressions, publicado por la American Mathematical Society, en 1990, se incluyeron 84 ilustraciones, 23 de las cuales eran en color.

En la introducción de este libro A. T. Fomenko escribe: “Pienso en mis dibujos como si fueran fotografías de un mundo extraño, pero real, y la naturaleza de este mundo, uno de objetos y procesos infinitos, no se conoce bien. Claramente, existe una conexión entre el mundo matemático y el mundo real…. Esta es la relación que yo veo entre mis dibujos y las matemáticas.“

A continuación, mostraremos algunas ilustraciones incluidas en este libro tan especial, que es Mathematical Impressions.

“Una superficie algebraica de Kummer y sus puntos singulares” (1971), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

Las superficies de Kummer son superficies algebraicas que tienen dieciséis puntos singulares. El ejemplo de Fomenko tiene 8 puntos singulares reales, como la superficie cuyo modelo físico (del Touch Geometry Project) mostramos a continuación.

Modelo físico de una superficie der Kummer con 8 puntos dobles reales, del proyecto Touch Geometry Project, de la Universidad Nacional de V. N. Kazarin Kharkiv

La siguiente obra recibe el título Fantasía geométrica sobre el tema de las funciones analíticas (1971).

“Fantasía geométrica sobre el tema de las funciones analíticas” (1971), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

También nos encontramos con una representación del infinito en la obra Infinito matemático (1977). El texto que acompaña la imagen es el siguiente:

“Miles de caras en una multitud gritan, rodeando una sola cabeza ominosa. De hecho, esta imagen refleja las meditaciones de los matemáticos sobre el infinito, un concepto que acompaña a muchas teorías y que aparece de diferentes maneras en geometría, lógica, teoría de números y muchas otras áreas. Infinito potencial y real, paradojas de lógica, problemas irresolubles, la hipótesis del continuo y sus diversas versiones, matemáticas constructivas, intuicionismo (en el espíritu de Poincaré) -todos estos cobran vida mediante la existencia del infinito matemático, cuyo estudio presenta fascinantes problemas filosóficos sobre el conocimiento del mundo que nos rodea. En cuanto a las personas, un homeomorfismo adecuado puede identificar a diferentes seres humanos desde un punto de vista geométrico, comenzando con un único sujeto ideal. Todo esto también recuerda a los muchos artistas medievales que trataron de reflejar sus interpretaciones de infinitos físicos y morales sobre lienzos dedicados a los sufrimientos de Jesucristo.”

“Infinito matemático” (1977), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

También realizó ilustraciones relacionadas con la probabilidad, como esta obra titulada Procesos aleatorios en probabilidad (1985).

“Procesos aleatorios en probabilidad” (1985), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

También reflexiones visuales sobre los importantes números irracionales π y e, como la obra Los remarcables números π y e (1985), en la que vemos los primeros decimales del número π (3,1415926535 8979323846 2643383279…), en la cara frontal del edificio, y los del número e (2,7182818284 5904523536 0287471352…), en la cara lateral.

“Los remarcables números π y e (1985)”, del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

Y terminemos, casi, con dos ilustraciones con títulos incomprensibles para las personas que no trabajan en estos temas.

“Espines de dos variedades hiperbólicas cerradas compactas de dimensión 3” (1987), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

“Puntos singulares de campos de vectores y la capa frontera en el flujo de un líquido alrededor de un cuerpo rígido” (1980), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

Y para terminar, esta vez sí, una obra relacionada también con temas no matemáticos.

“La tentación de San Antonio” (1979), del libro “Mathematical Impressions”, de A. T. Fomenko

Bibliografía

1.- Anatoly T. Fomenko, Mathematical Impressions, AMS, 1990.

2.- B. A. Dubrovin, S. P. Novikov, A. T. Fomenko, Modern Geometry. Methods and Applications. Springer-Verlag, GTM 93 (Part 1), 1984; GTM 104 (Part 2), 1985; GTM 124 (Part 3) 1990.

3.- A. T. Fomenko Symplectic Geometry. Methods and Applications. Gordon and Breach, 1988.

4.- A. T. Fomenko, D. B. Fuchs, V. L. Gutenmacher, Homotopic topology, Akademiai Kiadó, 1986.

5.- Anatoly Fomeko, Dimitry Fuchs, Homotopical Topology, Akademiai Kiadó, 1989 (Springer, GTM 273, 2016).

6.- Mathematical Impressions

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 Ilustraciones artísticas de un matemático se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Cuando el organismo humano pasa de encontrarse en condiciones de reposo a desarrollar una actividad física intensa, sus sistemas respiratorio y cardiovascular modifican sus prestaciones para dar respuesta a las demandas metabólicas elevadas que impone la actividad física. Ya vimos aquí como se regula la respiración, y aquí y aquí, la circulación sanguínea, que son las dos funciones que permiten ajustar el suministro de oxígeno a las necesidades. Veremos a continuación cuáles son las magnitudes propias del funcionamiento del sistema respiratorio y del sistema cardiovascular en condiciones de reposo, primero, y de actividad intensa después.

Reposo

En condiciones de reposo respiramos entre unas catorce y dieciséis veces (ciclos completos de inspiración y espiración) por minuto; o sea, nuestra frecuencia respiratoria (fr) se encuentra entre 14 y 16 min-1. Un hombre inspira en cada ocasión (VC: volumen corriente) alrededor de 0,5-0,6 l y una mujer 0,4-0,5 l; en otras palabras, en cada una de esas inspiraciones introducimos alrededor de medio litro de aire nuevo en los pulmones. Por lo tanto, el volumen de medio respiratorio inspirado y espirado por unidad de tiempo (V: tasa ventilatoria) es de unos 7,5 l min-1.

No obstante, a los 300 millones de alveolos (similares a microburbujas de 0,3 mm de diámetro y cuya superficie total equivale a 100 m2) no llegan los 7,5 l-1, sino 5,4 l min-1, ya que la diferencia corresponde al volumen inspirado que llena los conductos (bronquios y bronquiolos) que no participan en el intercambio respiratorio y son, por lo tanto, espacio muerto.

Por otro lado, en caso de necesidad, pueden introducirse mayores volúmenes de aire en los pulmones (VIR: volumen inspiratorio de reserva): hasta tres litros (VIR = 3 l) los hombres y dos litros (VIR = 2 l) las mujeres. También pueden expulsarse mayores volúmenes en la espiración. Ese volumen adicional que puede ser exhalado (VER: volumen espiratorio de reserva) es de 1,2 l, en los hombres, y 0,8 l, en las mujeres, aproximadamente. Pero hay un volumen residual (VR) que no es posible desalojar: 1,2 l y 1 l en hombres y mujeres, respectivamente. La capacidad pulmonar total (CPT) masculina es de 6 l y la femenina de 4,2, aproximadamente.

El aire inspirado tiene una presión parcial de oxígeno (pO2) de 158,8 mmHg pero la del oxígeno de los alveolos se encuentra entre 100 mmHg y 105 mmHg.

En condiciones de reposo a la sangre pasan 0,3 l min-1 en los hombres. Esa es su tasa de consumo de oxígeno (VO2 = 0,3 l min-1) en reposo.

En esas condiciones, el corazón late setenta veces por minuto (frecuencia cardiaca: fh= 70 min-1) y el volumen impulsado en cada latido (volumen sistólico: VS) es de 71 ml. El gasto cardiaco –volumen de sangre impulsado por el corazón por unidad de tiempo- es de 5 l min-1. Como tienen alrededor de 5 l de sangre, necesitan alrededor de un minuto para hacer pasar toda su sangre por el corazón. Esas cifras corresponden a hombres sin entrenar; si se trata de atletas de resistencia, VS rondaría los 100 ml y fh sería de unos 50 min-1, aunque puede ser incluso inferior.

La tensión parcial de oxígeno en la sangre arterial (tO2A) es de unos 95 mmHg, y la de la que llega procedente de los tejidos (tO2V), de unos 40 mmHg, y la diferencia entre las concentraciones arterial y venosa de oxígeno (CA –CV) es de 0,06 l O2 por litro de sangre.

Actividad intensa

Durante la realización de ejercicio físico intenso la frecuencia respiratoria puede pasar de 16 min-1 a 40-60 min-1, dependiendo del individuo y de la intensidad del esfuerzo.

El volumen inspiratorio puede llegar a valores máximos de 2 l (en reposo era de 0,5 l), y la tasa ventilatoria pasa de los 7,5 l min-1 del estado de reposo a valores de entre 90 y 120 l min-1 en condiciones de intensa actividad. En esas condiciones el consumo de oxígeno (VO2)puede llegar a 3 o 4 l min-1 en hombres jóvenes no entrenados, y a 5 l min-1 en jóvenes con entrenamiento de resistencia.

La presión parcial de oxígeno en condiciones de actividad intensa puede aumentar hasta pO2 = 115 mmHg dependiendo del nivel de actividad y, por lo tanto, de demanda metabólica; cuanto mayor es la demanda más alta es la presión parcial alveolar porque, como hemos visto, la frecuencia respiratoria y tasa ventilatoria aumentan, elevándose de esa forma la renovación de aire y, en consecuencia, su presión parcial de oxígeno.

Para poderlo sostener, el corazón puede bombear hasta 20 l min-1 (en hombres jóvenes no entrenados) y para ello, ha de latir a frecuencias cardiacas que pueden alcanzar los 190 latidos por minuto (min-1), y el volumen sistólico pasar a unos 105 ml. Los hombres con entrenamiento de resistencia pueden alcanzar valores de gasto cardiaco de 35 l min-1, con frecuencias cardiacas (fh) similares o algo inferiores a las de los hombres no entrenados, pero volúmenes sistólicos (VS) de cerca de 180 ml.

Conforme aumenta la demanda de oxígeno por parte de la musculatura esquelética, la diferencia entre las concentraciones de oxígeno de la sangre arterial y la sangre venosa (CA –CV) aumenta de los 0.06 l por litro de sangre de las condiciones de reposo a máximos de 0,14 l O2 por litro de sangre para consumos de oxígeno de 5 l min-1.

Bajo condiciones de reposo los músculos reciben muy poca sangre, pero en condiciones de trabajo máximo, 1 kg de músculo esquelético puede llegar a recibir 2,5 l min-1. Dado que esa cifra representa más de un 10% del gasto cardiaco, no es posible mantener más de 10 kg de músculo (la tercera parte de toda la musculatura) trabajando a máximo nivel, puesto que hay que seguir irrigando e encéfalo y el corazón, en primer lugar, y otros órganos y tejidos aunque estos recibiendo muy poca sangre. Aquí puedes encontrar una descripción detallada de cómo se reorganiza el flujo sanguíneo al pasar de reposo a la actividad intensa.

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

El artículo Respuesta de los sistemas respiratorio y cardiovascular al ejercicio físico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En la nave “Avalon”, que aparece en la película “Passengers”, la aceleración que produce el giro alrededor del eje central de la nave proporciona un efecto idéntico al de la gravedad para los pasajeros; ese es el principio de equivalencia. A pesar de ello, las leyes de la física siquen siendo las mismas dentro de la nave; ese es el principio de covariancia.

Entre 1907 y 1916 Einstein empleó buena parte de su tiempo y esfuerzos en la generalización de la teoría de la invariancia a marcos de referencia no inerciales [1]. Si bien el resultado de estos trabajos, la que después se conocería como teoría general de la relatividad, es sustancialmente más compleja que la teoría especial, en lo que sigue emplearemos lo que ya hemos aprendido de la teoría especial para comprender algunos aspectos importantes de la teoría general y después explorar algunas de sus implicaciones.

Sabemos que la teoría especial se basa en dos principios básicos, el principio de relatividad y la constancia de la velocidad de la luz. De forma similar, la teoría general también se basa en dos principios: el principio de covariancia [2] y el principio de equivalencia. Vamos a ver que los dos son muy fáciles de plantear y entender, otra cosa mucho más complicada es expresar sus consecuencias matemáticamente, algo en lo que no entraremos.

El principio de covariancia se puede resumir diciendo que las leyes de la física son las mismas en todos los marcos de referencia. Una afirmación que nos retrotrae al principio de relatividad de la teoría especial:

Todas las leyes de la física son exactamente las mismas para cada observador en cada marco de referencia que está en reposo o moviéndose con una velocidad relativa uniforme. Esto significa que no hay ningún experimento que se pueda realizar dentro de un marco de referencia que revele si éste está en reposo o moviéndose a una velocidad uniforme.

El principio de covariancia es pues una generalización del principio de relatividad [3]: mientras que éste se limita a los marcos de referencia inerciales, el principio de covariancia dice que las leyes de la física son las mismas en cualquier marco de referencia, independientemente de cómo se esté moviendo respecto a otro. Es en este sentido cómo las teorías de la relatividad se distinguen en especial y general: mientras que la teoría especial se aplica cuando se dan ciertas circunstancias especiales (siempre que estemos tratando con marcos de referencia inerciales), la teoría general carece de esta restricción.

El otro principio básico de la teoría general es el principio de equivalencia que viene a decir que los efectos debidos a la aceleración y los debidos a la gravedad son indistinguibles. Puede parecer una afirmación huera, porque ya sabíamos que la gravedad provoca una aceleración en física newtoniana y la relación ya la conocía el propio Newton.

¿Qué novedad introduce Einstein entonces? En la física de Newton aceleración y gravedad son tratadas como dos fenómenos separados y la relación entre ellas como una coincidencia. Pero el principio de equivalencia afirma que esencialmente no existe diferencia entre ambos efectos: no podemos distinguir entre ellos.

Esta equivalencia esencial entre aceleración y gravedad se suele ilustrar con el experimento mental del ascensor. Imagina que estás en una caja de ascensor sin ventanas, y que la caja está depositada en la superficie de la Tierra estática, pero tú no lo sabes. Comienzas a hacer experimentos físicos para ver qué puedes averiguar de tu situación. ¿Qué mides? Pues mides que los objetos que dejas libres a la altura de tu hombro se mueven con movimiento uniformemente acelerado hacia el suelo (sabes que es el suelo porque hay una fuerza que te empuja hacia esa superficie y, por eso, la llamas suelo) con una aceleración constante de 9,8 m/s.

Ahora supongamos que, de nuevo sin que tú sepas nada, la caja de ascensor se mueve por el espacio interestelar (y, por tanto, no le influye significativamente ningún campo gravitatorio) con una aceleración uniforme de 9,8 m/s en la dirección perpendicular a lo que tú antes llamabas suelo y sentido “del suelo al techo”. De nuevo, tus experimentos te llevarían en estas circunstancias exactamente a los mismos resultados. Es decir, los efectos prácticos de aceleración y gravedad son idénticos y no puedes distinguir una situación de otra.

Notas:

[1] Los marcos de referencia que están en reposo o se mueven con velocidad uniforme en relación con otro marco de referencia son llamados marcos de referencia inerciales, ya que la ley de inercia de Newton se cumple en ellos. Los marcos de referencia que se aceleran respecto a otros se denominan marcos de referencia no inerciales.

[2] Recibe varios nombres según el texto que consultemos: principio de covariancia, de covariancia general o general de la relatividad. Nosotros preferimos el nombre más eficiente.

[3] Einstein se refería a él como principio general de la relatividad.

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

El artículo Generalización de la invariancia: principios de covariancia y equivalencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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“-Lo que real y verdaderamente tengo son dos uñas de vaca que parecen manos de ternera, o dos manos de ternera que parecen uñas de vaca; están cocidas con sus garbanzos, cebollas y tocino, y la hora de ahora están diciendo: “¡Cómeme! ¡Cómeme!”

-Por mías las marco desde aquí –dijo Sancho-, y nadie las toque, que yo las pagaré mejor que otro, porque para mí ninguna otra cosa pudiera esperar de más gusto, y no se me daría nada que fuesen manos, como fuesen uñas.”

Miguel de Cervantes, Don Quijote de La Mancha, 1605.

Oda al garbanzo

Si a pensar en los males de Castilla

y en su miseria y desnudez me lanzo,

como origen fatal de esta mancilla,

te saludo, ¡Oh garbanzo!

Tú en Burgos, y en Sigüenza, y en Zamora,

y en Guadalajara, capital del hielo,

alimentas la raza comedora,

y así le crece el pelo.

Esa tu masa insípida y caliza,

que de aroma privó naturaleza,

y de jugo y sabor, ¿qué simboliza?

vanidad y pobreza.

En El Practicón, de Ángel Muro, “de un eminente poeta” anónimo, 1894.

Siempre podemos empezar a tratar del garbanzo con una buena receta, esa de las manos de vaca de El Quijote que, como solo él sabe hacer, degustará con entusiasmo Sancho, que para eso se apellida Panza.

Limpiamos, raspamos, cortamos las manos de vaca y las maceramos en vinagre con zumo de limón. Las sacamos, lavamos y al puchero a cocer con cebolla, unos pimientos choriceros, laurel, perejil, pimienta, azafrán, garbanzos que han estado a remojo la noche anterior, y vinagre. Cocer hasta que todo esté tierno y, si se necesita, añadir agua caliente. Y a la mesa.

El garbanzo, de nombre científico Cicer arietinum y perteneciente a la familia Fabaceae, es una planta que crece en climas cálidos, con pluviometría superior a 400 milímetros, aunque tiene problemas de cultivo con exceso de agua. Es una herbácea anual, de unos 50 centímetros de altura, con tres o cuatro granos como máximo en cada pie. Tiene muchas variedades pero destacan dos como origen de otras: el tipo Kabuli, de grano medio o grande, liso, redondeado, de color crema y que se cultiva en el Mediterráneo y Asia occidental, y procedente de Kabul, en Afganistán, llegó a la India en el siglo XVIII; y el tipo Desi, rugoso, más pequeño y de color marrón oscuro, y se siembra entre Irán y la India. El tipo Desi tiene más variabilidad genética que el Kabuli y, por ello, los expertos suponen que este deriva de aquel y que su aparición es relativamente reciente. Además, el Desi se parece más al Cicer reticulatum, el antecesor silvestre del garbanzo domesticado. Sin embargo, algunos de los estudios genéticos parecen indicar que el tipo Kabuli también deriva directamente del Cicer reticulatum, tal como sugiere Deepak Ohri, de la Universidad de Uttar Pradesh, en la India.

Por otra parte, como ocurre en muchas especies domesticadas, el garbanzo doméstico tiene poca variabilidad genética, tal como dijo Vavilov. En varios momentos del proceso de domesticación, ha pasado por cuellos de botella que han reducido su población y su variabilidad. Solo algunas variedades han superado estos cuellos de botella y han llegado a nuestros campos.

Garbanzo kabuli (izquierda) y desi (derecha)

Según Shahal Abbo, han sido cuatro estos cuellos de botella. En primer lugar, partimos de una especie antecesora, Cicer reticulatum, con una distribución geográfica restringida y, por tanto, y, en segundo lugar, con escasa variabilidad genética. En tercer lugar, el garbanzo pasó por un proceso selectivo muy fuerte para convertirse en cultivo de verano. Y, finalmente, se eliminaron muchas variedades locales cuando se seleccionaron, por su eficacia en el cultivo, los dos grandes tipos, Desi y Kabuli.

En España y por hibridación y selección se han obtenido muchas variedades: Fardón, Puchero, Alcazaba, Bujeo, Pedrosillano, Lechoso, Blanco Andaluz, el de Fuentesaúco, el de Pico Pardal, y otras más. Escriben José del Moral y su grupo, del Servicio de Investigación y Desarrollo Tecnológico de la Junta de Extremadura, que, en España, la superficie dedicada al cultivo del garbanzo ha pasado por grandes variaciones en el último siglo. Entre 1919 y 1936, de media eran unas 2400000 hectáreas al año, para subir hasta casi 4000000 de hectáreas durante la Guerra Civil y los diez años siguientes. Desde 1950, la superficie disminuye hasta las 44000 hectáreas en 1993, con un aumento hasta casi 150000 hectáreas en 1996 cuando se empieza aplicar la Política Agraria Común de la Unión Europea. En 2015, la disminución de la superficie dedicada al garbanzo es notable y quedan 38000 hectáreas. Sin embargo, la productividad llega a las dos toneladas de garbanzos por hectárea.

Se ha secuenciado el genoma de 90 genotipos de garbanzo, con más de 28000 genes y ha servido para encontrar hasta 77 variantes que mejoran diversos aspectos de su cultivo.

Es la segunda o tercera especie de legumbre más cultivada, según los años, y se siembra desde la cuenca mediterránea, al oeste, y Etiopía, al sur, hasta la India, en el este. Es la India el primer productor mundial y allí, de media y entre 2000 y 2004, se recogió el 63% de la cosecha. Le siguen Turquía, con el 8%, Pakistán, con el 7%, e Irán, con el 4%. También son zonas de cultivo de garbanzo Australia, el Mediterráneo, Asia occidental, y en las Grandes Llanuras de Estados Unidos. En el año 2013, la cosecha mundial de garbanzos fue de algo más de 13 millones de toneladas, con casi 9 millones recogidas en la India.

Además, la India es también el mayor importador, con 133000 toneladas en 2004. En cuarto lugar está España con 58000 toneladas en 2004. Sin embargo, solo entre el 5% y el 10% de la producción mundial entra en el comercio internacional. El garbanzo es un cultivo muy consumido por las comunidades que lo cultivan. El mayor exportador es Australia, con 150000 toneladas en 2004, seguido de Turquía, con 133000 toneladas, e Irán, con 85000 toneladas.

Presentación de hummus con aceite de oliva

Es un alimento habitual desde Oriente Próximo hasta la India y el ingrediente básico del hummus, del falafel y es habitual en el cuscús. El garbanzo se come asado, cocido, frito y molido para obtener harina.

Destaca, entre otros cultivos domésticos del Oriente Próximo, por ser de verano y no de invierno. Es resistente a la sequía y con pocas necesidades de agua. Shahal Abbo, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, indica que le basta con el agua del rocío.

Lo habitual en esas plantas domesticadas del Creciente Fértil es que germinen en otoño, florezcan al final del invierno y principio de la primavera, y maduren al comienzo del verano. Es lo típico en los ancestros del trigo, la cebada, la lenteja, el guisante e, incluso, del garbanzo silvestre, el Cicer reticulatum. En la actualidad, todos mantienen este ciclo excepto el garbanzo. Es una planta que se siembra en primavera y se recoge en verano. Fueron griegos y romanos quienes nos dan las evidencias más antiguas del garbanzo como planta que se siembra en marzo y abril.

Planta en flor

En Oriente Próximo, en el Crecente Fértil, más del 80% de la lluvia anual cae entre diciembre y enero, y el largo verano es cálido y seco. El cultivo que necesite agua en verano solo tiene la que queda en el suelo. Es este ciclo anual de lluvias el que ha seleccionado las plantas a sembrar en otoño y recoger al inicio del verano. Abbo plantea la incógnita que supone cambiar del garbanzo silvestre de invierno y de éxito por el cultivo más arriesgado del garbanzo de verano, doméstico y actual. Durante milenios ha sido, en el entorno de Asia, Oriente y el Mediterráneo uno de los escasos cultivos de verano. Además, con este paso de invierno a verano se evita el daño que produce un hongo, Didymella rabiei, que provoca la llamada rabia del garbanzo. El hongo necesita humedad y en el cálido y seco verano no la tiene.

El garbanzo silvestre, antecesor del cultivado, solo se localiza en el sudeste de Turquía y, en concreto, en solo 18 localidades. Es la especie Cicer reticulatum. Además, el garbanzo es la única especie cultivada del género Cicer.

Con fecha de hace 13000 a 11000 años, el garbanzo se encuentra en yacimientos del Oriente Próximo, en Tell Abu Hureyra, en el norte de la Siria actual. De hace 10500 años ha aparecido en Cayonii, en el sudeste de Turquía, en Jericó, en Israel, y en Tell Ramad, en el sur de Siria, yacimientos situados lejos del área de distribución del garbanzo silvestre y, por ello, quizá cultivados aunque todavía sin seleccionar el garbanzo actual. Se considera que fue domesticado hace entre 7000 y 10000 años en Asia occidental.

Distribución del garbanzo según Maesen et al (2007): “Taxonomy of the genus Cicer revisited”.

Para Deepak Ohri, la fecha más temprana a la que conocemos con certeza la existencia del garbanzo doméstico es de 10600 a 12250 años en el yacimiento de Tell el-Kerkh, en el noroeste de Siria, donde se encuentra a la vez y se distinguen claramente granos de garbanzo silvestre y de garbanzo domesticado. En esta excavación, Ken-Ichi Tanno y George Willcox, del centro Archeorient del CNRS en Minneapolis, en Francia, recogieron un centenar de granos de garbanzo con una morfología variable y que iba del reticulatum al arietinum, es decir, del silvestre al domesticado. Como este yacimiento está lejos del área de distribución original del garbanzo silvestre, los autores consideran que la domesticación ocurrió mucho tiempo antes de esta fecha de hace 10000 años.

Hace 7500 años aparece en yacimientos en Jericó, en Israel, y en Cayonii y Hacilar, en Turquía. Por su presencia en los yacimientos, hace 6000 años eran alimento habitual en Palestina. Y de hace casi 7000 años aparece en la cueva L’Abenrador, en Francia.

Son los garbanzos de consumo habitual en la Palestina de hace 6000 años, según los restos encontrados en los yacimientos. En la India, los restos más antiguos son de hace 5000 años.

También hace unos 5000 años, en la Edad del Bronce de Grecia, se han encontrado garbanzos en yacimientos del la isla de Creta. En estos años ya se encuentra el garbanzo en la cuenca mediterránea y Oriente Próximo y, en la misma época, ha alcanzado la cultura Harapa, entre los actuales estados de la India y Pakistán. En la Edad del Hierro, con fechas entre 3300 y 2500 años, aparece por primera vez en Etiopía, uno de los mayores cultivadores y consumidores actuales.

Hay un curioso e inexplicable lapso de hallazgos de garbanzo doméstico hace entre 8000 y 11000 años. Algunos autores han propuesto que se debe a que entonces se estaban seleccionando las variedades para el actual cultivo de verano del garbanzo.

También se han encontrado garbanzos nada menos que en la tumba de Tutankamon, faraón que reinó en Egipto hace algo más de 3000 años. Y, también hace casi 3000 años, Homero citaba los garbanzos en La Iliada, ponderando, si lo entiendo bien, su extraordinaria dureza.

Comían garbanzos con gusto los romanos y los cita Petronio en banquetes fastuosos, y hay varias recetas con garbanzos, por cierto, condimentados con cebada y con la famosa salsa romana, el garum, en el Re coquinaria de Marco Gavio Apicio, libro fechado en el siglo I, en la Roma imperial. Sin embargo, eran considerados alimento de pobres, del pueblo.

En aquellos años de la Roma imperial, los garbanzos se vendían por las calles para comer o para picar, tanto cocidos como fritos. Pero maestros y sacerdotes prohibían el consumo de garbanzos a sus discípulos pues, según se creía en aquellos tiempos, inhibían el pensamiento claro y preciso y los elevados principios espirituales que se les exigían. Pitágoras, por ejemplo, no solo prohibía a sus seguidores comer garbanzos sino, también, pasear por un campo sembrado de legumbres. Sin embargo, Dioscórides, Apicio y Plinio recomendaban los garbanzos como alimento saludable.

Según la revisión de Ramón Buxó, aparece en pocos yacimientos arqueológicos en la Península Ibérica, y no se conoce con exactitud cómo y cuándo llegó el garbanzo, quizá con los fenicios y, con certeza, con los romanos. De la época ibérica se ha encontrado en Los Castillejos, en Granada, con un solo ejemplar, y en el Castillo de Doña Blanca, en Cádiz, con nueve ejemplares, todos ellos fechados hace entre 2600 y 2700 años. También se han encontrado garbanzos en varios yacimientos en el sur de Francia de hace entre 2400 y 2500 años. Según los datos de Buxó, el garbanzo aparece en nuestra área geográfica hace de 2400 a 2900 años.

Tito Livio cuenta que los soldados cartagineses de Asdrúbal ya sembraban garbanzos en Cartago Nova, la actual Cartagena, hace unos 2400 años. Y, por supuesto, también los romanos y, como ejemplo, está el único grano de garbanzo que se ha recuperado en las excavaciones de la aldea de Obulco, en Porcuna, provincia de Jaén. Fue Columela, hace unos 2100 años, quien escribió del garbanzo como un cultivo habitual en Iberia.

El Cocinero Mayor de Felipe II y de varios de sus descendientes Austrias, Francisco Martínez Montiño, publicó en 1611 su “Arte de Cocina” e incluye varias recetas con garbanzos. Y no resisto el transcribir una de ellas que, creo, está completamente olvidada y que propongo a los que experimentan en la cocina: son los Garbanzos dulces con membrillo.

“Echarás los garbanzos a cocer, quando estén cocidos, tomarás membrillos, tanta cantidad como los garbanzos; móndalos, quítales las pepitas, y córtalos por medio; luego del medio cortarás rebanadillas delgadas a lo largo, y a lo ancho del membrillo; luego tomarás manteca de vacas fresca, freirás cebolla y los membrillos hasta que estén bien blandos; luego échalos con los garbanzos, sazona con todas especias, canela, y un poco de vinagre, échales dulces de azúcar, que estén bien dulces, y tengan poco caldo; luego harás unos tallarines muy delgados, fríelos, echarás en el plato un lecho de tallarines (aunque se pueden servir sin ellos) y otro de garbanzos, azúcar y canela, y de esta manera hincharás el plato. Y advierte, que este plato ha de servirse bien dulce y bien agrio; y si no hubiere manteca, hágase con un buen aceyte; si no hubiese membrillos, hágase con peros agrios”.

Fue el famoso cocinero y escritor Ángel Muro el que escribió que “yo concedo que con el garbanzo –Sólo el garbanzo- se puede alimentar un hombre, pero a este hombre no hay que pedirle que trabaje material o intelectualmente lo que trabajaría otro hombre que comiera carne”. Pero ya Carlomagno, hace 1200 años, afirmó la utilidad del garbanzo como alimento para el pueblo pues era barato, nutritivo y sencillo de cultivar. El emperador emitió un decreto que obligaba a los campesinos de su imperio a sembrar garbanzos. También tienen propiedades medicinales, son ricos en azúcares y proteínas, vitamina B y hierro, fósforo, zinc y magnesio. Es una fuente barata de proteína y puede cubrir hasta el 20% de la proteína de la dieta.

Para terminar, una receta de garbanzos para el pueblo más pobre, como escribe su recopilador, el Doctor Alfredo Juderías, en su libro “Cocina para pobres”. Además, nos permite aprovechar las sobras, lo que siempre viene bien, antes por falta de recursos y ahora por eso del consumo sostenible. Son los garbanzos “endomingaos”:

Se aliñan los garbanzos sobrantes del cocido, bien secos, con aceite de oliva, ajos cortados en rodajas, perejil muy picado y vinagre y ya está. Al servir se espolvorean con huevos duros picados.

Referencias:

Abbo, S. et al. 2003. The chickpea, summer cropping, and a new model for pulse domestication in the Ancient Near East. Quarterly Review of Biology 78: 435-448.

Abbo, S. et al. 2003. Evolution of cultivated chickpea: four bottlenecks limit diversity and constrain adaptation. Functional Plant Biology 30: 1081-1087.

Abbo, S. et al. 2009. Reconsidering domestication of legumes versus cereals in the Ancient Near East. Quarterly Review of Biology 84: 29-50.

Brothwell, D. & P. Brothwell. 1969. Food in Antiquity. A survey of the diet of early peoples. Johns Hopkins University Press. Baltimore and London. 283 pp.

Buxó, R. 1997. Arqueología de las plantas. Crítica. Barcelona. 367 pp.

del Moral de la Vega, J. et al. 1996. El cultivo del garbanzo. Diseño para una agricultura sostenible. Hojas Divulgadoras 12/94 D. Ministerio de Agricultura, Pesca y Alimentación. Madrid. 24 pp.

Diamond, J. 1998. Armas, gérmenes y acero. La sociedad humana y sus destinos. Ed. Debate. Madrid. 527 pp.

Dusunceli, F. et al. 2007. International trade. En “Chickpea Breeding and Management”, p. 555-575. Ed. por S.S. Yadav. CAB International. Wallingford, UK.

Juderías, Al. 1994. Cocina para pobres. 11ª ed. Ed. SETECO. Madrid. 325 pp.

Khoury, C.K. et al. 2016. Origins of food crops connect countries worldwide. Proceedings of the Royal Society B doi: 10.1098/rspb.2016.0792

Muro, A. 1982 (1894). El Practicón. Tusquets Eds. Barcelona. 774 pp.

Ohry, D. 2016. Genetic resources of chickpea (Cicer arietinum L.) and their utilization. En “Gene Pool Diversity and Crop Improvements”, p. 77-106. Ed. por V.R. Raipal et al. Springer International Publ. Switzerland.

Redden, R.J. & J.D. Berger. 2007. History and origin of chickpea. En “Chickpea Breeding and Management”, p. 1-13. Ed. por S.S. Yadav. CAB International. Wallingford, UK.

Tanno, K. & G. Willcox. 2006. The origins of cultivation of Cicer arietinum L. and Vicia faba L.: early finds from Tell el-Kerkh, north-west Syria, late 10th millenium b.p. Vegetation History and Archaeobotany 15: 197-204.

van der Maesen, L.J.G. 1987. Origin, history and taxonomy of chickpea. En “The Chickpea”, p. 11-34. Ed. por M.C. Saxena & K.B. Singh. CAB International. Wallingford, UK.

Voropaeva, I & H.-P. Stika. 2016. Plant remains from Roman period town of Obulco (today Porcuna) in Andalusia (Spain) – distribution and domestication of olive in the west Mediterranean region. Archaeological and Anthropological Sciences DOI: 10.1007/s12520-016-0405-1.

Weiss, E. & D. Zohary. 2011. The Neolithic Southwest Asia founder crops. Current Anthropology 52, Suppl. 4: S237-S254.

Wikipedia. 2017. Cicer arietinum. 20 septiembre.

Wikipedia. 2017. Chickpea. 15 November.

Sobre el autor: Eduardo Angulo es doctor en biología, profesor de biología celular de la UPV/EHU retirado y divulgador científico. Ha publicado varios libros y es autor de La biología estupenda.

El artículo Ingredientes para la receta: El garbanzo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Como vimos en una anotación anterior, se han barajado diferentes hipótesis para dar cuenta de las presiones selectivas que dieron lugar al gran encéfalo que caracteriza a la especie humana. Se asume que ese tamaño permitió el desarrollo de capacidades cognitivas idóneas para hacer frente a aquellas presiones. Un trabajo más reciente, realizado por Suzanne Shultz, Emma Nelson y Robin I. Dunbar ha barajado y valorado varias posibilidades: (1) que gracias a esas habilidades cognitivas los homininos pudieran desenvolverse bajo condiciones climáticas variables e impredecibles, con fuentes de alimento cambiantes e igualmente difíciles de prever; (2) que les permitieran afrontar con éxito la amenaza de diversos y poderosos depredadores al aventurarse por espacios y ecosistemas nuevos; (3) que posibilitasen la vida en grandes grupos de individuos y que favoreciesen la cooperación en el seno de dichos grupos (dentro de esta categoría se consideran de importancia crucial las capacidades para valorar los intereses de los otros miembros del grupo); (4) que dieran lugar al desarrollo del lenguaje, con todas las posibilidades que tal adquisición conllevó.

El grupo de Dunbar estudió un amplio conjunto de cráneos correspondientes a un periodo que va de hace 3.2 millones a hace 10000 años, y analizó su posible relación con los factores que pudieron propiciar sus cambios de tamaño. En el análisis optó por dos procedimientos en paralelo. Por un lado estudió el curso temporal de variación en las dimensiones craneales para todo el conjunto de homininos estudiados. Y por otro lado analizó el cambio en el seno de cuatro grandes categorías taxonómicas: Australopithecus sp., Homo habilis, Homo erectus (incluido H. ergaster) y H. sapiens (incluidos H. heidelbergensis y H. neanderthalensis).

Los resultados indican que el crecimiento del cráneo de los homininos a lo largo de tres millones largos de años no ha sido gradual, sino que se han producido saltos en determinados momentos: los dos primeros saltos coinciden con la aparición de los primeros H. habilis (hace unos dos millones de años) y de H. erectus (hace unos 1.8 millones de años). El tercero ocurrió entre 1.0 y 1.2 millones de años, sin aparente relación con la aparición de ninguna especie. Y los dos últimos han ocurrido, el primero de ellos, hace entre cuatrocientos y doscientos mil años, en el entorno de la aparición de los seres humanos anatómicamente modernos, y hace unos cien mil años el segundo, sin coincidir este tampoco con la aparición de ninguna especie en concreto. Aparte de esos saltos, en algunas de las categorías también se observaron aumentos graduales en el tamaño encefálico a lo largo del tiempo.

Esta investigación no permitió atribuir a un único factor la encefalización observada durante la evolución de los homininos. Los factores climáticos y ambientales ejercieron, muy probablemente, cierta influencia, ya fuese de forma directa o indirecta, al obligarles a modificar su comportamiento, de manera que ocuparon hábitats más periféricos y peligrosos, vivieron en grupos de mayor tamaño o utilizaron nuevos recursos.

Dado que los factores relacionados con el clima no pueden por sí solos dar cuenta de la variación observada en el tamaño encefálico a lo largo del tiempo, han de ser considerados otros posibles efectos, y muy en especial los ejercidos por factores de carácter social y lingüístico. Aunque no se dispone de medidas directas de la estructura de los grupos sociales o de su complejidad, es conocida la gran importancia que la inteligencia social tiene para la condición humana. Las conclusiones a que han llegado los estudios acerca de la evolución del lenguaje, morfología encefálica y la aparición del comportamiento simbólico sugieren que la evolución del lenguaje es una componente clave de la evolución cognitiva humana y que los avances culturales han podido ocurrir en una serie de pasos que habrían tenido su reflejo en cambios en el tamaño y arquitectura del encéfalo. En ese sentido, los autores del trabajo sugieren que el último salto en el tamaño encefálico, el producido a partir de hace unos cien mil años, puede estar asociado a la adquisición del lenguaje complejo, o sea, en la transición de un habla basada en la capacidad para emitir sonidos vocálicos articulados a la producción de proposiciones plenamente gramaticales.

Fuente:

Suzanne Shultz, Emma Nelson & Robin I Dunbar (2012): Hominin cognitive evolution: identifying patterns and processes in the fossil and archaeological record. Phil Trans R Soc B 367: 2130-2140; doi:10.1098/rstb.2012.0115

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

El artículo ¿Qué factores han impulsado la evolución cognitiva en el linaje humano? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Oficina de comunicación de la UPV/EHU

Cada día más niños y niñas utilizan los medios digitales para descargar música, ver vídeos, hacer los deberes, participar en redes sociales y comunicarse. Esta realidad conlleva un mundo de oportunidades que no está exento de problemas y situaciones peligrosas derivadas del mal uso de la red. En este contexto, sus coordinadores destacan que “más allá de tópicos y alarmismo, es necesario formar en la prevención de riesgos y alentar a niños y niñas a que asuman su papel como internautas exigentes y conscientes con autonomía y seguridad”.

El libro es el resultado de la colaboración entre autores de más de una veintena de universidades europeas y latinoamericanas que abordan diferentes cuestiones relacionadas con la vida online de los y las menores. Cada capítulo se centra en un aspecto concreto: el ciberbullying, el sexting, el contacto con desconocidos, el uso excesivo, la perspectiva de género, la gestión del desembarco de internet en la escuela o la labor de mediación de las familias, entre otros. Según afirmó en la presentación Maialen Garmendia, “la clave para mejorar la seguridad en internet está en la educación, entendida en un sentido amplio: desde las familias y la escuela hasta las actividades extraescolares”.

Con la participación de la doctora Honoris Causa de la UPV/EHU e investigadora principal de la red europea EU Kids Online Sonia Livingstone, el libro permite conocer realidades de diferentes países, incluidos varios latinoamericanos. En este sentido, Carmelo Garitaonandia, catedrático de Periodismo de la UPV/EHU y coautor de uno de los capítulos, remarcaba en la presentación la importancia de prestar atención a la vida online de la infancia y adolescencia desde un punto global: “Aunque no es fácil conseguir datos fiables y seriados de todos los países de América Latina, sí es claramente constatable las diferencias de conexión entre los hogares de alto y bajo estatus socioeconómico, así como entre zonas urbanas y rurales, en países que han combinado un acelerado desarrollo económico con la emergencia de profundas desigualdades. En Brasil, por ejemplo, la población de mayores ingresos está conectada casi al 100%, mientras que la de menos ingresos no llega ni a una cuarta parte. Y en Colombia las diferencias de conexión entre hogares urbanos y rurales es de 6 a 1”.

En España y los niños y niñas disponen de su primer móvil a los 8 años. Hace seis años se accedía por primera vez a Internet a los 10 y se tenía móvil por primera vez a los 11. Aunque la presencia de niños y niñas en internet y el uso de teléfonos, tabletas y ordenadores son hábitos cada vez más tempranos, la exposición a los riesgos no ha aumentado en la misma medida. Sin embargo, la incidencia del bullying entre usuarios de 9 a 16 años se ha doblado en menos de una década: en 2010 un 15% declaraba haberlo sufrido en cualquiera de sus variedades, incluido el ciberbullying, y según los hallazgos de investigación recogidos en el libro, este dato se eleva al 31%. Así mismo, el porcentaje de menores que ha recibido mensajes sexuales ha aumentado extraordinariamente en los últimos años: casi uno de cada tres de los menores responden afirmativamente a esa pregunta.

Entre los riesgos detectados para la infancia y la adolescencia aparecen los mensajes sexuales, y el ciberbullying. En este último caso, la implicación del profesorado y la intervención del alumnado son parte esencial para detectar y combatir el ciberacoso. Los programas Ciberprogram 2.0 o Asegúrate son estrategias útiles para revenirlo, junto con los protocolos habituales utilizados en casos de bullying tradicional (el bullying cara a cara), que sigue siendo más frecuente que el online. En cuanto a los mensajes sexuales, la mayoría de jóvenes españoles entre 11 y 16 años (94,5%) opina que el sexting es una práctica peligrosa, el 44,7% admite que es parte del juego erótico y/o sexual y sólo uno de cada cuatro (19,5% de mujeres y 31’4% de hombres) considera que mejora las relaciones de pareja.

Aunque la Organización Mundial de la Salud no reconoce la adicción a internet a nivel clínico, sí existen jóvenes que presentan los síntomas habituales de las adicciones, que están enganchados. De todas maneras, tampoco hay que confundir el uso frecuente o abusivo de las redes con el uso problemático, el cual depende del grado de interferencia que internet pueda suponer en la vida diaria de cada persona.

Los riesgos existen, pero hay un aumento de la concienciación sobre ellos entre padres, madres y menores. Aunque la frecuencia de uso de internet y los dispositivos móviles ha aumentado y en consecuencia lo ha hecho el peligro, la proporción de quienes han sufrido daños tras afrontar riesgos en internet es menor. Así todo, es necesario dotar a los menores de recursos para que aprovechen al máximo las oportunidades que ofrece el entorno digital y minimicen esos riesgos.

El indiscutible acceso cada vez más temprano a internet es una oportunidad para que padres y madres supervisen o acompañen a sus hijos e hijas en el uso de móviles, tabletas e internet. Sin embargo, el apego por su teléfono y el deseo de privacidad dificultan la mediación de padres y madres, especialmente cuando sus progenitores respetan la privacidad y valoran la confianza de los niños y niñas.

En la educación digital la escuela debe jugar un papel activo. Invertir en infraestructura y en equipos es una oportunidad para aprovechar el potencial de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), pero no será suficiente si, al mismo tiempo, el profesorado no juega un papel más activo y hay una revisión de los métodos pedagógicos convencionales. Esta responsabilidad en la educación de los menores también debe ser compartida por madres, padres y el conjunto de la sociedad.

Entre selfies y whatsapps aborda también la situación en Latinoamérica, donde se han detectado diferencias significativas en la capacidad para acceder a internet entre los y las jóvenes de diferentes países. En Uruguay y Chile las posibilidades de acceso son mayores, los hogares están mejor conectados y presentan el mejor ratio de estudiantes por ordenador. En cuanto a porcentaje de colegios conectados a internet también se ubican en los primeros puestos junto con Costa Rica. En todos los países son significativas las diferencias de conexión entre zonas urbanas y rurales, así como entre el estatus socioeconómico alto y bajo.

Ficha:

Autores: Estefanía Jiménez, Maialen Garmendia, Miguel Ángel Casado (coordinadores)

Título: Entre selfies y whatsapps. Oportunidades y riesgos para la infancia y la adolescencias conectadas

Año: 2018

Editorial: Gedisa

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

El artículo ‘Entre selfies y whatsapps’: Internet, infancia y adolescencia en Europa y Latinoamérica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En #Naukas17 nadie tuvo que hacer cola desde el día anterior para poder conseguir asiento. Ni nadie se quedó fuera… 2017 fue el año de la mudanza al gran Auditorium del Palacio Euskalduna, con más de 2000 plazas. Los días 15 y 16 de septiembre la gente lo llenó para un maratón de ciencia y humor.

Ricardo Oltra, que es ingeniero agrónomo y físico teórico de formación, trabaja en la Oficina Europea de Patentes en La Haya (Holanda) nos introduce en el proceloso mundo de las patentes.

Ricardo Oltra: Que inventen ellos

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

El artículo Naukas Bilbao 2017 – Ricardo Oltra: Que inventen ellos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Representación gráfica de una metástasis (blanco/gris) en el hígado (naranja).

La metástasis es el proceso por el cual un tumor que crece en un órgano se desprende de este y viaja a otro órgano y lo coloniza. En el proceso de colonización necesita crear nuevos vasos sanguíneos, a través de los que las células cancerosas obtienen los alimentos y oxígeno necesarios para crecer. Ese proceso de formación de vasos sanguíneos se denomina angiogénesis, y lo llevan a cabo las células endoteliales. “A diferencia de las células endoteliales normales, y como consecuencia de las señales que les llegan de las células tumorales, las células que abastecen a los tumores tienen un crecimiento mayor y tienden a moverse hacia la masa metastásica, para ayudarla a crecer”, comenta Iker Badiola, miembro del grupo de investigación Signaling Lab del Departamento de Biología Celular e Histología la Facultad de Medicina y Farmacia de la UPV/EHU.

Con el fin de revelar qué es lo que provoca ese cambio en las células endoteliales, el grupo de investigación Signaling Lab de la UPV/EHU y el Departamento de Farmacología, Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la Universidad de Santiago de Compostela iniciaron una investigación con ratones, en colaboración con otra serie de investigadores. El fin último era, tal como afirma Badiola, “frenar el proceso metastásico incidiendo sobre la angiogénesis, en caso de conseguir restablecer las células endoteliales”. En la investigación, provocaron una metástasis hepática a ratones utilizando células de cáncer de colon, y de esa masa extrajeron células endoteliales. Posteriormente, realizaron una comparación entre esas células endoteliales y otras sanas. La comparativa la hicieron en dos aspectos: a nivel proteico, donde vieron que proteínas aparecían y cuáles no en cada tipo de células, y en qué nivel lo hacían, y de igual manera a nivel de micro-RNA. Los microRNA son unos pequeños elementos, que durante un tiempo se pensó que no tenían ninguna función, pero ahora se sabe que participan en la regulación de proteínas.

Mediante herramientas bioinformáticas, hicieron el cribado y selección de las proteínas y los elementos micro-RNA relevantes, y “en el último paso de esa selección nos quedamos con un micro-RNA concreto, el miR-20a. Se trata de un elemento que aparece en las células endoteliales sanas, pero desaparece en las que están en contacto con el tumor. Vimos que como consecuencia de la desaparición del miR-20a en las células endoteliales aparecían una serie de proteínas, y era entonces cuando comenzaba a cambiar su comportamiento y empezaban a crecer y desplazarse”, aclara Badiola.

Seguidamente, iniciaron los experimentos para demostrar si la inclusión del elemento miR-20a haría restablecer el comportamiento de las células endoteliales que abastecen los tumores. Para ello, desarrollaron unas nanopartículas “diseñadas para ser dirigidas a las células endoteliales hepáticas, y cargadas de miR-20a. Se las suministramos a ratones a los que previamente habíamos provocado la metástasis, para conocer el efecto. El análisis patológico reveló que en los casos tratados se habían formado muchos menos vasos sanguíneos nuevos dentro de los tumores. Asimismo, certificamos que el número y tamaño de las masas de metástasis se habían reducido en un 80 %”, detalla.

Badiola valora positivamente el poder reducir el tamaño de la metástasis en un 80 %, pero tiene claro que “si alguna vez llega a ser utilizado como tratamiento, será un tratamiento complementario. No hay que ignorar que la metástasis sigue creciendo un 20 %, y, además, en ningún momento se destruyen las células tumorales, no se arremete contra ellas directamente. La estrategia de hacer frente a la metástasis que hemos conseguido limita el aporte de alimentos y oxígeno; es decir, le restringimos la ayuda”.

Referencia:

Joana Marquez, Ines Fernandez-Piñeiro, Marcos J. Araúzo-Bravo, Gereon Poschmann, Kai Stühler, Abdel-Majid Khatib, Alejandro Sanchez, Fernando Unda, Gaskon Ibarretxe, Irantzu Bernales, Iker Badiola (2018) Targeting liver sinusoidal endothelial cells with miR-20a-loaded nanoparticles reduces murine colon cancer metastasis to the liver. International Journal of Cancer doi: 10.1002/ijc.31343

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

El artículo Nanopartículas para reducir la metástasis hepática del cáncer de colon se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Corazonada, especulación, conjetura son tres palabras válidas para describir lo que es una hipótesis. Una hipótesis no es otra cosa que una corazonada, una especulación o una conjetura que se propone como solución a un problema, pero cuya aceptabilidad necesita de más investigación mediante argumentos, observaciones o experimentos.

La formulación de hipótesis es indispensable en el pensamiento humano: desde el de una niña que aprende a manejar su último regalo tecnológico sin leerse las instrucciones a el de esa misma niña cuando se dedica profesionalmente a la metafísica, pasando por el de los detectives novelescos à la Sherlock Holmes.

Sin embargo, a pesar de ser algo común a cualquier empresa intelectual humana, muchos ven a la hipótesis como parte fundamental de eso que se ha dado en llamar “el” método científico, como si hubiese solo uno y se identificase con el hipotético-deductivo. Muchas de estas personas adoptan, sin saberlo probablemente, una posición filosófica asociada a Popper, según la cual las teorías científicas no serían otra cosa que “hipótesis empíricas”, estatus que mantienen siempre sin importar el éxito que puedan tener a la hora de soportar los repetidos intentos de hacer ver que son falsas (falsarlas).

Curiosamente esta visión de la ciencia y del papel central del método de la hipótesis es muy contemporánea, y las narrativas de la ciencia desde el siglo XVII a nuestros días como manifestaciones de este método son ahistóricas, por presentistas, además de mayoritarias. Para ilustrar este hecho esbocemos la historia del método de la hipótesis en ciencia.

Los “Principios de filosofía” de Descartes en la edición realizada en Amsterdam en 1685

Habitualmente en las narrativas contemporáneas del método de la hipótesis habría sido Francis Bacon el referente a principios del XVII para su origen. Y no es cierto, eso es atribuirle una influencia en su tiempo que no tuvo. Fue René Descartes el que lo hizo objeto de discusión en sus “Principia philosophiae” (1644).

Argumentaba Descartes que el mundo se presenta a sí mismo como el dial de un reloj cuyos mecanismos internos están ocultos. Para hablar de estos mecanismos debemos recurrir a hipótesis o conjeturas. De forma análoga, si queremos hablar de un fenómeno que observamos, como la reflexión o la refracción de la luz, y si queremos explicarlo en términos de corpúsculos hemos de recurrir a hipótesis. Los argumentos de Descartes fueron desarrollados por muchos que se dedicaban a la “filosofía mecánica”, siendo probablemente el más significado de ellos Robert Boyle.

La formación clásica de los eruditos de la época hacía que todos ellos tuviesen unos conocimientos elementales de lógica, más en una época tan cercana al Renacentismo. Hemos de recordar que en esta época Bento Spinoza escribe su obra cumbre, “Ethica more geometrico demonstrata” (Ética demostrada geométricamente) (1677), como un tratado lógico-matemático. Cualquiera con estos conocimientos elementales de lógica sabía que aceptar el método de la hipótesis era aceptar como válida una falacia, la afirmación del consecuente [1]. Incluso si damos una explicación plausible de la refracción como causada por corpúsculos, el éxito de la explicación no demuestra que los corpúsculos existan realmente [2].

Primera edición de los “Principia” de Newton (1687)

Por lo tanto era evidente para los filósofos de la época, mecánicos o no, que el método de la hipótesis no permitía alcanzar lo que Aristóteles llamaba conocimiento cierto. Isaac Newton, horrorizado por lo chapucero del método de la hipótesis (aunque él, como humano que era, recurriese a él informalmente), escribe lo siguiente [3] en el “Escolio general” que añadió a la segunda edición (1713) de los “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica”:

Todavía no he podido descubrir la razón de estas propiedades de la gravedad a partir de los fenómenos, y no compongo una hipótesis [hypotheses non fingo]. Porque lo que no se deduce de los fenómenos debe llamarse una hipótesis; y las hipótesis, ya sean metafísicas o físicas, o basadas en cualidades ocultas, o mecánicas, no tienen cabida en la filosofía experimental. En esta filosofía, las proposiciones particulares se infieren de los fenómenos, y luego se vuelven generales por inducción.

El prestigio de Newton llevó a la condenación del método de la hipótesis durante 150 años. Así se puede encontrar esta condena explícitamente en textos tan influyentes en su época como el “Traité des systèmes” (1741) de Condillac, los “Discours prélimenaires” (1751) de la “Encyclopedie” o el “Inquiry into de Human Mind” (1764) de Thomas Reid. Con el redescubrimiento de Francis Bacon durante la primera mitad del siglo XIX, y en contra de la narrativa presentista del siglo XXI, los métodos alternativos al de la hipótesis como la inducción enumerativa [4]y la inducción eliminativa se hicieron aún más populares.

Con todo, desde la segunda mitad del siglo XVIII existe una minoría de filósofos naturales y, ya, científicos de pleno derecho, que argumentan que la ciencia no puede evitar el método de la hipótesis. Los filósofos que usaban fluidos imponderables para explicar los fenómenos gravitatorios, como George le Sage, neurofisiológicos, como David Hartley, o la propia materia, como Ruder Boscovich, se dieron cuenta de que repudiar el método de la hipótesis era autoengañarse.

El estatus del método de la hipótesis a comienzos del siglo XIX lo ilustra muy bien el debate sobre la naturaleza de la luz. Aquellos que pensaban que el método de la hipótesis era inaceptable, como John Stuart Mill, rechazaban la teoría ondulatoria. Por tanto, el debate sobre la naturaleza de la luz, como muchos en ciencia, era tan científico como filosófico.

Edición de 1847 de “La filosofía de las ciencias inductivas basada en su historia ” de Whewell

El método de la hipótesis fue así ganando predicamento con figuras de la influencia de William Whewell en su “Philosophy of the Inductive Sciences” (1840) y Claude Bernard en su “Introduction à l’étude de la médecine expérimentale” (1865) dándole apoyo.

Los que apoyaban el método de la hipótesis trabajaron para consolidarlo, por ejemplo añadiendo que cuanto más amplio fuese el rango de fenómenos que una hipótesis puede explicar, más probable es que sea verdadera. Whewell fue un paso más allá sugiriendo que las hipótesis aceptables tenían que explicar más que aquello para lo que habían sido creadas, esto es, tenían que ser capaces de predecir nuevos fenómenos.

Ernst Mach en 1900

Sin embargo, los que apoyan el método de la hipótesis si bien crecen en número e influencia durante el siglo XIX aún no son la mayoría. Muchos científicos siguen sospechando de esta forma de proceder y afirman que solo se puede generalizar por inducción. Ernst Mach, un físico y epistemólogo de enorme influencia a finales de siglo (sus ideas se encuentran en los primeros trabajos de Einstein por ejemplo [2]), al igual que muchos positivistas, descarta su uso más allá de una ayuda heurística, reservas que se traducen en que él mismo niegue la existencia de los átomos, muchos hagan la vida imposible a Boltzmann por proponerlos y Wilhelm Ostwald reconociese su existencia [2] solo el año antes de recibir el premio Nobel de química en 1909. La sociología y la historia de la ciencia del XIX y primeros años del XX no se entiende sin una comprensión del papel del rechazo al método de la hipótesis.

Con el siglo XX comienza en serio el conocimiento en profundidad de la estructura de la materia y el universo, lo que favorece el uso de la especulación ante la limitación de observaciones, cuando son posibles, a partir de las que hacer inducciones. Esto lleva a que hoy el método de la hipótesis, conocido como método hipotético-deductivo sea el más popular de los métodos de la ciencia. Algunos historiadores, filósofos y prácticantes de la ciencia deslumbrados por la física del XX lo elevaron a paradigma de lo que es ciencia y lo identificaron con “el” método de la ciencia, cosa que, como hemos visto, no es así.

Notas:

[1] Si la hipótesis A es cierta, entonces debe ocurrir B; como ocurre B, entonces A es cierto. Por ejemplo, si está criado en Inglaterra entonces habla inglés, como habla inglés entonces es inglés; esto, como sabemos, no es necesariamente cierto, puede ser neozelandés, hablar inglés perfectamente y no haber pisado Inglaterra en su vida.

[2] Por eso la existencia de los átomos no se acepta como realidad por la comunidad científica hasta la formulación de Einstein del movimiento browniano comprobada experimentalmente por Perrin en 1908, porque no es del tipo lógico “si A entonces B” sino del “B si, y solo si, A”.

[3] Realmente lo escribe en latín. Proporcionamos una traducción libre.

[4] Se suele denominar inducción a secas: extrapola a partir de sucesos/datos concretos a afirmaciones generales. Si he visto 1000 ovejas y todas las ovejas que he visto son blancas, entonces todas las ovejas son blancas.

[5] A partir de los datos se llega a todas las conclusiones posibles (a estas conclusiones las llamaríamos hoy día hipótesis, pero preferimos conclusiones para evitar la confusión polisémica); la aparición de nuevos datos va eliminando conclusiones hasta, idealmente, quedar solo una.

Para saber más:

La tesis de Duhem-Quine

Provisional y perfectible

Este post ha sido realizado por César Tomé López (@EDocet) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo Una breve historia del método de la hipótesis se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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¿Cómo se tratan algunos de los trastornos cognitivos más frecuentes en las aulas? ¿Son efectivos los programas y herramientas del sistema educativo actual? ¿Carecen de eficacia algunas de las prácticas educativas más populares?

Estas son algunas de las cuestiones que se debatieron en la jornada “Las pruebas de la educación”, que se celebró el pasado 2 de febrero de 2018 en el Bizkaia Aretoa de Bilbao. El evento, en su segunda edición, estuvo organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y el Consejo Escolar de Euskadi, con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT).

Las ponencias de los expertos que expusieron múltiples cuestiones relacionadas con la educación, basándose siempre en las pruebas científicas existentes. Los especialistas hicieron especial hincapié en destacar cuál es la mejor evidencia disponible a día de hoy con el objetivo de abordar las diferentes realidades que coexisten en las aulas y en el sistema educativo en general.

“Las pruebas de la educación” forma parte de una serie de eventos organizados por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU para abordar cuestiones del día a día como la educación o el arte desde diversos ámbitos de la actividad científica. La dirección del seminario corre a cargo de la doctora en psicología Marta Ferrero.

En el coloquio final asistentes y ponentes podudieron compartir sus diferentes puntos de vista e intercambiar dudas y opiniones.

Charla coloquio de la jornada ''Las pruebas de la educación''

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

El artículo Las pruebas de la educación 2018: El coloquio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En última instancia, y por definición, todo los que creemos saber, avanzar y entender en el campo de la ciencia es incorrecto. Porque está mal, simplemente, o porque es insuficiente e incompleto. Porque una teoría posterior englobará y digerirá cualquier idea, o porque un descubrimiento posterior desmoronará la lógica de cualquier hipótesis. Todo lo que se avanza o descubre en ciencia será sobrepasado; todo lo que creemos saber sobre el universo es menos de lo que el universo es, y posteriores científicos trabajarán con ahínco en demostrarlo así. El sino de cualquier avance, descubrimiento, hipótesis o teoría es acabar en los libros de historia de la ciencia. Porque el avance del conocimiento la habrá dejado arrumbada. Porque nunca, jamás conseguiremos saberlo Todo sobre Todas las cosas, entender Todo sobre Todo lo que hay.

En ese sentido toda la ciencia es un error. Y así es como debe ser, porque lo contrario sería detenerla en seco, parar su avance, impedir su desarrollo. A lo más que puede aspirar quien se dedica a la ciencia es a cometer errores.

Eso sí, si esa persona es ambiciosa sus errores serán interesantes. A lo más que puede aspirar un científico es a cometer errores interesantes.

Errores que dejen puertas abiertas; errores que impulsen el avance de la ciencia. Errores que sean insuficientes, pero apunten en una buena dirección. Errores fecundos, preñados de preguntas que generen nuevas respuestas. Errores que impulsen la mente de nuevos científicos; errores incluso que cabreen e irriten a otros, impulsándoles así a corregirlos. Errores grandes, ricos, plenos, que generen polémica, que empujen la investigación, que supongan un avance. Aunque sea un avance ínfimo, insuficiente, demasiado pequeño; aunque no sea más que otro error más en una cadena de errores que se remonta al conocimiento de los primeros humanos, una saga de errores que comenzó en la prehistoria y se dirige al futuro.

El conocimiento nunca puede ser definitivo, perfecto, cerrado, final. Siempre deja flecos, rincones por explorar, nuevas partes por conocer. En la vieja metáfora sobre el saber de la Humanidad se compara con una esfera, que cuando más aumenta de volumen tiene mayor superficie de contacto con lo desconocido: en realidad cuanto más sabemos tanto más desconocemos, porque cada brizna de nuevo saber abre nuevos campos a la ignorancia. Mucho mejor aportar conocimiento imperfecto pero que abra nuevas puertas que intentar conseguir lo que por definición es imposible.

Al fin y al cabo Todos los Modelos son Erróneos, pero algunos son útiles. Lo mismo ocurre con el trabajo de cualquier científico; siempre será erróneo, pero si la ciencia es buena al menos será interesante, fecundo, útil. ¿Se puede aspirar, acaso, a más?

Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.

El artículo La ciencia y los errores se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Escarabajo Cyphochilus. Foto: Olimpia Onelli

En 2014 se hacía famoso un pigmento negro, el Vantablack, por su capacidad para absorber el 99,96 % de la luz que recibe. Una sustancia así tiene aplicaciones evidentes en exploración espacial y militares. Su capacidad para absorber la luz no se debe a su composición química como tal, carbono, sino a su estructura, nanotubos de carbono. Y es que es la estructura lo que determina muchas de las propiedades ópticas de los materiales.

Ahora, un equipo de investigadores encabezado por Matti Tiavonen, de la Universidad Aalto (Finlandia), ha desarrollado un recubrimiento extremadamente delgado, ligero y, sobre todo, brillantemente ultrablanco que podría tener aplicación comercial en productos farmacéuticos y alimentarios, además de la evidente en pinturas y barnices.

El material, que es 20 veces más blanco que el papel blanco, está hecho de celulosa comestible no tóxica. Logra esta blancura excepcional, al igual que el pigmento negro, no por su composición como tal sino porque se hace que la celulosa imite la estructura de las escamas ultradelgadas de ciertos tipos de escarabajos.

Los colores brillantes generalmente se producen utilizando pigmentos, que absorben ciertas longitudes de onda de la luz y reflejan otras, que nuestros ojos perciben como el color. Para que nos parezca blanco, sin embargo, todas las longitudes de onda de la luz deben reflejarse con la misma eficacia. La mayoría de los productos blancos disponibles comercialmente, como cremas solares, cosméticos y pinturas, incorporan partículas altamente refractivas (generalmente dióxido de titanio u óxido de zinc) para reflejar la luz de manera eficiente. Estos materiales, si bien se consideran seguros, no son totalmente sostenibles o biocompatibles.

En la naturaleza, el escarabajo Cyphochilus, que es originario del sudeste asiático, produce su coloración ultra blanca no a través de pigmentos, sino explotando la geometría de una densa red de quitina, una molécula que también se encuentra en las conchas de los moluscos, los exoesqueletos de insectos y las paredes celulares de hongos. La quitina tiene una estructura que dispersa la luz de manera extremadamente eficiente, dando como resultado revestimientos ultra blancos que son muy delgados y ligeros.

En los casos de los colores de las mariposas o de los ópalos los colores brillantes también se obtienen estructuralmente. A diferencia de estos colores, que responden a patrones concretos en la estructura, el blanco solo se consigue con estructuras lo más aletorias posible.

Escarabajos Cyphochilus en presencia de una membrana del nuevo pigmento blanco. Foto: Olimpia Onelli

Los investigadores han imitado la estructura de la quitina usando celulosa, que no es tóxica, es abundante, resistente y biocompatible. Utilizando pequeños filamentos de celulosa, o nanofibrillas de celulosa, lograron primero el mismo efecto ultra-blanco en una membrana flexible. Después, mediante el uso de una combinación de nanofibrillas de diferentes diámetros, los químicos pudieron ajustar la opacidad y, por lo tanto, la blancura del material final. Las membranas hechas de las fibras más delgadas eran más transparentes, mientras que la adición de fibras medias y gruesas daba como resultado una membrana más opaca. De esta manera, los investigadores pudieron ajustar la geometría de las nanofibras para que reflejaran la mayor cantidad de luz.

Al igual que las escamas de los escarabajos, las membranas de celulosa son extremadamente delgadas: solo unas pocas micras (millonésimas de metro) de grosor, aunque los investigadores dicen que se podrían producir membranas incluso más delgadas optimizando aún más su proceso de fabricación. Las membranas dispersan la luz de 20 a 30 veces más eficientemente que el papel, y podrían usarse para producir los materiales blancos brillantes, sostenibles y biocompatibles eficientes de la siguiente generación.

Referencia:

Matti S. Toivonen et al (2018) Anomalous-Diffusion-Assisted Brightness in White Cellulose Nanofibril Membranes Advanced Materials doi: 10.1002/adma.201704050

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

Este texto es una colaboración del Cuaderno de Cultura Científica con Next

El artículo Más blanco que un escarabajo blanco se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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