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La música y el lenguaje están así de cerca: la repetición basta. Almudena M. Castro lo ilustra

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

El artículo #Naukas15 Replay se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Lavoisier juanto a su ayudante (y esposa) Marie-Anne Pierrette Paulze

Hasta mediados del siglo XVIII el nombre de los compuestos y procesos químicos era, siendo generosos, un galimatías ininteligible salvo para los muy iniciados. Esta falta de sistematización y exceso de localismos impedían la comunicación y, con ello, el avance de la química. Una de las mayores aportaciones de Lavoisier a la química fue precisamente organizar a sus colegas para crear una nomenclatura sistemática justo antes del estallido de la Revolución Francesa. La extensión de la Revolución por Europa llevó con ella la adopción de la nueva nomenclatura química, cuyos rudimentos hoy, con las modificaciones y ampliaciones introducidas a lo largo de los siglos XIX y XX, los alumnos de secundaria del XXI se esfuerzan por aprender. Esta es su historia.

La nomenclatura francesa de 1787 fue el trabajo de Louis-Bernard Guyton de Morveau (quien comenzó el proyecto en 1782) junto a Antoine-François de Fourcroy, Claude-Louis Berthollet y Antoine-Laurent de Lavoisier. Si idea básica hoy nos puede parecer muy simple, pero en su momento fue una revolución: identificar un compuesto de forma unívoca usando dos nombres que tuviesen que ver con su composición.

Podemos encontrar precedentes de la idea en un texto de Oswald Croll de 1609, Basilica chymica, y en los esfuerzos en los años setenta del XVIII de Torbern Bergman por sistematizar la mineralogía y la química usando el latín tal y como su compatriota Carl Linnaeus había hecho con la taxonomía de los seres vivos. Por otra parte, en 1746 el Real Colegio de Médicos de Francia publicó un diccionario que influiría mucho en el de química que publicó Pierre-Joseph Macquer en 1766. En este diccionario ya aparece el principio de que el nombre de una sustancia debería reflejar su composición más que su origen geográfico, extractivo o sus características observables.

Lavoisier fue el encargado de proveer una legitimación filosófica al proyecto. La necesidad de una nueva nomenclatura podía justificarse a partir de la filosofía del lenguaje de Étienne B. de Condillac empleando una argumento expresable de forma muy breve: un lenguaje construye una ciencia (“une langue bien faite est une science bien faite”).

La nueva nomenclatura eliminó el flogisto del vocabulario científico y, con ello, de la teoría química. Organizó 33 sustancias simples en 4 categorías y nombró a un compuesto en función de los dos elementos que formaban los “radicales” que se suponía que lo constituían. El sistema subordinaba por tanto los lenguajes seculares de la metalurgia, la farmacia y la elaboración de tejidos a una nueva lógica dualista. El blanco de plomo pasaba a ser “óxido de plomo” y el aire pestilente, “hidrógeno sulfuratado”.

Con todo, el uso de la lógica tuvo sus límites. Así, por ejemplo, el “principio acidificador”, el elemento cuya participación convertía la sustancia en un ácido, y que Lavoisier llamó por ello en su momento “oxígeno”, tendría que haber cambiado de nombre cuando Humphry Davy encontró que existía al menos un ácido, el muriático (HCl), que no contenía oxígeno. Pero el nombre se mantuvo.

Los químicos alemanes aceptaron la idea general, no así algunos nombres demasiado franceses. Para los alemanes el oxígeno siguió siendo, y lo es hoy día, Sauerstoff (la “sustancia” de los ácidos); el hidrógeno, Wasserstoff (la “sustancia” del agua); el carbono Kohlenstoff (la “sustancia” del carbón).

Con el tiempo se retomaron algunas formas de la nomenclatura tradicional. La más significativa era nombrar a los nuevos elementos que se descubrían en función de sus propiedades, su descubridores o su lugar de descubrimiento. Así, por ejemplo, el cloro recibe su nombre del verde (chloros en griego), el bromo de lo mal que huele (bromos, apesta), y los nacionalistas galio (de Francia), germanio (de Alemania), escandio (de Escandinavia) o polonio (de Polonia).

Con el establecimiento de la teoría estructural de la química orgánica en la década de los sesenta del siglo XIX, las cadenas de hidrocarburos sencillas se convirtieron en la base sobre la que nombrar las sustancias orgánicas, con las cadenas de las ramificaciones recibiendo los nombres metil, etil, propil, etc., y prefijos numéricos indicando la posición de los sustituyentes.

von Hoffmann

En 1865 August Wilhelm von Hofmann sugirió el uso de “eno” como sufijo de los hidrocarburos con un doble enlace, “dieno” si tenía dos, e “ino” si tenía un triple enlace. La presencia de grupos funcionales también se solucionaba con sufijos: “ol” para alcoholes, “al” para aldehidos, “ona” para cetonas”, e “ico” (precedido el nombre por la palabra ácido) para ácidos.

En 1892 se celebró en Ginebra la Conferencia Internacional sobre Nomenclatura Química, presidida por Charles Friedel. En esta conferencia se sistematizaron todas estas convenciones en forma de 62 resoluciones. Las resoluciones admitían el uso de términos no sistemáticos usados internacionalmente, como llamar ácido láctico al ácido alfahidroxipropanoico.

IUPAC

Tras la Primera Guerra Mundial, en 1919, se crea la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada que se encarga desde entonces de supervisar la nomenclatura química. Los químicos alemanes tenían prohibida la pertenencia, el francés era su único idioma oficial y desde el inicio la influencia de los químicos estadounidenses fue cada vez mayor. Se reorganizó tras la Segunda Guerra Mundial, cuando el inglés pasó a ser su único idioma oficial. Un aspecto este que quizás habría llamado la atención de de Condillac.

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

El artículo El lenguaje de la química se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Eduardo Angulo

Behin norbaitek galdetu zidan
zer den puzkerra,
eta hona nik erantzun nuena:
halaxe da puzkerra
aireaz gorpuztua, haizea bihotzean
penatan dabilen arima
batzuetan putzetan, batzuetan trumoietan
ura, isurian dabilena
beti indarrez eta korrika doakiguna

Francisco de Quevedo , ‘Olerki bat puzkerrarentzat’

Euskaltzaindiaren Hiztegia: Uzkitik behingoan kanporatzen den haizea, bereziki zarata egiten duena. Elhuyar Hiztegi Entziklopedikoa: Puzkerra: Uzkitik kanporatzen den gasa. Flatulentzia: 1. Med.Urdaileko nahiz hesteetako distentsioa, gas-pilaketaren ondoriozkoa. Mina eragiten zenbaitetan (horrelakoetan, haize-min ere esaten zaio).
1. irudia: Flatulentzia edo puzkerra, uzkitik kanporatzen den gasa da.

Gasak ditugu gorputz barruan eta gehienetan guztiz edo neurri batean birxurgatzen ditugu digestio-hodian. Batez ere hestean ditugu gasak., digestio prozesuan sortu eta uzkitik kanporatzen direnak. Batez ere hestean ditugu gasak. Flatulentziak dira, edo gordin esanda, puzkerrak. Denok ezagutzen dugu eta denok hitz egiten dugu beraiei buruz, baina gutxi idatzi izan dute beraiei buruz zientzialariek eta zientzia-dibulgatzaileek.

Bi mota ditugu. Lehenengoko motakoak, bolumen txikikoak eta leunak dira eta kontrolpean kanporatzen dira zaratarik egin gabe . Bigarren motakoak indartsuak eta zaratatsuak dira, eta gas-bolumen asko askatzen da kontrolik gabe eta zarata handia eginda. Animalia guztiek kanporatzen dute gasa bere digestio-aparatutik eta hala egiten dute har batzuek, intsektuek eta xinaurriek ornogabeen artean, eta hegaztiek, arrainek, narrastiek eta jakina, ugaztunek, ornodunen artean.

Magendie fisiologo ospe handikoak aztertu zituen gizon osasuntsuen heste-gasak XIX. mendearen hasieran. Horretarako, zoritxarrez “material” ugari zuen garai hartan: gillotinatutako jendea. Oxigenoa eta karbono dioxidoa aurkitu zituen, eta metanoa ere egon litekeela susmatu zuen. Egungo ikerkuntzek berretsi egin dituzte Magendieren aurkikuntzak.

Gasak hiru prozesutan sortzen dira. Neurri batean, jatean barneratzen dira gorputzera. Beste parte bat urdailean sortzen da digestio azidoaren ondorio modura. Azkenik, hesteetako bakterioek hidrogenoa, metanoa eta sufredun produktuak ekoizten dituzte, iristen zaizkien elikagaien digestioaren ondorioz.

Gas hauen %75 dira bakterioek sortutakoak. Hesteetako edukia oso dentsoa da, ura birxurgatu egiten delako, eta gasak barreiatu beharrean burbuiletan biltzen dira. Janaria hestean aurrera egiten doan neurrian, gero eta dentsoago bilakatzen doa eduki hori. Burbuilak isolatuak mantentzen dira uzkira iritsi arte. Bertan, ohiko usainak eta zaratak eragiten dituzten, apurtu eta kanporatzen direnean. Janariarekin batera hartzen dugun nitrogenoaren %23a-%80a askatzen da horrela, eta oxigenoaren %0.1-%2.3a. Hala gertatzen zaio era berean bakterioen fermentazioan sortutako metanoaren %26ari, karbono dioxidoaren %29ari eta bakterioek sortutako hidrogenoaren %0.06-%47ari. Gainera, sulfuro aztarnak ere badaude tartean. Metanoa eta hidrogenoa sukoiak dira, hurrenez hurren %5etik gora eta %4tik gora.

2. irudia: Flatulentziak %75 bakterioak sortutakoak dira. Gutxi gorabehera, 100.000 bilioi bakterio daude digestio-hodian. Sulfuroa duten gasek dira kirasdunak.

Izan ere, batzuek pentsatzen dute hobe genukeela flatulentziak erre eta ezabatzea. Horrela bada, hesteko edukiaren solidotzea eragiten du azken batean gasen diluitzea eta isurtzea. Digestio-hodian, nahiko gas gutxi dago (100-200 ml) eta egunero 500-1500 ml sortzen dira. Egoera arruntetan, 8-20 gas-askapen egiten dira egunero, bakoitzean 5-375 ml askatuta. Ez dago esan beharrik gehiegizko askapen kirasdunak desatseginak gertatzen direla lagunen artean, gizarte-esparru orokorretan eta bereziki lan-esparruetan.

Uste dute 100.000 bilioi bakterio daudela digestio-hodian. 500-1.000 espezietakoak dira. Besteak beste, baditugu metagenoak, Archaea taldekoak. Hauek funtsezkoak dira hestearen funtzionamenduan, baina metanoa sintetizatzen dute, beste bakterio batzuek sortutako hidrogenotik eta guk digeritzen ez ditugun karbohidratoetatik abiatuta. Metanoa ez da toxikoa baina desatsegina da hestean metatu ostean kanporatu egiten denean. Metanoak eta hidrogenoak ez dute usainik, baina esan bezala, sukoiak dira eta leher egin dezakete, bibliografian plazaratu denaren arabera.

Beste bakterio batzuen kasuan, hidrogenoak parte hartzen du sufredun konposatuen sintesian. Hauek dira kirasdunak direnak. Izan ere, bateraezinak dira bide hauek: batetik sulfurodunak kirasdunak dira, eta bestetik metanodunak, usaingabeak ditugu. Azken hauek, dena dela, bolumen handikoak izan daitezke, eta horrek ere eragozpen bat dakar. Edonola, denek eragiten dute zarata.

Kasu gehienetan, dieta hobetzeak onura ekar diezaioke kontu honi. Izan ere, dieta motaren menpe dela eta bai hestea kolonizatzen duten bakterioen menpe ari gara. Hesteko bakterioei substratua eskaintzen dioten elikagaiak saihetsi behar dira batez ere. Adibidez, neurriz hartu behar dira lekaleak eta batez ere indabak, karbohidrato asko dauzkatelako, eta hori ondo datorkielako Archaea taldekoei. Oro har, zuntz askokoak ekidin behar dira, bertan karbohidrato ugari daudelako: azak, Bruselako azak , alkatxofak bezalako barazkak, bananak edo okaranak bezalako frutak, ogi integrala…Dieta astebetean kontrolpean izatea nahiko da hobekuntzak nabaritzeko.

Neurri batean, ulergarria da indabek duten ospe txarra: 2011n egindako ikasketa batzuetan, ikusi zen indaba pintoez elikatutako gizaki batzuen %50ak, lehenengo astearen bukaeran nabaritu zuen flatulentzien gorakada; indaba beltzek, bi aste behar izan zituzten ondorio nabariak eragiteko. Azenario egosiek ere bigarren astean azaleratu zuten bere eragin kaltegarria. Dietak zortzi aste hartu ondoren, indabak jan zituztenen %6ak baizik ez zuen eraginik sumatu.

3. irudia: Dieta aldaketak lagungarriak izaten omen dira flatulentziak murrizteko.

Testu honi bukaera emateko, egokia izan daiteke kiratsei buruz eta toki itxietan gertatzen diren gas-leherketei buruz egiten ari diren ikerketak aipatzea.

Adibidez, bidaiari-hegazkin batean arazoak sor daitezke iraupen luzeko bidaietan. Bertako klimatizazioa aire-zirkuitu itxi baten bidez egiten da, beti ere airea iragazteko eta tenperatura mantentzeko. Bertan flatulentzia asko askatzekotan, metatu egingo lirateke bidaia osoan zehar. Ikerlariek hainbat estrategia proposatu dituzte. Lehenengo eta behin, zer esanik ez, flatulentziak botatzeko gogoari eutsi.

Baina hori ez da erraza, zeren eta batzuk arduragabeak dira, lotan joaten dira, eta gainera horrelako hegalaldiek flatulentzia gehiago eragiten dizkiete bidaiariei. Batzuetan irtenbiderik ez dago: pentsa ezazue pilotua izan litekeela flatulentzia gehien askatzen dituena, eta onar dezagun gogoari eutsi beharrak kontzentrazioa galaraziko diola langileari. Lehentasunak ezarri beharko dira eta horrelakoetan, hobe kiratsa pairatu eta hegazkina ondo pilotatua izatea.

NASAn ere aztertu ziren horrelakoak joan den mendeko 60. eta 70.eko hamarkadetan. Hainbat dieta erabili ziren, astronauten metano eta hidrogeno-ekoizpena geldotzeko. Gogoan izan behar da gas sukoiak eta lehergaiak direla eta espazio-ontzi haien kabinak txikiak zirela oso. Garbi zegoen astronautek ez zutela indabarik jan behar.

Bukatzeko, gogora dezagun metanoak negutegi-efektua eragiten duela eta beraz, parte hartzen bide duela klima-aldaketan. Izan ere, bera da karbono dioxidoaren atzetik eragin handiena daukana eta frogatua dago abelgorriengandik askatzen dela atmosferara metanoaren %20a. Guk ez bide dugu horretan errua, zeren… beren digestio-hodi berezia dela eta, ahotik botatzen baitute metano gehien behiek, korrokada modura.

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Egileaz: Eduardo Angulo Biologian doktorea da, UPV/EHUko zelula-biologiaren irakasle izan da erretiratu arte. Zientzia-dibulgazioan ere aritu da. Hainbat liburu argitaratu ditu eta La biologia estupenda liburuaren egilea da.

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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola

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Dicen que dicen por Noruega que Edvard Munch gustaba de trabajar al aire libre. Esto de echarse a la calle a pintar era algo que se venía haciendo desde unas décadas antes, cuando los impresionistas le dieron un giro al modus operandi del artista y abandonaron los estudios para realizar las obras en el exterior, donde el contacto con la naturaleza fuese una fuente de inspiración. «No es el lenguaje de los pintores el que hay que escuchar, sino el de la naturaleza» que rezaba van Gogh. Este amor por la naturaleza encaja a la perfección con la idiosincrasia de los pueblos nórdicos y es lógico pensar que el más célebre de los pintores noruegos realizase su gran obra, El Grito, al aire libre. ¿Qué mejor manera de captar ese atardecer de color sangre, de dejar grabado para la posteridad el fiordo visto desde el rio Ekeberg1 que teniéndolo delante de los ojos? Además, hay una prueba irrefutable. Una pequeña mancha blanca junto al brazo derecho de la angustiosa (o el angustioso) protagonista de la obra. Me refiero a una cagada de pájaro (Figura 1). Imagínense qué situación: Munch dejando sus característicos trazos sobre una obra de arte que pasaría a la historia de la pintura con mayúsculas2, que decoraría miles de paredes, que un siglo después inspiraría uno de los emoticonos más populares de esa cosa llamada whatsapp, que se convertiría en un referente del expresionismo y… un ave decide arrojar un misil de heces sobre ella. Como si quisiese compartir la gloria y hacer eternos sus excrementos. Gajes del oficio, podríais pensar. O también podríais pensar, al igual que Tine Frøysaker, profesora en la universidad de Oslo, que se trata de una historieta sin fundamento.

Figura 1. El grito (91×73,5 cm) de Munch (1893). Fuente.

La catedrática Frøysaker no se creía la leyenda urbana que se había fraguado en su país. Durante su carrera como conservadora de arte y patrimonio se había familiarizado con los excrementos de ave y se negaba a creer que lo que reposaba sobre la obra de Munch tuviese el origen que le asignaban. Y no lo decía solo por el aspecto, se apoyaba en el hecho de que las heces de pájaros corroen la obra, algo que no se aprecia en El Grito, donde la mancha blanca descansa tranquilamente sobre la pintura sin alterarla. Además, en algunas zonas la mancha está descascarillada, un comportamiento que no encaja con las heces de ave. Su último argumento iba más allá y atacaba incluso la creencia de que el cuadro hubiese sido pintado al aire libre. Munch empleó cartón como soporte, un material realmente frágil y débil ante las inclemencias climáticas. ¿Quién lo usaría para pintar en las calles de Oslo? Frøysaker creía por lo tanto que el trabajo había sido realizado en un taller y de ahí que rechazase que pudiese haber un excremento de ave en él. A menos, claro, que Munch fuese un aficionado a la ornitología y tuviese pajarillos revoloteando mientras trabajaba. Así, la profesora hipotetizó que la dichosa manchita era posiblemente una pintura blanca o tiza que el artista había puesto ahí por accidente. Obviamente estos argumentos no eran suficientes. Las leyendas urbanas sin fundamento suelen tener sólidas raíces y, ¿quién era esta señora para llevar la creencia a todo un pueblo? Se precisaban pruebas. La ciencia debía acudir al rescate.

Aprovechando que un equipo de expertos de Amberes visitaba el museo para realizar un estudio sobre los materiales empleados en tan conocida obra, se investigó el origen de la blanca mácula. Para ello se empleó la fluorescencia de rayos X, una técnica no destructiva que permite estudiar qué elementos químicos hay en una muestra. Sin entrar en más detalles os diré que mediante esta técnica se buscaron los elementos más habituales en los pigmentos blancos, como el plomo, el zinc o el calcio. ¿Resultado? Frøysaker 0 – Leyenda Urbana 1. No había rastro de esos elementos en la mancha blanca y, por lo tanto, no se trataba de pintura o tiza.

Figura 2. Imágenes de fluorescencia de rayos X en busca de compuestos conocidos de color blanco. De izquierda a derecha las imágenes correspondientes al estudio del plomo, zinc y calcio. Ninguno de estos elementos se detectó en el punto en el que se encuentra la mancha blanca.

Tras realizar esos experimentos el origen de la mancha resultaba todavía más intrigante. Para solucionar este interrogante se decidió ir más allá en el estudio científico y realizar un análisis de difracción de rayos X en el Sincrotrón Alemán de Electrones (DESY) empleando el acelerador de partículas PETRA de Hamburgo. La tecnología más avanzada en física de partículas puesta a prueba por un insignificante residuo blanco.

Difracción de rayos X para resolver el misterio

Ya os he hablado unas cuantas veces de las maravillas que los rayos X pueden descubrir en el mundo de arte. La aplicación de este tipo de energía no se limita solo a la obtención de radiografías o al estudio elemental que os acabo de mencionar. También permite estudiar la estructura cristalina de un sólido gracias a la difracción de rayos X. Esta técnica, de gran aplicación en mineralogía, ciencia de materiales o biología molecular, ha demostrado ser de gran utilidad para el estudio de obras de arte. Pero, antes de entrar en harina, permitidme que os exponga los antecedentes y os cuente un poco el funcionamiento de la técnica (aunque la física no sea de vuestro agrado, os pido un poco de paciencia que son tres parrafitos de nada).

Los pioneros en los estudios de difracción de rayos X fueron el alemán Max von Laue (Nobel de física en 1914) y los británicos William Henry Bragg y William Lawrence Bragg (padre e hijo que también ganaron el Nobel en 1915). El hecho de que estos tres señores lograran el más prestigioso premio que un científico puede soñar en años sucesivos nos da una idea de la importancia de sus descubrimientos. William Lawrence formuló la conocida ley de Bragg con tan sólo 22 años y recibiría el galardón tres años después. Si hay algún investigador o investigadora leyendo esto, que no se desanime y rompa a llorar. Consolémonos pensando que eran otros tiempos.

La difracción de rayos X es un fenómeno que se basa en la interacción entre las ondas de rayos X y los átomos que forman una red cristalina. Entre los diferentes tipos de interacciones que pueden existir, la que nos importa es la llamada dispersión elástica, que sucede cuando una onda de rayos X es desviada por un electrón sin perder su energía. Imaginad el cristal como una red de átomos colocados de forma regular (Figura 3). Pongamos que dos ondas interactúan con dos átomos adyacentes y son dispersadas. Estas dos ondas interferirán entre ellas de modo que cuando las dos estén desfasadas, es decir, sus máximos no coincidan, se anularán entre ellas. En cambio, cuando estén en fase (sus máximos coincidan), la señal se amplificará, permitiendo que un detector mida un aumento en la señal. Para que suceda este tipo de interferencia, llamada constructiva, se tienen que cumplir ciertas condiciones tal y como postula la simple y elegante ecuación de la ley de Bragg:

2·d·senθ = n·λ

En ella se incluyen la distancia entre los átomos (d), la longitud de onda de la radiación (λ) y el ángulo de incidencia de la onda (θ). Como se suele decir en estos casos, una imagen vale más que mil palabras, así que, acudid de nuevo a la Figura 3 para una mejor comprensión. Variando el ángulo de incidencia de los rayos X se pueden obtener lo que se conoce como difractogramas, que muestran la intensidad de la radiación en función del citado ángulo. Resulta que la aparición de interferencias constructivas sucede sólo a ciertos valores del ángulo. Esto provocará máximos en la señal que dependen de la estructura del material y, por lo tanto, cada material tendrá un patrón de difracción característico que se podrá comparar con una muestra de referencia o consultar en una base de datos. Antes de apabullaros con más física y, como esto tampoco pretende ser una clase magistral sobre cristalografía, os invito a leer esta serie de artículos en Experientia Docet si queréis aprender algo más sobre este fascinante tema.

Figura 3. Visualización de la difracción de rayos X. A la izquierda se muestra una interferencia constructiva y a la derecha una destructiva. Fuente.

Viajemos ahora hasta Hamburgo, a donde los científicos belgas llevaron la muestra de nuestra desconocida mancha blanca. Empleando el poderoso acelerador PETRA obtuvieron el difractograma de la mancha blanca. Nada más verlo el doctorando que estaba realizando el análisis gritó ¡Eureka! (suelen ser quienes se dan cuenta de estas cosas…). Había visto ese patrón muchas veces, era un material relativamente habitual en pintura, un compuesto de origen animal que la humanidad conoce desde hace siglos, se trataba simplemente de un rastro de… cera. Al compararlo con una referencia de este material la coincidencia fue más que obvia, como podéis ver en la Figura 4. Pero todavía quedaba descartar la teoría del excremento de ave, puesto que quizás también tuviese un difractograma similar. Para ello el líder del proyecto se dio un paseo por la ciudad y, ni corto ni perezoso, recogió algunas muestras que los pajarillos nórdicos habían depositado amablemente en el suelo (esto es lo que se llama labor de campo). Está claro que esas muestras no serían idénticas a las del pájaro que supuestamente le había dejado el regalito a Munch. Al fin y al cabo no se sabe ni a qué especie pertenecía ni la dieta que seguía. De todos modos, el patrón de difracción no mostró absolutamente nada en común con el de la mancha blanca. Así pues, todo indica que la substancia que tanta controversia había desatado no era más que cera, posiblemente proveniente de alguna vela, lo que abre las puertas a la posibilidad de que El Grito fuese elaborado en estudio. Al final Frøysaker había acabado ganando el partido.

Figura 4. Difractogramas de la mancha desconocida encontrada en el cuadro (Scream –white substance), de la cera (Beeswax reference) y de un excremento de pájaro (Bird droppings).

Notas:

1 Munch, tras un paseo junto al río con dos amigos, dejó escrito en su diario: “y entonces sentí el enorme grito infinito de la Naturaleza”. En algún lado he leído que Schopenhauer había dicho unos cuantos años antes: “el potencial expresivo de la pintura estaba limitado por su incapacidad para representar el grito”. Obviamente todavía no había nacido Munch.

2 Munch realizó cuatro versiones de El Grito que podéis observar en la imagen que abre este artículo. En la esquina superior izquierda la versión de 1893 que se encuentra en el Museo Munch de Oslo. En la esquina superior derecha la versión más conocida, realizada también en 1893 y que se encuentra en la Galería Nacional de Oslo. En la esquina inferior izquierda la única obra en manos privadas, realizada en 1895 y vendida en 2012 por 120 millones de dólares (récord en aquel momento). En la esquina inferior derecha la última versión, pintada en 1910, que también se encuentra en el museo Munch.

Para saber más:

Solving a Cold Case: the Bird Droppings Mystery – Universidad de Amberes-

Página web del Deutsches Elektronen-Synchrotron

Sobre el autor: Oskar González es profesor en la facultad de Ciencia y Tecnología y en la facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU.

El artículo Munch y la cagada de pájaro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Enara Zarrabeitia eta Izaskun Alvarez Orain dela gutxira arte, gure inguruko etxebizitzak ingurunea errespetatuz eraikitzen ziren. Euskal baserriak, oro har, eraikitzen ziren eguzkiaren orientazioa, aire-korronteak, eta beroa sortu edo mantentzeko distribuzioa kontuan izanda; eta, zer esanik ez, lekuan lekuko materialez baliatuz. Baina hori guztia alde batera utzi, eta eraikuntzak beste norabide bat hartu zuen. Azken urteotan, etxebizitzak eraikitzeko orduan kontuan izan beharreko parametroak zeharo desberdinak izan dira. Jasangarritasun-irizpideetatik oso urrun dago egungo eraikuntza EAEn, baina horrek ez du esan nahi etorkizuneko testuinguruak berdina izaten jarraitu behar duenik.

Gaur egun praktikan dagoen eraikuntza-ereduak eraldaketa bat bizi behar duela esateak ez digu ekarpen berririk egiten, jakina baita, ez duela jendearen eta ingurumenaren oreka bilatzen. Gure ingurua etengabe urratzen duen eraikuntza-ereduak muga jo du edo joko du. Testuinguru horretan kokatzen dira, hain zuzen, bioeraikuntza eta earthshipak.

Irudia: Earthshipak material birziklatuaz egindako etxebizitza ekologiko eta autonomo eta pasiboak dira. Ez dira hornidura-sareetara konektatzen modu pasiboan berotzen eta hozten baitira. Izan ere beharrezkoa duten elektrizitatea sortzen dute eta ura ere batzen dute. (Argazkia: Texas Tiny Homes)

Azken urteotan, bioeraikuntzaren oinarriak aplikatuz hainbat motatako etxebizitzak eraiki badira ere (egurrezko etxebizitzak, lastozkoak, lurrezkoak eta abar), horien artean esan daiteke earthshipak izan direla eraikuntza konbentzionalaren eredua guztiz eraldatu dutenak.

Pasa den mendeko hirurogeiko hamarkadaren bukaeran, Cincinnatiko Unibertsitatean arkitektura-ikasketak bukatu bezain laster, teknokrazia industrialaren disidentetzat har daitekeen Michael Reynoldsek (1945) arkitektura konbentzionala alde batera utzi eta Taoseko konderrira joan zen (Mexiko Berria), ingurumenarekiko errespetagarriagoa den arkitekturan lan egiteko. Eraikuntza araurik gabeko lurralde modura ezagutzen zen Taos. Bertan, Earthship Biotecture izeneko konpainia sortu zuen, eta material birziklatu eta diseinu berriekin esperimentatuz, gaur egun mundu osoan zehar zabaldurik dauden eartship eraikin autonomoen kontzeptua garatzen hasi zen.

Earthshipak material birziklatuez eta, neurri handi batean, material naturalez eraikitako etxebizitza ekologiko eta autonomoak dira. Material birziklatuak (pneumatikoak, aluminiozko freskagarri-latak eta kristalezko edo plastikozko botilak) eta material naturalak (lurra) dira earthshipak eraikitzeko funtsezko materialak. Bestalde, earthshipak ez dira hornidura-sareetara konektatzen. Izan ere, modu pasiboan berotzen eta hozten dira; behar duten elektrizitatea sortzen dute eta behar duten ura batzen dute; hondakin-urak tratatzen dituzte eta janaria ekoizten dute ere.

Lehenengo earthshipa Taosen orain dela berrogei bat urte eraiki zen arren, eta gaur egun mundu osoan zehar 3.000 baino gehiago dauden arren, EAEn guztiz ezezaguna da eraikuntza mota hori. Ordea, earthship kontzeptua zabaltzeko eta garatzeko asmoz, 2014ko urtarrilean Earthship Euskal Herria taldea sortu zen. Taoseko Earthship Biotecture Academy izeneko akademian trebatu ondoren, egun, Earthship Euskal Herriko kideek eraikin horien inguruko informazio eta aholkularitza eskaintzeaz gain, earthship bat eraikitzeko beharrezko urrats guztietan zerbitzua eskaintzen dute: proiektu-fasean, gauzatze-fasean eta mantenu-fasean.

Tokian tokiko berezitasunak kontuan izanda, EAE lurralde egokia da horrelako eraikuntzak egiteko. Klimatologia aldetik lurralde egokia da, eta eraikuntza-metodo modura autoeraikuntza aukeratuz gero, etxebizitza konbentzional bat egitea baino merkeagoa izango litzateke. Legediari dagokionez, ordea, aztertutakoaren arabera arazorik egon behar ez lukeen arren, EAEn earthshipetan aurrekaririk eta tradiziorik ez izatea oztopo bihur daiteke eraikuntza horiek legeztatzeko orduan.

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• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 28
• Artikuluaren izena: Earthshipak: Bideragarriak al dira hornidura-sarearekiko konexiorik behar ez duten etxebizitza ekologikoak Euskal Autonomia Erkidegoan?
• Laburpena: Earthshipek eraikuntza konbentzionalaren eredua erabat eraldatu dute. Azken urteotan, hain zuzen, bioeraikuntzaren oinarriak aplikatuz hainbat etxebizitza mota eraiki dira, baina haien artean earthshipak izan dira etxebizitza konbentzionalekiko haustura nabarmenena ekarri dutenak. Hala, gaur egun praktikan dagoen eraikuntza-ereduak eraldaketa bat igaro behar duela esateak ez digu ekarpen berririk egiten, jakina baita, eredu horrek ez duela helburu gisa jendartearen eta ingurumenaren oreka. Gure ingurua etengabe urratzen duen eraikuntza-ereduak muga jo du edo joko du. Kontu horri erreparatzen dio, hain zuzen, earthship filosofiak: inguruaren eta gizakien arteko oreka erabatekoa helburu modura duen eraikuntza-eredua. Lehenengo earthshipa Taosen (Mexiko Berrian) eraiki zen orain dela berrogei bat urte, eta gaur egun, mundu osoan zehar 3.000 baino gehiago daude, baina Euskal Autonomia Erkidegoan guztiz ezezaguna da eraikuntza mota hori. Horregatik, ikerlan honetan aztertuko da earthshipak zer diren, berauen oinarriak zein diren, eta Euskal Autonomia Erkidegoan ere bideragarriak ote diren.
• Egileak: Enara Zarrabeitia Bilbao eta Izaskun Alvarez Meaza.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 7-25
• DOI: 10.1387/ekaia.1318

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Egileez: Enara Zarrabeitia eta Izaskun Alvarez UPV/EHUko Bilboko Goi Ingeniaritza Eskola Teknikoko Enpresen Antolakuntza Saileko ikertzaileak dira.
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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Imagen del nuevo prototipo con aguja magnética estándar que contiene un sistema de compensación basado en un plato regulable (parte inferior de la fotografía)

Históricamente las embarcaciones se han guiado por agujas magnéticas para fijar su rumbo de navegación. Sin embargo, estas agujas se ven influenciadas por todas las piezas metálicas que tienen a su alrededor, y no marcan exactamente el norte magnético, por lo que es necesario compensarlas periódicamente. El norte magnético no es el norte geográfico, se trata de una dirección generada por el campo magnético terrestre, que se desplaza continuamente. La compensación de las agujas magnéticas se ha realizado de la misma manera desde el siglo XIX. Esta operación consiste en realizar unos cálculos y determinar en qué posición se deben colocar unos imanes correctores para que la aguja magnética indique siempre el norte magnético. Conocido el norte magnético y corregida la declinación magnética (diferencia entre norte verdadero y magnético), se obtiene siempre el norte verdadero y, con él, la dirección exacta en la que se desplaza la embarcación.

Sin embargo, “aunque en la actualidad la aguja magnética está relegada al olvido, los sistemas de navegación de los que dependemos los marinos precisan de corriente eléctrica, sin la cual todos los posicionamientos que procedan de dichos sistemas se convierten en inútiles —explica el investigador Josu Arribalzaga—. Además, los sistemas GPS pueden llegar a dar una lectura errónea de la señal, por distorsiones ajenas o manipulaciones, intencionadas o no”. Habida cuenta, además, que la Organización Marítima Internacional obliga a todos los buques a portar una aguja magnética con su bitácora, donde se ubican los imanes compensadores, y otra aguja de repuesto para el caso de que los demás sistemas de navegación fallen, Arribalzaga ha propuesto un nuevo sistema de compensación basado en un plato que contiene imanes movibles, mediante el cual se consigue corregir los desvíos de la aguja de una manera más autónoma.

En vez de utilizar la potencia relativa de los imanes correctores como hasta ahora, el investigador ha utilizado el momento magnético de estos imanes para calcular su capacidad correctora y dependiendo de ese momento magnético determinar a qué distancias reales de la aguja se corrige una cuantía determinada de desvío. Asimismo, los investigadores han descubierto inesperadamente que el sistema de compensación utilizado hasta el momento no es correcto debido a una serie de rectificaciones que habría que hacer para conseguir una compensación correcta.

El compás magnético integral para la obtención de desvíos en tiempo real, patentado por la UPV/EHU, calcula automáticamente todos los desvíos de la aguja magnética a todos los rumbos en tiempo real, pero una vez calculado este desvío habría que hacer ajustes para que la aguja magnética llegase a marcar el norte magnético. En ese sentido, el investigador de la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU Arribalzaga ha modernizado el sistema de compensación de la aguja y ha conseguido un sistema totalmente autónomo y que no depende de la electricidad. “He propuesto este modelo con una idea de futuro —explica—, con una idea de llegar a automatizar el sistema de alguna manera”. En vez de insertar los imanes correctores de la aguja en determinados casilleros, como hasta ahora, los ha dispuesto en un plato de manera que éste se puede desplazar hacia arriba o hacia abajo (aproximándose o alejándose de la aguja), y los imanes correctores se pueden girar, efectuando un efecto mayor cuanto más cerca esté el imán de la aguja.

“El plato que he diseñado y probado se puede ajustar al milímetro en cualquier posición vertical y en todo momento —detalla Arribalzaga—. En principio, el prototipo producido se puede manipular manualmente, porque su motorización implicaría un coste adicional importante, y, además, acoplarlos implicaría un sistema mecánico que habría que adaptar a los imanes y al plato”. La investigación realizada es, por tanto, un primer paso para poder llegar a acoplar el compás magnético integral patentado por la UPV/EHU y el plato diseñado, que debería ajustarse a unos sistemas específicos de autoajuste. “Pero esa sería otra fase”, concluye.

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

El artículo ¿Y si falla el GPS? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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PlasticsEurope (2015) elkartearen arabera, Europak 47,8 milioi tona plastiko eskatu zuen 2014an, eta tona horien % 90ek iturri berriztaezinetan zuten jatorria. Gainera, 25,8 milioi tona plastiko zaborretara bota ziren, eta horietatik % 30,8k zabortegietan bukatu zuten bizi zikloa, oraindik ere hori baita EBko herrialde askotan hondakinak kudeatzeko lehen aukera. Kudeaketa horren alternatiba ekonomia zirkularrean oinarritzen da: ekonomia zirkularrak, ekonomia lineal tradizionalak ez bezala, baliabideak produktu bilakatzen ditu, produktuak hondakin, eta hondakinak atzera baliabide. Horrela, industria ekosistemen zikloa itxi ahal izango da, eta erabilitako baliabideen, sortutako hondakinen eta ingurumeneko isurien kopurua txikitu.
Irudia: UPV/EHUko Biomat taldeak Gipuzkoako kostaldean batutako txibien, arrainen, algen eta abarren hondarrak erabiltzen ditu material berriak lortzeko.

UPV/EHUko Biomat ikertaldeak industriako hondakin eta azpiproduktuekin produktu biodegradagarriak edo konpostagarriak lortu nahi dituzte, eta gaur egun plastikoaren industriak erabiltzen dituen teknikekin prozesatzeko modukoak, egindako prozesu bakoitzari dagozkion ingurumen inpaktuak kuantifikatuz. Ekonomia zirkularraren etapei dagokienez, Biomatek produktuaren hondakinak erauzteko, ekoizteko eta tratatzeko prozesuak hobetzeko lan egiten du, prozesu horien errendimendua areagotu eta hala kostuak nola ingurumen inpaktuak murrizte aldera.

Besteak beste, Gipuzkoako kostaldeko itsas hondakinak (txibien, arrainen, algen eta abarren hondakinak) balioztatzen ditu material berriak lortzeko. Ikerlerro horrek ikuspegi berri bat ematen die plastikoei, ekonomia zirkularraren printzipioekin bat datorrena; hau da, oinarri du kapital naturala zaintzea eta hobetzea, izakin mugatuak kontrolatuz eta baliabide berriztagarrien fluxuak orekatuz. Alde horretatik, taldearen ikerketak garrantzi berezia ematen dio azpiproduktu edo hondakin industrialak eraldatzeari eta baliabide material zein energetikoen erabilera ahal bezainbeste murriztuko duten prozesuen bidez balioztatzeari, produktu lehiakorrak eta iraunkorrak lortzea helburu.

Ontzi aktiboak

Ontzien esparruari dagokionez, Biomat buru-belarri dabil lanean elikagaien balio bizitza luzatuko duten eta zaborretara elikagai gutxiago bota daitezen lagunduko duten ontzi aktiboak lortzeko. “Ontziari balioa eman nahi diogu, ez dadin edukiontzi soila izan; elikagaiarekin elkarreragina izan dezan nahi dugu, haren kalitatea luzaroago kontserbatzeko. Horretarako, arrantza industriako hondakinak balioztatzen ari gara, proteina, zelulosa eta kitina lortzeko, prozesu errazen, ekonomikoen eta ingurumenerako iraunkorren bitartez, % 95 inguruko errendimenduekin. Material horiekin, elikagai bilgarrietarako film gardenak lortu ditugu, eta termikoki zigila daitezke. Gainera, gasei eta produktu koipetsuei sarbidea oztopatzeko ezaugarri bikainak dituzte. Film horiek biodegradazio prozesuetatik igaro dira, eta emaitza onak eman dituzte. Hortaz, arrantza industriako azpiproduktuak balioztatzeaz gain, materialaren bizi zikloa ixten da”, azaldu du Guerrero ikertzaileak. Azterlanean, tartean diren prozesu bakoitzarekin lotutako ingurumen inpaktua zehatu da, eta emaitzak orain gutxi argitaratu dira ACS Sustainable Chemistry and Engineering aldizkarian.

Biomaterialak

Lortutako proteinak, elikagai bilgarrietarako ez ezik, material biobateragarriak egiteko ere erabil daitezke. Ezaugarri horrek aplikazio eremu zabal-zabala irekitzen du; kasurako, medikuntzan biomaterialak erabiltzea. “Esparru horretako erronketako bat da –jarraitu du Pedro Guerrero ikertzaileak– fabrikazio gehigarria edo 3D inprimaketa erabiliz prozesatu ahal izango diren materialak lortzea. 3Dko egiturak lortzeko, materiala geruza bakoitzaren gainean jartzen da etengabe. Horretarako, lehen geruzaren egiturak osorik egon behar du bigarren geruza jarri aurretik, eta horrela hurrenez hurren. Ondorioz, materialaren parametro erreologikoak kontrolatu behar dira: materialak biskosoa edo biskoelastikoa izan behar du hasieran, eta gel bihurtu beste geruzak ipini baino lehen. Horrenbestez, 3D egitura bat lortzeko, funtsezkoa da materialaren ezaugarriak aztertzea, alde batetik, eta materiala ordenagailuz lagundutako diseinu teknika industrialak erabilita fabrika daitekeen egiaztatzea, bestetik”. Proteina haria lortzeko emaitzak European Polymer Journal aldizkarian argitaratu dira.

Erreferentzia bibliografikoak:
Alaitz Etxabide, Itsaso Leceta, Sara Cabezudo, Pedro Guerrero, Koro de la Caba. Sustainable fish gelatin films: From food processing waste to compost. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 2016; 4, 4626-4634. DOI: 10.1021/acssuschemeng.6b00750

Alaitz Etxabide, Koro de la Caba, Pedro Guerrero. A novel approach to manufacture porous biocomposites using extrusion and injection moulding European Polymer Journal, 2016; 82, 324-333. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2016.04.001

Iturria:
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Itsas hondakinen balioa.

 

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Durante Naukas15, el editor de este Cuaderno y Javier Burgos dialogaron sobre el alzhéimer y la investiagción más actual sobre el mismo.

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

El artículo #Naukas15 Alzhéimer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Matematika eta kirola

Behobia-Donostia denok ezagutzen dugun lasterketa da. Iaz 30.000 parte-hartzaile baino gehiago izan zituen eta aurten korrikalari kopurua handitzea espero dute. Horrela, partaideen kopurua handitzeak arazo asko sortzen ditu bai kirolariei baita antolatzaileei ere. Hori dela kausa, antolakuntza UPV/EHUko ikertzailea eta Ikerbasque Research Professor den Urtzi Ayestaren ikerketa-taldearekin lan egiten ari da. Estatistikan oinarritutako eredu matematiko berriztatzaileak proposatu dituzte lasterketa honetan gertatzen diren problemak murrizteko. Ikerketa honetan zenbait optimizazio problema ikertu dira eta ereduak aurten jarriko dira praktikan. Adibidez, helmugako korrikalari-pilaketak saihestea edo bizkar-zorro banaketa optimizatzea.

Biologia

Eta izurdeek, edaten dute urik? Artikulu honek emango digu erantzuna. Antz handia dago arrain eta ugaztunen barneko eta kanpoko medioen kontzentrazioen arteko aldeari dagokionez. Uraren eta gatzen fluxuei dagokienez, berriz, desberdintasun nabarmenak daude. Gatzen gradientea berdina da. Baina ugaztunen kasuan fluxu horiek askoz mugatuagoak daude. Izan ere, brankia da arrainek gasen trukerako duten azalera nagusia, eta brankia ezin daiteke iragazgaitza izan, arnas azalera izanik guztiz iragazkorra izan behar baitu. Hori horrela, itsas arrainek ur kantitate handia galtzen dute azalera horretatik, gero edanez berreskuratzen dutena. Baina hori ez da itsas ugaztunen kasua, birikak erabiltzen dituztelako arnasa hartzeko, eta hori airean egiten dute. Biriketatik ez dute urik galtzen eta beraz, itsas arrainena baino askoz txikiagoa da ura edateko behar hori. Hala ere, gernu gisa galtzen den ur hori beste era batera berreskuratu beharra dute eta bi bide daude hori egiteko: itsasoko ura edanez edo janariaren bitartez.

Zer da LUCA? Amaia Portugalek idatzitako artikulu honen bitartez jakingo duzu erantzuna. Last Universal Common Ancestor, edo azken arbaso komun unibertsala da. Gaur egun gure mundu honetan bizi garen organismo guztiek partekatzen dugun oso aspaldiko senidea, gutxienez duela 3.500 milioi urte bizi izan zena. Dusseldorfeko Unibertsitateak egindako ikerketa batek piztu du arreta honetan. Ustez LUCAk zeuzkan 355 proteina familia identifikatu dituzte, eta horietan oinarrituta, bere profila egin dute: beroa maite zuen mikrobioa zen, hidrogenoa funtsezkoa zuen, eta oxigenorik gabeko ingurunean bizi zen. Gainera, sufrea erabiltzeko ahalmena zuen eta termofiloa zen, berrogei gradutik gorako tenperatura zuten inguruneetan bizi zen. Ikerketa honetatik ondorioztatzen dutena zera da: Badirudi LUCA ingurune hidrotermalen baten bizi izan zela, itsas hondoan; hidrogenoz, karbono dioxidoz eta burdinaz inguratuta. Itsaspeko sumendien bueltan izaten diren tximinia hidrotermaletan kokatu dute bere bizitokia.

Paleontologia

ADES Espeolologia Elkartea Armintxe kobazuloan aurkitutako labar-arteei buruz mintzatu da honetan, aurkikuntza honen nondik norakoa azalduz. Kobazulo hori aztertzeko pista gehiegi zeuzkaten. Interesak eta 1796an perito batek herriko hainbat kobazulori buruz egindako azterketak bultzatu zuten taldea. Esplorazio osoa oraindik ez dute amaitu: galeria batzuk esploratu gabe daude, haiek dioten moduan, hormak ukitu gabe sartzeko modua asmatu behar dutelako. Gainera, azaltzen dute komunikabideetan agertu den panel nagusiaz gain, irudi gehiago aurkitu dituztela; hala nola, zaldiak. Esplorazioa honen zailtasunetako bat ura izan da, barrutik doan errekak galeria urez bete duelako, eta hainbat grabatu urpean utzi dituelako (hondatuta, lokatzez estalita daude). Horregatik, ezinbestekoa izan zaio taldeari kobaren portaera hidrologikoa ulertzea, urari ateratzeko bideren bat ireki ahal izateko.

Kimika

Tiro-aztarnei buruzko testua duzue hau. Aztarna horiek erretako eta erre gabeko partikulen multzoa dira, munizioa erretzen denean sortutakoak eta su-armak berak, jaurtigaiak eta kartutxoak askatutako konposatuez osatuak. Konposizio organiko zein ez-organikoa izan dezakete. Partikula ez-organikoen analisirako erreferentziazko teknika eta baliagarritasun judiziala duen bakarra X izpien energia-dispertsiboaren espektroskopiari akoplatutako ekorketa bidezko mikroskopia elektronikoa (SEM-EDX) da. Honek baditu zenbait desabantaila; esate baterako, beharrezkoa du partikula bakoitzaren banakako identifikazioa, eta horrek denbora luzea behar duenez, garestitu egiten da analisiaren kostua. Traba hori gainditzeko, metodo analitiko bat garatu da, laser bidezko ablazioa eta akoplamendu induktibozko plasma-masa espektrometria (LA-ICPMS) konbinatzen dituen teknikan oinarritzen dena.

Genetika

Homo sapiens sapiens espezie bakarra izanda ere, izugarrizko aniztasun genetikoa garatu du. Juanma Gallegok kontatzen digu Science aldizkarian argitaratutako ikerketa batek aniztasun horren inguruan zientziak gaur egun dakiena laburbildu duela. Munduan zehar hainbat talde etnikok jaso duten bilakaera genetikoa aztertu du artikuluak, azken urteotan genomikaren alorrean egindako aurrerapen nabarmenenak azalduz. Era berean, informazio genetikoaren balioa nabarmendu dute, eta laginetan ahalik eta talde etniko gehien kontuan hartzeko beharra azpimarratu dute. Besteak beste, gaixotasunei aurre egiteko aukerak zabaltzen dituelako. Talde etniko bakoitzak dituen aldaera genetikoek fenotipo mota batzuk eragin ditu, informazio genetikoa adierazten den bidea da. Hala nola pisua, sortzetiko erantzun immunitarioa, laktosarekiko tolerantzia, gantz azidoak prozesatzeko efizientzia metabolikoa eta odolean dauden hemoglobina mailak. Adibide baten bitartez uler dezakegu hori: Alaskan, Kanadan eta Groenlandian bizi diren inuitek, Artikoan eskuragarri den elikadura mota batera egokitu behar izan dute. Hortaz, omega-3 azidoen kontsumoa errazten duen entzima nagusitu da haiengan.

Biologia

Azaleko zeluletatik abiatuta obuluak laborategian sortzea lortu dute ikertzaile japoniar batzuek. Prozesu osoa laborategian egitea lortzen den lehenengo aldia da. Eta obulu horietatik ondorengo osasuntsuak atera dira. Kyushu Unibertsitateko Katsuhiko Hayashi-k gidatutako taldeak urteak daramatza ikerketa honetan lanean. Elhuyarrek azaltzen digu: zelula germinal primordialak obarioetan sartu beharrean sagu-fetuen obarioetatik erauzitako zelulen artean jarri dituzte laborategian. Laborategiko “obario” horietako bakoitzean 50 bat obulu garatzea lortu dute. Sortutako obuluen %75 inguruk zuten kromosoma-kopuru normala. Eta horietako batzuk espermarekin nahastuta 300 enbrioi sortu zituzten. Horiek sagu emeei sartu zizkieten, eta 11 kume atera ziren. Beraz, enbrioien % 3k egin zuen aurrera. Saguei zuzenean obuluak aterata in vitro ernalketa egitean, % 60 ingurukoa izan ohi da arrakasta. Jaiotako kumeak osasuntsuak dira, eta ugalkorrak; izan ere, ikertzaileek adierazi dute dagoeneko ondorengoak ere izan dituztela. Ikertzaileen hurrengo helburua da sagu-fetuen obarioetako zelulak erauzi behar ez izatea.

Astronomia

Aste honetan askatu da Schiaparelli modulua TGO satelitetik. ExoMars egitasmoaren une garrantzitsuenetako bat izan da. Haren helburua: Marteren ingurunea aztertzea eta 2020rako prestatzen ari diren misioetarako teknologia probatzea. Europako (ESA) eta Errusiako (Roscosmos) espazio-agentzien egitasmoa da hau. Hain zuzen, 2017an TGO sateliteak atmosferako gasak aztertuko ditu, bereziki metanoa. Aste honetan, Marteren orbitan geratu da. Misioak bi zati zituen: batetik, TGO satelitea Marteren orbitan kokatu behar zen, eta, bestetik, Schiaparelli moduluak “lur” hartu behar zuen Marten. Maniobra konplexuak ziren biak, bereziki Schiaparellirena, abiadura oso handian hasiko baitzuen Marteren azalerako bidaia, eta gako zen abiadura modu kontrolatuan galtzea, osorik iristeko azalera. Orain arteko datuen arabera, ESAk ez du baieztatzerik izan osorik iritsi ote zen baina balaztatzean arazoak izan zirela onartu dute. Dena den, arrakastatsutzat jo dute misioa: satelitea egoki kokatu zen.

Elhuyar aldizkarian eta Berrian daukazue informazio osagarria.

Ingeniaritza eta teknologia

Itsasorratzaren desbideratzeak modu autonomoago batean zuzendu ahal izateko sistema berri bat diseinatu du Josu Arribalzaga Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikertzaileak, iman mugigarriak dituen plater batean oinarrituta, bere burua konpentsatuko duen eta itsasorratza une oro konpentsatuta edukiko duen sistema bat lortzeko helburuarekin. Egun erabiltzen ditugun nabigazio-sistemek korronte elektrikoa behar izaten dute eta korronterik gabe ematen dituzten posizionamendu guztiek ez dute balio. Hala, Arribalzagak itsasorratza konpentsatzeko sistema modernizatu du, eta el elektrizitatearekiko mendekotasunik ez duen sistema erabat autonomo bat lortu du. “Etorkizunera begira proposatu dut modelo hori, etorkizunean, nolabait, sistema automatizatzera iristeko asmoarekin.”

Ikerketak

Edu Lartzagurenek galdera bat planteatzen digu artikulu honetan: Zein ikerketaz fida gaitezke? Ildo honi jarraiki, azken salaketa Michael Siegel eta Daniel Aaron ikertzaileek egin dute Bostongo (AEB) Unibertsitateko Osasun Publikoko departamentuan. American Journal of Preventive Medicine aldizkarian argitaratutako ikerketan erakutsi dutenez, Coca-Colak eta PepsiCo konpainiek AEBetako 96 osasun erakunderi eman zieten dirua 2011-2015 bitartean: AEBetako Diabetesaren Elkartea, Minbiziaren Elkartea, Gurutze Gorria eta Gaitzak Kontrolatzeko Gobernuko Zentroa, besteak beste. Garai berean, edari azukredunak murrizteko edo elikadura hobetzeko asmoz proposaturiko 29 legeren aurka egin zuten konpainiok. “Ikerketa honen inspirazio iturria tabakoaren eta alkoholaren industrien ingurukoak dira. Horiek erakutsi zuten industriok diru laguntzak erabili dituztela politika publikoei aurre egiteko eta euren irudia hobetzeko”, esan du Siegelek. Benetan interesgarria kazetariak planteatu duen gaia.

Historia

Nagore Irazustabarrenak bitxikeria bat ekarri digu. Antzinako Grezian, Praxagorasen garaiko (K.a. IV. mendeko) medikuek ez zuten uste arterietatik odolak zirkulatzen zuenik. Pentsatzen zuten horietatik airea igarotzen zela. Horregatik artheria izena eman zieten  (“aire-hodia” esan nahi du). Galenoren (K.o. 129-199) garaitik oker zeudela eta arterietatik odolak zirkulatzen duela jakin arren, odol-hodi horiei ez zitzaien izena aldatu. XIX. mendearen hasieran ibaien sareak izendatzeko erabiltzen hasi zen eta, aurrerago, trenbideak eta errepideak izendatzeko ere bai.

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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

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Egileaz: Uxue Razkin Deiako kazetaria da.

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Nadie está libre de sufrir un ictus. ¿Cómo reconocer los síntomas de un accidente cerebrovascular y cómo reaccionar ante ellos? El neurólogo Azuquahe Pérez lo explica.

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

El artículo #Naukas15 ¿Ictus? no, nosotros no tenemos plantas en casa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Zelako eragina du gobernuen gastuak garapen bidean dauden herrialdeen desparekotasunean? José Luis Ferreirak aztertzen du gaia Government spending and income inequality in developing countries artikuluan.

Kimika teorikoak erreakzio bat nola garatuko den aurreikusteko ahalmena du, eta baita ere, zer nolako bitartekoak sortuko diren esateko. Ewa N. Szlapak erakusten digu Foreseeing the course of chemical reactions with computers and theory lanean.

Grafenoaren eroapen bandak aldatu eta itxaropena sortzen duen material berri bat lortzeko, agian boro apur bat nahikoa izango da. DIPCko ikertzaileen lana da berau: Graphene band gap engineering using boron.

Karbonozko nanohodiekin konbinatutako osagai polinitrogenatuak ote dira etorkizuneko energia garbiaren konponbidea? Steffano Bataggliak erantzuten du galdera: Novel sources of clean energy: Where functional polynitrogen materials meet society’s needs.

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

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Bilduma zientifikoak ordena, sailkapen eta helburu jakin batekin bildu eta gordetzen diren objektuen bildumak dira. Arrokak, landareak, fosilak, animaliak…bilduma hauek era askotakoak izan daitezke eta bakoitzaren izaerak bilketa eta kontserbazio prozesu ezberdinak eskatzen ditu. Guzti honi buruz aritu da Iñaki Irizar Bergarako Laboratorium Museoko ikertzailea Zientzialariren azken atal honetan.

Bere esanetan, bildumen helburu nagusia ondorio zientifikoen bilaketa da, hala ere, ez da bakarra, objektu zientifiko askok zientzia kontzeptuak transmititzeko ahalmen handia baitute.

‘Zientzialari‘ izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.

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La ingeniería genética no es aun una ingeniería. Lucas Sánchez nos cuenta qué se está haciendo para conseguirlo.

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

El artículo #Naukas15 Ingeniería genética para cambiar la Historia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Se acerca la noche del 31 de octubre y en muchos países se celebrará Halloween, en otros la noche de brujas y en general habrá quien aproveche esa fecha para ver alguna película con la luz apagada o realizar algún otro ritual o tradición relacionada con el miedo.

Esta fiesta moderna, anterior al día de Todos los Santos y muy asentada sobre todo en países anglosajones, tiene su origen en la conmemoración celta del Samhain en la que esa noche servía como celebración del final de la temporada de cosechas y era considerada como el año nuevo.

Los Celtas pensaban que los muertos volvían la noche del Samhain, el señor de la muerte, para comunicarse con ellos y pedirles alimentos. Y si no conseguían su objetivo, maldecían a los habitantes del poblado y les lanzaban conjuros. De ahí que se disfrazaran con pieles para tratar de ahuyentarlos.

Con el paso del tiempo, la fiesta ha ido incorporando otras costumbres y modificando las originales hasta convertirse en un evento relacionado con fantasmas, brujas, calabazas, arañas y bichos varios, así como todo lo asociado a la muerte, espíritus y el terror.

¿Pero por qué sentimos miedo? El miedo es una emoción y provoca diferentes reacciones en el organismo. Se produce cuando nos sentimos en peligro, nos ayuda a estar alerta. Se trata de un modo primario de supervivencia.

Como no podía ser de otro modo, es el cerebro (a través de la información que recibe por los sentidos) el que percibe que algo extraño está ocurriendo y pone en marcha los mecanismos necesarios que nos llevan a actuar.

Localización de la amígdala

Aunque, como digo, el miedo es algo innato y por tanto que ha existido desde que el hombre es hombre; fue hace unos pocos meses cuando por primera vez, un equipo internacional de científicos demostró que la amígdala cerebral humana es capaz de extraer información de manera ultrarrápida sobre posibles amenazas que aparecen en la escena visual.

La amígdala, situada en la parte interna del cerebro, es una estructura clave en el procesamiento de las emociones que forma parte del sistema límbico. Éste es el encargado de regular las respuestas fisiológicas frente a determinados estímulos, es decir, en él se encuentran los instintos humanos.

El análisis de las amígdalas permitió a los científicos obtener la primera prueba directa en seres humanos de que esta área, por sí misma, puede ser capaz de extraer información muy rápido respecto a posibles amenazas o estímulos biológicamente relevantes en la escena visual, antes de recibir la información visual más fina procesada en el neocórtex.

En concreto, lo que descubrieron es que la información gruesa que la amígdala maneja sobre la escena visual –antes de que le llegue la información desde la corteza– la hace sensible a estímulos biológicamente relevantes, como podría ser la expresión de miedo de una persona que se encuentre cerca, que pone en alerta al individuo para buscar dónde está el peligro.

Estos nuevos datos sobre cómo viaja la información entre el circuito visual y el circuito emocional pueden ayudar al tratamiento de trastornos emocionales como la ansiedad, donde la amígdala desempeña un papel fundamental.

Recuerdos

No todos los miedos son innatos sino que se pueden desencadenar a partir de una experiencia desagradable con algún objeto, animal o situación, pero pueden surgir también sin que haya situaciones aversivas previas; de hecho, existen fobias prácticamente a cualquier cosa, desde a las cucarachas hasta a la relación con otras personas.

Y cuando se convierten en algo que impide hacer vida normal se trata de un problema que hay que tratar porque las fobias son un temor irracional y desproporcionado en relación al estímulo que las desencadena y la persona que las sufre no las puede evitar, a pesar de reconocer que pueden ser absurdas.

Los tratamientos que se emplean actualmente para acabar con este tipo de trastornos van desde técnicas de psicoterapia cognitiva conductual como la desensibilización sistemática, hasta tratamientos farmacológicos. De hecho, lo que recomiendan los expertos es ser tratado por psicólogos y psiquiatras al mismo tiempo.

Y dado que se sabe que hay miedos que se pueden aprender, se están desarrollando estudios para averiguar cómo eliminar esos recuerdos para hacer desaparecer los problemas asociados.

De hecho, un equipo de científicos ya ha logrado excitar con luz las neuronas de la amígdala cerebral que juegan un papel crucial en los recuerdos relacionados con el peligro. Según los cuales, la investigación abre la puerta a nuevas dianas terapéuticas en el tratamiento de las fobias, el trastorno obsesivo-compulsivo o el de estrés postraumático.

La técnica, probada en ratones, consistió en estimular mediante un láser un grupo de neuronas de la amígdala cerebral, llamadas Tac2, previamente convertidas en sensibles a la luz. Estas neuronas son necesarias para almacenar en la memoria los recuerdos relacionados con el miedo. Los ratones que recibieron este tratamiento tenían aumentada la memoria a largo plazo, por lo que recordaban más el peligro.

Claro que esto no ha hecho más que empezar por lo que, en futuros trabajos, continuarán profundizando en la comprensión del mecanismo cerebral por el que se aprende a tener miedo.

Un miedo distinto

Por otro lado, cabe señalar que no todos los miedos provocan las mismas reacciones. Curiosamente, uno de los elementos más característicos de Halloween, la sangre, provoca en quienes la temen unos patrones de respuesta que difieren de los que aparecen en otros casos, incluyendo una tendencia al desmayo en algunos pacientes cuando ven heridas o sangre, algo que no ocurre en otras fobias y de lo que se desconoce su origen.

Las personas afectadas de una fobia específica (por ejemplo, las fobias a pequeños animales, como arañas o serpientes) suelen presentar una fuerte respuesta defensiva cuando se exponen a su objeto fóbico (como una fotografía del estímulo que temen). Esta respuesta consiste en un intenso temor o miedo que se acompaña de una conducta de evitación o huida.

Fisiológicamente, dicha respuesta se caracteriza por un aumento de la reactividad simpática, consistente en aumentos de la frecuencia cardiaca, presión arterial y frecuencia respiratoria, vasoconstricción de los vasos periféricos y aumento de la respuesta electrodérmica, así como un incremento de los reflejos defensivos (como la potenciación del parpadeo reflejo de sobresalto).

En cambio, el temor a la sangre constituye una excepción a este tipo de patrón de respuesta. Mientras que subjetivamente los pacientes con fobia a la sangre no se diferencian de otras fobias específicas (sienten miedo cuando ven sangre o heridas, por ejemplo), es en las respuestas fisiológicas donde se producen las mayores diferencias con otras fobias.

Los primeros estudios al respecto ya mostraron que en los fóbicos a la sangre la visión de sangre y heridas no producía una reacción defensiva sostenida en el tiempo (como aceleración cardiaca), sino más bien un patrón cardiaco bifásico compuesto por un aumento inicial de la frecuencia cardiaca y la presión arterial seguido inmediatamente de desaceleración cardiaca y disminución de la presión arterial (hipotensión). En aproximadamente 3 cuartas partes de los pacientes con fobia a la sangre, este descenso brusco puede provocar el desmayo (síncope vasovagal).

Sin embargo, no todos los estudios encuentran este patrón cardiovascular en la fobia a la sangre. Los investigadores han propuesto varias hipótesis acerca del origen de estas respuestas atípicas en la fobia a la sangre, que incluyen una sobrecompensación parasimpática de la aceleración cardiaca inicial, un desequilibrio en la activación simpática y parasimpática, la prevalencia de una respuesta de asco sobre una respuesta de miedo, o una alteración de la regulación emocional ante el estímulo temido.

Y es que el cerebro de alguien que tiene miedo a la sangre no actúa igual que el de otros miedosos. Los estudios mediante neuroimagen funcional muestran que durante la visión de imágenes de sangre, los fóbicos a ésta no presentan un aumento de actividad en la amígdala cerebral, al contrario de lo que sucede en otras fobias específicas.

Además, las imágenes de sangre provocan en los pacientes con fobia a la sangre un aumento de actividad en la región prefrontal (una región que se ha relacionado, entre otras cosas, con la regulación de la emoción), mientras que este aumento de actividad en esta región no se produce en otros casos.

A día de hoy, científicos de todo el mundo trabajan para determinar cuáles son los mecanismos cerebrales y psicofisiológicos que subyacen a esta fobia y por qué son diferentes de los que se observan en otras.

Referencias:

Constantino Méndez-Bértolo, Stephan Moratti, Rafael Toledano, Fernando López-Sosa, Roberto Martínez-Álvarez, Yee H Mah, Patrik Vuilleumier, Antonio Gil-Nagel y Bryan A Strange. “A fast pathway for fear in human amygdala”, Nature Neuroscience,13 de junio de 2016. DOI: 10.1038/nn.4324

Andero R, Daniel S, Guo JD, Bruner RC, Seth S, Marvar PJ, Rainnie D, Ressler KJ. “Amygdala-Dependent Molecular Mechanisms of the Tac2 Pathway in Fear Learning”. Neuropsychopharmacology. 2016 May 26. doi: 10.1038/npp.2016.77.

Sobre la autora: Maria José Moreno (@mariajo_moreno) es periodista

El artículo El miedo se esconde en el cerebro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El paisaje del miedo
2. Miedo
3. Hablemos del cerebro

Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Ura

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Edaten ote dute izurdeek urik? Baten batek pentsa dezake galdera erretorikoa dela hau, baina ez da. Erantzuna, gainera, ez da erraza. Ikus dezagun zergatik.
1. irudia: Ugaztun itsastarra da. Mihi berezia dute, erdian kanal bat du, bertatik esnea ematen die kumeei hauek itsasoko ura har dezaten ekidinez.

Itsas arrainen edo itsas hegaztien egoera osmotikoaren antzekoa da itsas ugaztunena. Baleak, itsas lehoiak, izurdeak, itsas txakurrak eta abar, talde horretako kideak dira, eta itsasoko arrain gehienei ―arrain teleosteoei― gertatzen zaien bezala, oso apala da euren barne-likidoen kontzentrazioa. Gutxi gorabehera, itsasoko uraren kontzentrazioaren herena da itsas ugaztunen odolarena. Antz handia dago, beraz, arrain eta ugaztunen barneko eta kanpoko medioen kontzentrazioen arteko aldeari dagokionez. Uraren eta gatzen fluxuei dagokienez, berriz, desberdintasun nabarmenak daude bi talde horien artean. Egia da gatzen gradientea berdina dela, eta egia da, beraz, bi kasuetan ura galtzeko edo gatzak irabazteko joerak izango dituztela animaliek. Baina ugaztunen kasuan fluxu horiek askoz mugatuagoak daude. Izan ere, brankia da arrainek gasen trukerako duten azalera nagusia, eta brankia ezin daiteke iragazgaitza izan, arnas azalera izanik guztiz iragazkorra izan behar baitu. Hori horrela, itsas arrainek ur kantitate handia galtzen dute azalera horretatik, gero edanez berreskuratu behar dutena.

Baina ez da hori itsas ugaztunen egoera. Itsas ugaztunek birikak erabiltzen dituzte arnasa hartzeko, eta hori airean egiten dute. Hau da, itsasoko urak ez du inoiz ukitzen gasen trukerako azalera. Izan ere, itsas ugaztunek uretatik irten behar dute arnasa hartzeko. Hori dela eta, biriketatik ez dute urik galtzen, eta alde horretatik ez dute uraren ekonomiarekin arrainek duten arazo larria. Gauzak horrela, itsas arrainena baino askoz txikiagoa da itsas ugaztunen ura edateko beharra. Hala ere, ez daude ura edatetik salbuetsita. Azken batean, arnas azaleratik ez, baina gernu gisa bai galtzen dute ura itsas ugaztunek. Ezin liteke bestela izan, nitrogeno-hondarrak kanporatzeko erabiltzen duten molekulak, ureak, uretan disolbatua egon behar baitu. Gernu gisa galtzen den ur hori beste era batera berreskuratu beharra dute. Balizko bi bide daude ura berreskuratzeko, itsasoko ura edanez edo janariaren bitartez. Azter ditzagun kontu hauek.

Ugaztun gehienok ez dugu batere atsegin itsasoko ura; itsasoko uraren gatzen edukia hiru bider handiagoa da odolarena baino. Izan ere, bi dira itsasoko ura edateak ekar diezazkigukeen ondorio kaltegarriak: batetik, uraren gatzak xurgatzen ez badira, ura barne-mediotik heste argira irten daiteke, eta horrek barne-medioaren lehortzea ekar dezake; izan ere, horixe da magnesioarekin eta sulfatoarekin gertatzen zaiguna. Gatzak xurgatzen badira, nola edo hala kanporatu beharko dira gero, gatzen balantzea orekatua mantenduko bada.

Egia da ugaztunen giltzurruna oso eraginkorra dela lan hori egiten, odolarena eta itsasoko urarena baino gatz-kontzentrazio handiagoa duen gernua sor baitezake[1]. Baina eraginkortasun hori mugatua da, eta, beraz, hobe dute ahalik eta itsasoko ur gutxien edatea.

Lehenago esan bezala, janaria izan daiteke ura berreskuratzeko beste bide bat. Oso irtenbide ona izan daiteke hori ugaztun harraparientzat haien harrapakinak arrain teleosteoak baldin badira. Arrain teleosteoen barne-medioak eta ugaztunenak antzeko gatz-kontzentrazioa dutenez, arrainak jaten dituzten ugaztunek ez diete aurre egin behar ura edateak dakartzan arazoei. Izan ere, itsas lehoiekin egindako ikerketa batean aurkitu denez, itsas lehoien jakia arrainez osatua badago, ez dute batere urik edan behar. Harrapariak ez direnentzat, ordea, bere horretan dirau arazoak. Krill izeneko krustazeo txikiak iragaziz elikatzen diren baleek, adibidez, itsasoko ura bezain kontzentratua dagoen janaria baliatzen dute. Agian horregatik ikusi izan dira baleak izotza jaten!

2. irudia: Krill (Meganyctiphanes norvegica) krustazeo txikia ur hotzetan bizi da. Janari-iturri garrantzitsua dira zetazeoentzat, batez ere, baleentzat. (Argazkia: Øystein Paulsen – Wikipedia – CC BY-SA 3.0 lizentziapean)

Ekarpen honen izenburuaren galderari erantzutea ez da erraza. Ezaguna da hainbat itsas txakurrek eta itsas lehoik itsasoko ura edaten dutela, noizean behin bai behintzat, baina ez dakigu hori ohikoa den ala ez. Seguru asko, ura edaten dute besterik geratzen ez zaienean; azken batean, beren giltzurrunek geureek baino gernu kontzentratuagoa sortzen dute. Hala ere, segurtasun osoz esan dezakegu ahalik eta ur gutxien edaten dutela, bestela giltzurrunek lan handiegia egin beharko lukete-eta.

Oharra:

[1] Neurketak egin diren esperimentuetan ―foka eta itsas lehoietan― ikusi da itsasoko ura baino 2’5 bider kontzentratuago dagoela gernua.

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Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.

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Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso dugu.

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Look At Us – We’re Beautiful 2 – Judithcarlin / Wikimedia Commons

Fíjate en el retrato superior, ¿a cuantas personas crees que corresponde en la realidad?¿Dos, tres, quizás cuatro? Si sabemos que el cuadro corresponde a una imagen distorsinada por un espejo de feria, podemos crear un algoritmo que, deshaciendo las deformaciones que provoca el espejo, algunas deducibles de la propia imagen, nos lleve a comprender que estamos en realidad ante una pareja.

Podemos pensar que el fondo cósmico de microondas (FCM) es un cuadro del universo observable. El estudio de los patrones que aparecen en este cuadro nos desvela la historia del universo. Pero las imágenes que vemos están distorsionadas por los efectos gravitatorios que los objetos masivos, como las galaxias, por ejemplo, tienen en el espaciotiempo, lo que se conoce como efecto de lente gravitacional. Un objeto masivo deforma el espacio tiempo convirtiéndolo en una lente que afecta a la trayectoria de los rayos de luz; de hecho, una lente gravitacional potente permite ver los objetos que están detrás de ella según nuestra línea de visión.

Fondo cósmico de microondas según los datos del satélite Planck publicados en 2015

Ahora un nuevo trabajo muestra que, como con el espejo de feria, se pueden eliminar estas distorsiones en el FCM usando la radiación de fondo en frecuencias de infrarrojo. Esta primera demostración de lo que ha dado en llamarse “delensing” (algo así como “deslentización”) podría ser muy útil para búsquedas futuras de señales de ondas gravitacionales en el FCM.

Durante los últimas décadas los cosmólogos han usado los mapas del FCM para determinar la geometría y la distribución de densidad del universo. Estudios posteriores, centrados concretamente en los patrones de polarización en el FCM, podrían suministrar información de las ondas gravitacionales que se cree que se originaron en la rápida expansión del universo tras el Big Bang. Sin embargo, el efecto de las lentes gravitacionales oscurece las señales de polarización.

Anisotropías en el fondo cósmico de infrarrojo.

Los propuestas que existían hasta ahora para esta deslentización recurrían a características del propio FCM para identificar los lugares donde existía un efecto de lente gravitacional. El equipo encabezado por Patricia Larsen, del Instituto de Astronomía y del Instituto Kavli de Cosmología (Reino Unido), ha desarrollado y comprobado un método de deslentización que se basa en algo externo al FCM, el llamado fondo cósmico infrarrojo (FCI), que es una luz difusa que proviene fundamentalmente de galaxias ricas en polvo donde se están formando estrellas. Los puntos brillantes en el FCI se corresponden a regiones de alta concentración de galaxias que deberían producir un efecto de lente gravitacional muy importante.

Los investigadores han usado un mapa del FCI suministrado por el satélite Planck para crear una plantilla de deslentización que después han aplicado al mejor mapa completo del FCM que existe (también de Planck). El mapa del FCM librado de los efectos de lente gravitacional muestra picos más definidos en el espectro de fluctuaciones de temperaturas, y esta mayor definición se corresponde con los modelos teóricos de lentes gravitacionales.

Referencia:

P. Larsen et al (2016) Demonstration of Cosmic Microwave Background Delensing Using the Cosmic Infrared Background Phys Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.117.151102

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 El fondo cósmico de microondas y el espejo de feria se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Cosmología de ondas gravitacionales en 29 órdenes de magnitud
2. Comprimiendo la luz para detectar mejor ondas gravitacionales
3. Microondas e infrarrojo

El 23 de septiembre de 1999, tras más de nueve meses de viaje entre la Tierra y Marte, la sonda espacial Mars Climate Orbiter se desintegró al entrar en contacto con la atmósfera del planeta rojo. La Mars Climate Orbiter, que tenía un coste de 125 millones de dólares y formaba parte de un programa espacial con un presupuesto de más de 300 millones de dólares, tenía como objetivo estudiar el clima y las condiciones atmosféricas del planeta Marte, así como servir de apoyo para la transmisión de datos de la Mars Polar Lander, ambas parte de la misión espacial Mars Surveyor’98.

Imagen artística, de la página de la NASA, de la Mars Climate Orbiter

Como puede leerse en el informe de la investigación que se realizó sobre el accidente de la Mars Climate Orbiter en noviembre de 1999 –Mars Climate Orbiter Mishap Investigation Board, Phase I Report– el accidente tuvo lugar por el uso de datos en el sistema imperial de medidas cuando se tenían que haber utilizado los datos en el sistema métrico decimal.

Desde la NASA se estaban realizando los cálculos para el impulso que debían de producir los motores, cada vez que se encendían para corregir la trayectoria del viaje a Marte de la Mars Climate Orbiter, en libras de fuerza multiplicado por segundos (lbr.sg), es decir, en el sistema inglés de medidas, mientras que el software de los ordenadores de la sonda operaban en Newtons segundo (Nw.sg), es decir, en el Sistema Internacional de Medidas. Así, cada vez que se encendían los motores para ir corrigiendo la trayectoria se iba acumulando un error en la misma, debido a esa discrepancia en los datos.

Al llegar a Marte, la sonda debía estar a una altura de 226 km sobre la superficie del planeta rojo, a partir de ese momento se realizaría una maniobra de aproximación hasta quedar estacionada en una órbita alrededor del planeta, sin embargo, la sonda pasó a tan solo 57 kilómetros de altura, destruyéndose por el contacto con la atmósfera.

Diagrama, basado en el que aparece en el informe de la investigación, comparando la trayectoria que debía haber llevado la Mars Climate Orbiter y la que realmente describió. Fuente: Commons wikimedia

Pero veamos de qué magnitud fue el fallo que se cometió al mezclar ambos sistemas de medidas. Imaginemos que el cálculo realizado por la NASA en Tierra ofrecía la información de que el impulso que debía darse al motor de la sonda espacial era de 10.000.000 libras (de fuerza) segundo, pero el ordenador de la sonda interpretaba ante esta información, puesto que su software trabaja en el sistema internacional de medidas, que eran 10.000.000 Newtons segundo. Teniendo en cuenta que 1 libra (de fuerza) son 4,5 Newtons, se tendría que

10.000.000 Newtons·segundo = 10.000.000 x (1/4,5) = 2.222.222 libras·segundo,

Es decir, se habría producido un déficit en el impulso de más de 7 millones de libras (de fuerza) segundo. Solo un 22% del impulso que se tenía que haber generado.

Este es solo uno de los ejemplos de los errores que se han producido en las últimas décadas por el uso simultáneo de dos sistemas de medidas distintos, el sistema internacional y el sistema imperial de medidas.

Primeras páginas del libro “Travels during the years 1787, 1788, & 1789: undertaken more particularly with a view of ascertaining the cultivation, wealth, resources, and national prosperity of the Kingdom of France” (1792), del escritor inglés Arthur Young

Antes de la revolución francesa, 1789, la situación de los sistemas de medidas era caótica. Cada país, pero lo que es peor aún, cada región dentro de un mismo país, tenía sus propios sistemas de medidas, pero incluso en ocasiones compartían el mismo nombre, lo que convertía en un problema una simple compra y venta de alimentos, utensilios o ganado en una feria comarcal, y en general, dificultaba las transacciones comerciales, la investigación científica y todo tipo de comunicación.

El escritor inglés Arthur Young (1741-1820) en la versión extendida, de cuatro volúmenes, de sus viajes por Francia, Travels during the years 1787, 1788, & 1789: undertaken more particularly with a view of ascertaining the cultivation, wealth, resources, and national prosperity of the Kingdom of France (W. Richardson,1792), comenta “en Francia, la infinita perplejidad que causa la profusión de medidas excede toda comprensión. No solo difieren en cada provincia, sino en cada distrito, y casi en cualquier población”.

En el libro La medida de todas las cosas (2003), su autor Ken Alder escribe que “algunos contemporáneos calculaban que, bajo la cobertura de unos ochocientos nombres, el Antiguo Régimen de Francia utilizaba la asombrosa cifra de unas doscientas cincuenta mil unidades diferentes de pesos y medidas”.

O en el libro Outlines of the evolution of weights and measures and the metric system (Macmillan, 1906), de William Hallock y Herbert T. Wade, los autores indican que “A finales del siglo pasado (dieciocho), en diferentes partes del mundo, la palabra “libra” se aplicaba a 391 unidades diferentes de peso y la palabra “pie” a 282 unidades diferentes de longitud”.

Como es lógico, en la antigüedad cada región había desarrollado sus propios sistemas de medida, en muchas ocasiones basados en el cuerpo humano (por lo que la medida dependía del tamaño medio de los habitantes de esa región) o en cuestiones culturales específicas de la región donde se establecían, pero el mundo, su cultura, su ciencia y su economía, cada vez se hizo más global y las diferentes medidas empezaron a chocar unas con otras.

Como hemos visto, la situación antes de la revolución francesa de las unidades de medida en Europa, y en el mundo, era un auténtico desastre. Como decía el matemático y filósofo Nicolás de Condorcet (1743-1794) en sus Observaciones sobre el Libro XXIX del “Espíritu de las Leyes” de Montesquieu (1793), “la uniformidad de los pesos y medidas solo pueden desagradar a los empleados de los tribunales de justicia que teman ver disminuido el número de pleitos, y a aquellos comerciantes a los que la disminución de beneficios va a afectar, en cuanto a que contribuye a convertir las transacciones comerciales fáciles y simples”.

Grabado en madera, de 1800, mostrando las nuevas unidades decimales que fueron las legales en Francia desde el 4 de noviembre de 1800. Grabador, L. F. Kabrousse; editor, J. P. Delion. Fuente: Gallica

Aunque ya habían existido intentos anteriores, tras la Revolución Francesa se ponen las bases para crear un sistema de medidas universal. En palabras de Condorcet “para todos los pueblos, para siempre”. Para tal fin, en 1790, se crea la Comisión de Pesos y Medidas, constituida por los científicos Jean-Charles Borda (1733-1799), Joseph-Louis Lagrange (1736-1813), Pierre-Simon Laplace (1749-1827), Gaspard Monge (1746-1818) y Nicolás Condorcet. Para alcanzar la universalidad, el sistema de medidas debía ser decimal (aunque inicialmente también se valoró la posibilidad del sistema duodecimal), sus valores derivados de la naturaleza (por ejemplo, el metro tomaría el valor de “una diezmillonésima parte de la circunferencia de la Tierra”), las unidades de medida derivadas deberían basarse en potencias de las unidades básicas y se debían utilizar prefijos para designar los múltiplos y submúltiplos de las unidades.

La historia del sistema métrico decimal es apasiónate y empieza con la aventura de la medición del meridiano que pasa por París para definir determinar el valor del metro, aunque este no es el objetivo de esta entrada. Sobre este tema existen buenos libros, como El metro del mundo (Anagrama, 2003) de Denis Guedj o el mencionado La medida de todas las cosas (2003), de Ken Alder.

Tras la instauración en Francia, no sin problemas, del Sistema Métrico Decimal, muchos otros países del entorno, así como de Latinoamérica, empezaron a adoptar a lo largo del siglo XIX este sistema de medidas universal, Países Bajos, España, Alemania, Italia, Portugal, Noruega, Suecia, el Imperio Austro-Húngaro, Finlandia, Perú, México, Venezuela, entre muchos otros.

Mapa del mundo mostrando el momento de la adopción del sistema métrico decimal, o su derivado el Sistema Internacional de Medidas, por parte de los diferentes países

En 1875, diecisiete países firmaron la Convención del metro, “anhelando la uniformidad y la precisión internacionales en los estándares de pesos y medidas”, y se crearon las organizaciones internacionales para velar por la uniformidad de los pesos y medidas a lo largo de todo el mundo, la Oficina Internacional de Pesas y Medidas, el Comité Internacional de Pesas y Medidas y la Conferencia General de Pesos y Medidas. Poco a poco los diferentes países del mundo se fueron sumando a estas organizaciones y adoptando el sistema métrico decimal.

En la Conferencia General de Pesos y Medidas de 1960 se estableció finalmente el Sistema Internacional de Unidades. Las unidades básicas del Sistema Internacional (SI) son siete, el metro (longitud), el kilogramo (masa), el segundo (tiempo), el amperio (corriente eléctrica), el kelvin (temperatura termodinámica), el mol (cantidad de sustancia) y la candela (intensidad lumínica). Y de estas unidades básicas se derivan las otras unidades, como por ejemplo, el hercio (frecuencia), el Newton (fuerza), el pascal (presión), el julio (trabajo), etc.

Como se muestra en el mapa anterior, en la actualidad solamente hay tres países que no se han sumado al Sistema Internacional de Unidades, que son Estados Unidos, Liberia y Birmania (Myanmar), aunque estos dos últimos están en el proceso de adopción del Sistema Internacional. Por otra parte, países que han adoptado recientemente el SI, como Gran Bretaña o Canadá, siguen utilizando su viejo sistema de medidas en muchos ámbitos de su vida, el sistema imperial (o inglés) de medidas, que es el que continúa utilizando Estados Unidos en la actualidad.

Entre las décadas de los años 1970 y 1980 hubo un intento fallido de adopción del sistema internacional de medidas en EE.UU, motivo por el cual existen algunas señales de tráfico con medidas en el sistema métrico decimal, como las señales de distancia de la interestatal 19 entre Tucson y Nogales

Entre las unidades del Sistema Imperial de Medidas están las yardas (en longitud), los acres (en área), los galones (en volumen), las libras (en masa), entre otras.

A continuación, veremos otros ejemplos de errores y catástrofes producidos por la confusión en el uso de estos dos sistemas de medidas, el Sistema Internacional y el Sistema Imperial. Estos ejemplos aparecen, entre otros sitios, referenciados en la página web de una asociación que existe en EE.UU. para la promoción del Sistema Internacional de Medidas fundada en 1916, la U. S. Metric Association.

Antigua pesa para báscula de 1 kilogramo

El primer ejemplo que traemos a esta entrada, aparte del inicial sobre la Mars Climate Orbiter, es un ejemplo sencillo de confusión entre kilogramos y libras de los que seguramente se habrán producido muchos, pero que no suelen ser recogidos en los medios de comunicación, a diferencia de este.

En 2001, se publicó en el San Francisco Business Times la noticia “Fabricantes, los exportadores piensan en métrico”. En ella se contaba la historia de un empresario norteamericano, Carlos Zambello, que había vendido un cargamento de arroz salvaje a un cliente japonés y como en la transacción había habido una cierta confusión, causándoles cierto bochorno, por no hablar de las pérdidas económicas.

Trigo salvaje

En concreto, a la compradora japonesa se le ofreció el arroz salvaje a un precio de 39 centavos… el problema es que ella estaba entendiendo que la oferta era de 39 centavos el kilogramo, mientras que el vendedor se estaba refiriendo a 39 centavos la libra. La cuestión es que como 1 kilogramo equivale a 2,2 libras, el coste del trigo salvaje era realmente de 85,8 centavos el kilogramo, mucho más de lo que pensaba la compradora, 39 centavos el kilogramo.

Una vez que se dieron cuenta del malentendido, el gerente general de la compañía The Wild Rice Exchange, Carlos Zambello, acabó aceptando que el precio del arroz salvaje vendido fuera su precio de coste, puesto que en el otro lado tenían a un buen cliente desde hacía muchos años, sin obtener ningún beneficio en la transacción, mientras que el comprador japonés, aunque pagó menos de lo que era su precio real, acabó aceptando pagar el precio de coste, más de lo que había pensado que era su precio de compra.

Otra historia con un malentendido entre kilogramos y libras se recogió en el periódico Los Angeles Times, en febrero de 2001. Bajo el titular “Mismeasure for measure” (que podríamos traducir como “Incorrecta medida para medir”) se contaba como el Zoológico de Los Ángeles había prestado su vieja tortuga galápago Clarence, de 75 años de edad, al Exotic Animal Training and Management Program de la Universidad de Moorpark (Moorpark College). Pero, durante la primera noche de la vieja tortuga en su nuevo hogar, esta se había escapado echando abajo uno de los postes de la cerca en la que se encontraba.

Clarence, la tortuga galápago de 75 años, que se escapó de su cerca de la Universidad de Moorpark, California. Fuente: Moorpark College

El Zoológico de Los Ángeles había avisado que la tortuga galápago era grande y que se necesitaba una cerca para un animal de un peso de 250, que es lo que construyó la Universidad de Moorpark. El problema estaba en que desde la institución universitaria habían interpretado que se estaba hablando de 250 libras, cuando realmente hablaban de 250 kilogramos, o lo que es lo mismo, unas 550 libras.

Nuestro siguiente ejemplo, nos lleva a uno de los últimos países en adoptar el Sistema Internacional de Medidas, Canadá, cuyo proceso de metrización empezó en la década de los años 1970, aunque no ha sido desarrollado completamente.

En julio de 1983 el avión Boeing 767-200 del vuelo 143 de Air Canadian se quedó sin combustible a mitad de su vuelo entre Montreal y Edmonton, debido a que la tripulación calculó mal el fuel que necesitaban para el viaje (junto con una serie de fallos en el sistema indicador de la cantidad de combustible del avión). Por suerte, se pudo realizar un aterrizaje de emergencia en una antigua base militar.

Posición en la que quedó el avión del vuelo 143 de Air Canada, en julio de 1983, tras realizar un aterrizaje de emergencia por haberse quedado sin fuel a mitad de su vuelo entre Montreal y Edmonton

El error en el cálculo de la carga de combustible necesaria se produjo debido a que el personal no tenía una formación adecuada en el sistema métrico decimal que se acababa de adoptar en Canadá, sustituyendo al sistema imperial.

La tripulación sabía que se necesitaban 22.300 kilogramos de fuel para realizar el viaje entre Montreal y Edmonton. Pero el avión ya tenía 7.682 litros en sus tanques, por lo que había que calcular cuánto fuel extra era necesario cargar en los tanques para realizar el viaje.

Teniendo en cuenta que el peso de 1 litro de fuel es de 0,803 kilogramos, entonces el peso del fuel que tenía ya el avión era de 7.682 litros x 0,803 kg/litro = 6.169 kg.

Por lo tanto, el avión necesitaba que se le añadieran a sus tanques 22.300 – 6.169 = 16.131 kg.

Luego, ¿cuántos litros de fuel debían de cargarse en el avión? Teniendo en cuenta de nuevo, que cada litro pesa 0,803 kilogramos, la cantidad de fuel necesario era de 16.131 kg x (1 litro /0,803 kg) = 20.088 litros.

La tripulación, sin embargo, tuvo en cuenta el factor de conversión de 1,77 (en lugar de 0,803), que era el que habían estado utilizando hasta entonces ya que 1 litro de fuel pesa 1,77 libras (tengamos en cuenta que 1 kilogramo son 2,205 libras, luego 0,803 kilogramos son 1,77 libras).

Por lo tanto, esta fue la cuenta que realizaron…

1.- el peso del fuel que aún quedaba en los tanques del avión era…

7.682 x 1,77 = 13.587 “kilogramos” (en realidad eran libras)

2.- el peso del fuel que había que añadir era…

22.3000 – 13.587 = 8.713 “kilogramos”

3.- luego, ¿cuántos litros calcularon que había que cargar en los tanques?

8.713 kg x (1 / 1,77) = 4.923 litros (el factor a utilizar debía de ser litros/kilogramo, aunque el dato que utilizaban de nuevo era litros/libra, 1/1,77)

En conclusión, cargaron solamente 4.923 litros de los 20.088 litros que realmente eran los necesarios.

Avión McDonnell Douglas MC-11F que realizaba el vuelo 6316 de Korean Air Cargo de Shanghai a Seoul en la década de los años 1990

En abril de 1999 el avión McDonnell Douglas MC-11F en su vuelo 6316 de Korean Air Cargo de Shanghai a Seoul se estrelló, muriendo las tres personas de la tripulación y otras 5 personas en tierra, así mismo, hubo 37 heridos en tierra.

Después del despegue el avión debía subir a una altura de 1.500 metros (que son 4.900 pies, puesto que 1 metro equivale a 3,28 pies). Cuando el avión subió a 4.500 pies (casi a 1.400 metros), el primer oficial informó al capitán de que la altura del avión debía ser de 1.500 pies (confundiéndose con los 1.500 metros que realmente debía de tener), pensando por lo tanto que el avión estaba 3.000 pies más arriba de lo que debía. Como consecuencia el capitán puso bruscamente el avión en descenso para intentar poner al avión a una altura de 1.500 pies (que son unos 460 metros), como consecuencia de esta maniobra el avión se volvió incontrolable y terminaría estrellándose en una zona industrial a 10 kilómetros del aeropuerto.

Los deportistas norteamericanos suelen sufrir su aislamiento del Sistema Internacional de Medidas en las competiciones deportivas, en particular, en los Juegos Olímpicos. Un ejemplo de este problema fue el no reconocimiento mundial de un record en atletismo. La atleta Carol Lewis realizó un salto de longitud que parecía ser un record mundial en los campeonatos NCAA Men’s and Women’s Indoor Track Championship celebrados en Pontiac, Michigan, en 1983. Sin embargo, su marca no fue reconocida como un record oficial, puesto que para que se considere un record oficial las medidas deben tomarse en el sistema internacional, es decir, en el sistema métrico decimal.

La atleta Carol Lewis en 1991

En Diciembre de 2003, el tren de la montaña rusa Space Mountain que se encuentra en el parque temático Tokyo Disneyland descarriló cuando llegaba a la estación. El descarrilamiento se produjo debido a la ruptura de un eje del tren. Por suerte, no hubo que lamentar ninguna desgracia y todo quedó en un susto.

Como resultado de la correspondiente investigación para aclarar los motivos del accidente, se descubrió que el eje se había construido con un diámetro más pequeño que las especificaciones de los planos del diseño. En el año 1995 se habían cambiado las medidas de los planes maestros para la construcción de la Space Mountain, del sistema imperial al sistema internacional de medidas. Cuando se fue a construir la Space Mountain de Tokyo en 2002, se tomaron los valores de las medidas de los planos del diseño anteriores a 1995.

Imágenes de la Space Mountain de Tokyo Disneyland. Fuente: Tokyo Disney Resort

Según el informe, mientras que en los planos del diseño se especifica que el espacio entre el eje y su cojinete debía de ser de 0,2 mm, realmente era de alrededor de 1 mm, lo cual creó una mayor vibración que hizo que se rompiera el eje. Recordemos que 1 pulgada son 2,54 centímetros, o recíprocamente, 1 cm equivale a 0,3937 pulgadas.

Y para terminar, un ejemplo relacionado con el volumen. En 2004 a un niño se le estuvo dando 5 veces la dosis prescrita por el médico de Zantac Syrup, un medicamento para reducir la producción del ácido estomacal, hasta que un mes más tarde el médico descubrió la confusión. Afortunadamente, el error no tuvo ninguna consecuencia grave para el bebé.

El médico había prescrito una dosis de 0,75 mililitros, dos veces al día, pero el farmacéutico escribió en el bote del medicamento “administrar 3/4 de cucharadita (teaspoon) dos veces al día”. Teniendo en cuenta que esta medida de Estados Unidos, 1 “cucharadita” (u.s. teaspoon), tiene la equivalencia en el sistema métrico decimal de 4,9 mililitros, se le estuvieron suministrando 3,675 mililitros, dos veces al día, es decir, casi 5 veces la dosis prescrita.

Humor gráfico aparecido en la revista “Industry Week” en 1981

Bibliografía

1.- U.S. Metric Association.

2.- Mars Climate Orbiter Mishap Investigation Board, Phase I Report, November 10, 1999

3.- Some Famous Unit Conversion Errors, Space Math, NASA

4.- Arthur Young, Travels during the years 1787, 1788, & 1789: undertaken more particularly with a view of ascertaining the cultivation, wealth, resources, and national prosperity of the Kingdom of France, W. Richardson,1792.

5.- Ken Alder, La medida de todas las cosas, Taurus/Santillana, 2003.

6.- William Hallock y Herbert T. Wade, Outlines of the evolution of weights and measures and the metric system, Macmillan, 1906.

7.- Nicolás de Condorcet, Observaciones sobre el Libro XXIX del “Espíritu de las Leyes” de Montesquieu, 1793.

8.- Denis Guedj, El metro del mundo, Anagrama, 2003.

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 Metros o millas… Houston, tenemos un problema! se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Amaia Portugal Organismo guztiek partekatzen dugun oso aspaldiko senidea da LUCA, edo azken arbaso komun unibertsala. Hark zituen 355 gene familia identifikatu ditu ikerketa talde batek, eta horietan oinarrituta, bere profila irudikatu: beroa eta hidrogenoa maite zituen eta oxigenoa gorroto zuen mikrobioa zen. Ezaugarri horiek eta beste zenbait kontuan hartuta, itsaspeko sumendien bueltan dauden tximinia hidrotermalen inguruan bizi izan zela uste dute.

Zer ari gara galdetzen, nondik gatoz galdetzen dugunean? Biologiaz ari al gara galdezka, ala fisikaz, ala filosofiaz? Ertz asko dituen auzia da. Bizitzaz, edo hobe esanda, guk ezagutzen ditugun bizitza formez ari bagara, LUCA da erantzuna: Last Universal Common Ancestor, edo azken arbaso komun unibertsala. Gaur egun gure mundu honetan bizi garen organismo guztiek partekatzen dugun oso aspaldiko senidea, gutxienez duela 3.500 milioi urte bizi izan zena. Baina arazoa zera da, LUCA erantzuteak galderak areagotu baino ez dituela egiten.

Nolakoa zen organismo hau? Non bizi zen? Eta nola? Horiei erantzun nahian Dusseldorfeko Unibertsitatean egin duten ikerketa batek piztu du arreta berriki. Ustez LUCAk zeuzkan 355 proteina familia identifikatu dituzte, eta horietan oinarrituta, bere profila egin dute: beroa maite zuen mikrobioa zen, hidrogenoa funtsezkoa zuen, eta oxigenorik gabeko ingurunean bizi zen, Nature Microbiology aldizkarian argitaratutako artikulu batean azaldu dutenez. Garbi dago haren ondorengo askok eta askok beste bide batzuk hartu ditugula.

1. irudia: Bakterio eta arkeoetatik abiatu dira LUCAren balizko geneak identifikatzeko. (Argazkia: Madeline C. Weiss et al.)

LUCA aurkitzeko, arkeologia lana egin behar da, bizitzaren historia luzea berreraiki. Eta horretarako organismo prokariotikoak dira abiapuntua. Animaliak, landareak, onddoak, bai eta legamiak ere, eukariotoak gara, organismo konplexuagoak; baina datuek diote prokariotoetatik sortuak garela guztiak, eta horregatik jo behar da horietara. Prokariotoak, aldiz, bi motatakoak izan daitezke: bakterioak edo arkeoak. Hain zuzen ere, bakterioak eta arkeoak bereizi izana, hori izan da bizitza formen bilakaeran gertatu den banaketarik sakonena. Horregatik, biek ala biek gene batzuk partekatzen badituzte, LUCAk ere gene horiek izango zituela pentsatzeak badu zentzua.

Ez da hain erraza, ordea. Bakterio batek eta arkeo batek gene bera izan dezakete erro beretik datozelako, baina gene transferentzia gertatu delako ere bai. Hizkuntzetan maileguekin gertatzen denaren parekoa da: euskarak baditu latinetik datozen hitzak (bakea, gela, zerua…) haren eragina izan eta transferitu egin dituelako, baina ez dute jatorri bera. Orduan, nola bereizi bi organismoek LUCAtik oinordetzan jaso dituzten geneak, eta elkarri gerora kopiatu dizkiotenak?

Bada, bakterio eta arkeo espezie banak partekatzen dituzten geneak besterik gabe bilatu beharrean, irizpideak eta metodoa zorroztu dituzte. Gutxienez bi bakterio espeziek eta bi arkeo espeziek dituzten gene komunak identifikatu dituzte aurrena. 1.847 bakterioren eta 134 arkeoren genomak aztertu eta 6,1 milioi gene kontatu dituzte horrela, eta horiek guztiak 286.514 proteina familiatan multzokatu. Baina familia horien guztien artean, 355 baino ez daude gaur egungo organismo guztietan luze-zabal barreiatuta. 355 gene familia horiek dira, beraz, LUCAren parte izateko hautagai nagusiak.

2. irudia: Tximinia hidrotermala, Ozeano Atlantikoan. Halakoak izan zituen LUCAk balizko bizitoki. (Argazkia: P. Rona- NOAA Photo Library)

“LUCAren fisiologia da. LUCA nola bizi zen ez ezik, non bizi zen ere esaten ari zaizkigu gene horiek”, dio William Martin ikerketaren arduradunak. Hala, gene horiek diotenez, LUCA anaerobioa zen (oxigeno askerik gabe bizi zen), karbono dioxidoa eta nitrogenoa ingurunetik hartu eta baliatu egiten zituen zuzenean, hidrogenoaren menpekoa zen, eta sufrea erabiltzeko ahalmena ere bazuen. Gainera, termofiloa zen, berrogei gradutik gorako tenperatura zuten inguruneetan bizi zen. Hori horrela, gaur egun gurean dauden izakien artean, badirudi Clostridium taldeko bakterioek eta arkeo metanogenoek dutela LUCArekin antz handiena.

Horiek guztiak kontuan hartuta, ikerketa honetan ondorioztatzen dutenez, badirudi LUCA ingurune hidrotermalen batean bizi izan zela, itsas hondoan; hidrogenoz, karbono dioxidoz eta burdinaz inguratuta. Hori dela eta, itsaspeko sumendien bueltan izaten diren tximinia hidrotermaletan kokatu dute bere balizko bizitokia, eta gaur egungo bizidun guztien abiapuntua.

Erreferentzia bibliografikoa:

Madeline C. Weiss et al. The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nature Microbiology 1. Article number: 16116 (2016). DOI:10.1038/nmicrobiol.2016.116

Informazio gehiago:

• LUCA: el último ancestro común universal (gaztelaniaz)
• How and where did the very first cells on Earth make a living? (ingelesez)

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Egileaz: Amaia Portugal (@amaiaportugal) zientzia kazetaria da.

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Clara Grima no habla de vacunas, pero sí de algo muy relacionado: este mundo es muy pequeño, está muy conectado y eso lleva a paradojas.

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

El artículo #Naukas15 Vacunaos, por Jenner se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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A finales de los años veinte del siglo pasado la compañía estadounidense DuPont contrataba a un químico llamado Wallace Hume Carothers para dirigir la investigación fundamental en polímeros. El objetivo último de DuPont era intentar conseguir una forma barata y eficiente de sustituir la seda proveniente de Asia, donde el militarismo rampante de Japón estaba limitando cada vez más el suministro a Occidente.

Carothers contabilizando una reacción

Si bien el primer título de Carothers fue en contabilidad y administración, y a pesar de que se matriculase en Inglés (lo que llamaríamos lengua y literatura inglesas) en el Tarkio College, terminó doctorándose en química por la Universidad de Illinois. Su primer objetivo en DuPont era comprender la naturaleza de polímeros naturales como el caucho, la celulosa y la seda y, a partir de ahí, intentar imitarlos. El objetivo no declarado era conseguir el polímero sintético más grande conocido.

Carothers empleó reacciones orgánicas bien establecidas pero las aplicó al estudio de moléculas con dos centros reactivos, uno a cada extremo, que formasen los eslabones de una cadena, porque eso son los polímeros, cadenas de moléculas. Carothers y su grupo aprendieron muchas cosas interesantes acerca de los polímeros pero no consiguieron producir nada parecido a la seda. Bueno, no lo consiguieron hasta que alguien se puso a hacer el tonto en el laboratorio.

Julian Hill en 1930 externamente no parecía un niño precisamente.

Un día uno de los ayudantes de Carothers, Julian Hill, estaba jugando con una masa pastosa de poliéster que había en el fondo de un vaso de precipitados cuando se dio cuenta de que si cogía una porción de la masa con una varilla de vidrio y se dedicaba a estirarla todo lo posible (recordemos que estaba, literalmente, jugando) conseguía unos hilos que recordaban a la seda. Ahí quedó la cosa.

Días más tarde, aprovechando que el jefe había tenido que ir a una gestión a la ciudad, los ayudantes de Carothers decidieron averiguar cuánto podía estirarse aquello (la versión oficiosa dice que fue una competición a ver quien conseguía el hilo más largo): y para ello no tuvieron mejor ocurrencia que correr escaleras abajo portando varitas de vidrio con un pegote de poliéster en la punta (las caras de los que se cruzasen por el camino tuvieron que ser dignas de ver). La cuestión es que terminaron con hilos “muy sedosos”, que hoy sabemos se deben a la orientación (el ordenamiento en una dirección) de las moléculas de polímero.

Eran juguetones, pero eran químicos. Pensaron que si esos hilos sedosos tuviesen que emplearse para confeccionar un tejido no sería muy útil, ya que el poliéster tiene un punto de fusión demasiado bajo (nada de tenerlo mucho rato al sol, ni cerca de un fuego) y una solubilidad en agua demasiado alta (nada de usarlo un día de lluvia). Aunque estos dos problemas del poliéster se solucionarían más tarde, los ayudantes de Carothers subieron de nuevo las escaleras y decidieron volver a bajarlas corriendo, esta vez llevando una poliamida que tenían en la estantería en la punta de sus varitas, a ver si conseguía el mismo efecto. Funcionó.

Nylon 6-6, en lila resaltados los enlaces de hidrógeno que unen las distintas moléculas de polímero orientadas en una dirección

Cuando el jefe volvió se encontró a la gente de su departamento sorprendentemente sudorosa y muy excitada. El grupo de Carothers necesitaría 10 años para transformar la idea tras aquellos hilos sedosos de poliamida en un producto comercializable parecido a la seda: había nacido el nylon. Su fecha de nacimiento oficial como polímero fue el 28 de febrero de 1935 cuando Gerard Berchet, bajo la dirección de Carothers, consiguió obtener poliamida 6-6 a partir de hexametilendiamina y ácido adípico.

El nuevo material, presentado en la Feria Mundial de Nueva York de 1939, fue un éxito inmediato. Aunque se comercializó por primera vez en cepillos de dientes, su gran éxito vino cuando se vendieron más de cuatro millones de pares de medias en unas pocas horas en la primera gran venta masiva que se hizo en la ciudad de Nueva York en 1940. Sin embargo, todo este éxito comercial de cara al público se vería eclipsado cuando casi inmediatamente el acceso al material tuvo que ser restringido por las demandas del mismo en la fabricación de paracaídas.

Ríete tú de las colas para comprar la nueva iCosa.

Carothers, que ya había advertido a los representantes de DuPont cuando fueron a contratarle a Harvard en 1928 que tenía momentos depresivos, no vivió para ver su éxito. Se había suicidado (como químico orgánico que era, usando cianuro de potasio disuelto en zumo de limón) en 1937.

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

El artículo El nylon lo creó un contable se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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