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Escuchar a Ohiana Iturbide hablar de adicción a la droga impresiona. No importa el número de veces que lo hayas hecho. En los diez minutos de esta charla el público presente no rio, no aplaudió, no tuiteó, no se movió. Solo guardó un atentísimo silencio.

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

El artículo #Naukas16 Drogas y falsas promesas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Kolonek, haren sasoian ezaguna zen bezala, Lurra borobila zela uste zuen baina baita ere Amerika ezin zela existitu, eta horrez gain, ezinezkoa zela hau existitzea. “Holywood”en (“l” bakar batekin) gauzak. Jesús Zamorak azaltzen digu istorio harrigarri hau: Columbus and the shape of the Earth, a “Holywood” story.

Atzo Estatu Batuetako presidente kargua hartu zuen Donald Trumpek. Ongi etorriak ziurgabetasunaren arora. Zeintzuk dira ziurgabetasunak ekonomian dituen eraginak? Erantzuna José Luis Ferreirak ematen digu: The effects of uncertainty in the economy.

Grafenoa gauza sinestezinak lortzeko gai da. Esaterako, sekulako eremu elektriko batekin borrokatzea ilerik harrotu gabe. DIPCko ikertzaileek gaitasun honen azalpen teorikoa aurkitu dute: The ultrafast electronic response of graphene.

Ehiztarien portaera oso konplexua da haren neurologiari erreparatuz gero. Duela gutxi portaera honetan parte hartzen duten mekanismo neurobiologikoak antzeman dituzte eta José Ramón Alonsok azaltzen dizkigu: Predation unchained.
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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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Imagen en falso color de la Nebulosa de Orión, M 42, y la Nebulosa de Marian, M 43, usando datos obtenidos con el Telescopio Isaac Newton, de 2.5m, en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma (España) usando el instrumento de gran campo Wide Field Camera (WFC). Las líneas verticales negras corresponden a la separación entre distintas CCDs. El color rojo codifica la emisión del hidrógeno ionizado, Hα 6563 Å, mientras que en verde de muestra la emisión de oxígeno dos veces ionizado, [O III] 5007 Å. En color azul sólo se muestra el campo estelar. Esta imagen es la típica que se obtiene mediante CCD o película fotográfica sin filtros, donde destaca especialmente el hidrógeno de la nebulosa. Crédito de la imagen: Ángel R. López-Sánchez (AAO/MQU), Sergio Simón-Díaz (IAC) y Jorge García-Rojas (IAC).

El hidrógeno es, con diferencia, el elemento químico más abundante del Universo. Creado durante los procesos que sucedieron al Big Bang, particularmente durante la recombinación de los núcleos atómicos (protones en su mayoría) con los electrones unos 380 mil años después del inicio del Cosmos, el hidrógeno es el “padre” del que provienen el resto de elementos químicos. La transformación del hidrógeno en otros elementos ocurre sobre todo dentro de las estrellas (por fusión termonuclear, por ejemplo formando núcleos de helio a partir del hidrógeno, que luego se fusiona en núcleos de oxígeno, silicio, azufre o hierro en las estrellas más masivas) o por la acción de éstas en sus alrededores (explosiones de supernova, que típicamente producen los elementos químicos más pesados que el hierro). Así, deberíamos esperar que los astrofísicos invirtieran gran parte de su esfuerzo en conocer dónde se encuentran las nubes de hidrógeno dentro de las galaxias y dentro de la estructura a gran escala del Cosmos, y qué características tienen.

Pero la cosa no es sencilla. Desgraciadamente los telescopios convencionales no pueden detectar el hidrógeno neutro y frío. Los átomos de hidrógeno sólo pueden emitir luz en los colores “visibles” cuando son excitados por radiación energética (particularmente emisión ultravioleta emitida por estrellas masivas, enanas blancas, y otros procesos violentos). Es así como “vemos” las nebulosas difusas de emisión, nubes gigantescas constituidas sobre todo de hidrógeno, como la Gran Nebulosa de Orión (Figura 1). El color rojizo que típicamente domina estas nubes de gas proviene de la emisión del hidrógeno ionizado (línea H-alpha). Pero, obviamente, este tipo de excitación del hidrógeno no ocurre en las frías profundidades del espacio, particularmente en el casi vacío espacio extragaláctico.

La emisión de 21cm (1420 MHz) del hidrógeno atómico ocurre cuando se produce el cambio del espín del electrón de ser paralelo al espín del protón (arriba) al ser anti-paralelo al protón (abajo). La estructura hiperfina del nivel 1s del átomo de hidrógeno indica que en el primer caso se tiene un poco más de energía (5.9 x 10-6 eV) que en el segundo.

Sin embargo, se da la peculiaridad de que el hidrógeno neutro sí emite cierto tipo de luz. Esta radiación no ocurre en los “colores” que nosotros vemos sino en el dominio de las ondas de radio. La emisión del hidrógeno neutro en radio sucede como consecuencia de la transición atómica entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del hidrógeno.

¿Qué quiere decir esto? La energía del átomo de hidrógeno, que consta de un protón y un electrón, es ligeramente diferente dependiendo si el espín (análogo al “giro”) del protón y del electrón están en la misma dirección (un poco más de energía) que en direcciones opuestas (un poco menos de energía). Un átomo de hidrógeno en el que el protón y el electrón tengan sus espines paralelos puede emitir un fotón (liberar energía) para pasar al estado en el que ambos espines apuntan en direcciones opuestas (Figura 2). Como la diferencia de energía es muy pequeña (5.9 x 10-6 eV), el fotón emitido tiene una frecuencia baja (1420.4 MHz) y, por tanto, una longitud de onda relativamente larga (21.1 cm).

A esta emisión en radio se la designa como “H I”, la emisión del hidrógeno atómico a 21 cm. No obstante es muy raro que ocurra en un átomo en concreto: la vida media del estado excitado es de unos 10 millones de años. Así, cuando en 1944 el astrónomo holandés Hendrik van de Hultz propuso por primera vez que se usaran radiotelescopios para captar la emisión del H I a 21 cm y así detectar nubes de gas hidrógeno en la Vía Láctea no muchos le hicieron caso. Pero, en realidad, como hay tal enorme cantidad de hidrógeno aún disponible en el Cosmos, la emisión a 21 cm del hidrógeno atómico es, en efecto, no sólo observable, sino fundamental para la Astrofísica contemporánea.

Radiotelescopio de Parkes (NSW, Australia), de 64 metros de tamaño, durante la puesta de Sol. Crédito: Ángel R. López-Sánchez (AAO/MQU).

No fue hasta 1951 cuando los astrónomos Harold Ewen y Edward Purcell de la Universidad de Harvard (EE.UU.) detectaron por primera vez la emisión a 21 cm del hidrógeno atómico, que fue rápidamente corroborada por observaciones independientes desde Europa y Australia. En la actualidad, este tipo de observaciones son rutinarias y otorgan a los astrofísicos piezas claves a la hora de entender nuestro Universo.

Precisamente, una de las grandes ventajas que propiciaban las observaciones en la línea de 21 centímetros del hidrógeno atómico es que, al estar en el rango de las ondas de radio, la extinción de la luz por el polvo y gas interestelar es completamente despreciable. Esto no ocurre en “los colores que nosotros vemos” (el rango óptico del espectro electromagnético), que son fuertemente absorbidos por el polvo y el gas difuso. Así, las observaciones en HI a 21 centímetros permitieron por primera vez “ver” la Vía Láctea en su totalidad.

Fue así como, en 1952 y tras conseguir los primeros mapas de la Galaxia, se encontró que la Vía Láctea tiene una estructura espiral. En este punto hay que insistir en que las observaciones radioastronómicas en la línea de 21 cm no son imágenes, sino espectros. Es una línea de emisión más, y como tal no sólo su intensidad máxima (su brillo) sino también otras propiedades, como la anchura, la velocidad o un análisis de componentes, pueden estudiarse en detalle.

Las observaciones en H I permiten, por efecto Doppler, calcular las distancias a las galaxias o inferir a qué velocidad relativa se mueve el gas dentro de una galaxia. Y, en efecto, ha sido usando observaciones H I a 21 cm de otras galaxias (normalmente el gas es mucho más fácil de observar en las partes externas de las galaxias que las estrellas) como se confirmó definitivamente que las partes externas se movían extremadamente rápido contabilizando la cantidad de masa (estrellas, polvo y gas difuso incluyendo hidrógeno atómico) que contenían, necesitando la componente extra de un amplio pero homogéneo halo de materia oscura para poder mantener las galaxias como entidades estables.

Mapa de todo el cielo observando en la línea de 21 cm del hidrógeno atómico, HI, mostrando la emisión de gas neutro de nuestra Galaxia y las Nubes de Magallanes y la velocidad con la que lo vemos moverse (en color). Esta fantástica imagen ha sido conseguida en la colaboración HI 4π survey (HI4PI), que usa datos obtenidos con el cartografiado Effelsberg-Bonn HI Survey (EBHIS), que usa el radiotelescopio Effelsberg (Alemania), de 100 metros de tamaño, y los datos del cartografiado Galactic All-Sky Survey (GASS), que usa “The Dish”, el radiotelescopio de Parkes (Australia), de 64 metros de tamaño. Crédito: Benjamin Winkel & the HI4PI Collaboration.

El mapa más profundo de la Vía Láctea usando la emisión del hidrógeno atómico a 21 centímetros fue obtenido recientemente mediante la colaboración “HI4PI” (acrónimo de “H I 4π”), que usa datos obtenidos por dos de los radiotelescopios más potentes de la Tierra: el radiotelescopio Effelsberg (Alemania), de 100 metros de tamaño, y el famoso radiotelescopio de Parkes, ”The Dish”, (Australia), de 64 metros de tamaño (Figura 3). En esta proyección de todo el cielo, el plano de la Vía Láctea se encuentra en el ecuador, mientras que el centro de nuestra Galaxia corresponde al amasijo de gas brillante hacia la derecha.

La espectacular imagen del hidrógeno atómico de la Vía Láctea obtenida por la colaboración HI4PI (Figura 4) no sólo muestra la distribución de gas difuso (muy asimétrica) sino que codifica en colores la velocidad a la que se mueve dicho gas. Colores azules indican gas que se acerca al observador, mientras que los colores verdosos corresponden a gas que se aleja. Así se puede apreciar la misma rotación de la Vía Láctea, pero aparecen estructuras más complicadas: filamentos, burbujas, grumos, huecos, capas de gas, que narran la dinámica evolución de nuestra Galaxia. Muchos de los huecos, por ejemplo, corresponden a zonas liberadas de gas por explosiones de supernova. El mismo Sol se encuentra cerca de una de estas zonas irregulares, la Burbuja Local, que brilla particularmente en rayos X. La Burbuja Local, de al menos 300 años luz de tamaño. se originó hace poco tiempo (pocos millones de años, algunos estudios apuntan que incluso menos).

Por otro lado, la mayor densidad de gas corresponde precisamente a las regiones donde se están formando las estrellas. Las nebulosas de emisión aparecen justo en estas zonas donde el gas difuso está condensando para crear nuevos soles. Estas regiones de formación estelar se localizan sobre todo si se mira cerca del centro galáctico

Los colores de la imagen también muestran algo muy interesante: aparecen nubes de gas difusas en colores violetas y amarillos (altas velocidades). Estas “nubes de alta velocidad” corresponden a gas que está cayendo sobre la Vía Láctea (quizá por acreción de alguna galaxia enana) o es gas que ha sido expulsado del disco de nuestra Galaxia por las explosiones de supernovas. La más evidente de estas nubes de alta velocidad es la que corresponde a las galaxias enanas satélite de la Vía Láctea, las Nubes de Magallanes (abajo derecha, en colores naranjas). La imagen de la colaboración “HI4PI” permite distinguir que ambas galaxias enanas se encuentran dentro de esta gigantesca nube de hidrógeno neutro. Es más, permite apreciar su estructura alargada apuntando al centro de la Vía Láctea, además de muchas otras de sus características.

Las observaciones tanto de la Vía Láctea como de otras galaxias usando radioastronomía para “ver” la línea de 21 cm del hidrógeno atómico está proporcionando enorme información a los astrofísicos a la hora de entender la formación de las estrellas, la estructura de las galaxias, la interacción con su entorno, la evolución de las galaxias y la propia evolución del Universo. Sin embargo, quizá porque las imágenes en radioastronomía muchas veces no son atractivas para nuestros ojos (o, pensando mal, que la radioastronomía es el único rango espectral que la Agencia Espacial Estadounidense, NASA, no lidera), muchos de estos detalles no suelen conocerse por el público. En próximas entregas indagaremos en algunos de los sorprendentes detalles que, gracias a la radioastronomía y a la línea de H I a 21 cm, hemos conseguido arrancar al Universo.

Este post ha sido realizado por Ángel López-Sánchez (@El_lobo_rayado) y es una colaboración de Naukas.com con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

El artículo El hidrógeno en el Universo (I): La emisión del hidrógeno neutro a 21 cm. se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Itzultzaile automatikoak, zuzentzaileak, bilatzaileak… Gure eguneroko bizitzan hizkuntzalaritza konputazionalean oinarritutako hainbat tresna erabiltzen ditugu. Haietaz gehiago jakiteko gai honetan aditua den ikertzaile batekin izan gara: Kepa Sarasola UPV/EHUko IXA taldeko ikertzailea.

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

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Los químicos, algunos, son frikis, pero muy frikis. Daniel Torregrosa es de estos últimos y nos trae una colección de moléculas bautizadas o sintetizadas por químicos frikis.

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

El artículo #Naukas16 La fiesta de las moléculas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Aunque se las suele confundir o al menos tratar por igual el objetivo de las ciencias y el de las tecnologías no es el mismo, y eso hace a la verdadera ciencia más resistente a interferencias de poderes externos de lo que pudiera parecer. Buena parte de los ataques a las ciencias en realidad lo que están rechazando es alguna determinada tecnología, o incluso decisiones que no son técnicas sino políticas y económicas. Por eso quizá convenga separar con claridad conceptos y campos de actuación, para delimitar las responsabilidades.

Las ciencias y las tecnologías se diferencian en su objetivo final, que es clara y contundentemente diferente. Las ciencias buscan comprender el universo y su funcionamiento; dilucidar las reglas, los procedimientos y sistemas que hacen que el cosmos exista tal y como es. Son descriptivas en el sentido de que contemplan los fenómenos existentes e intentan explicar sus mecanismos; todas sus intervenciones (experimentos) tienen por objeto ayudar al entendimiento, y por tanto en condiciones ideales las modificaciones que se introducen en el funcionamiento natural están reguladas y son mínimas. El resultado final de las ciencias son las teorías que explican qué hay ahí fuera y de qué manera funciona.

Las tecnologías, sin embargo, no describen el mundo, sino que lo modifican para adaptarlo a las necesidades humanas. Su objetivo no es entender el universo, sino moldearlo para hacerlo mejor para nosotros; el conocimiento que buscan y emplean tiene como objetivo su aplicación en este empeño, no el conocimiento mismo. Las tecnologías siempre son ‘para’ algo: crear vías de comunicación u otras obras públicas, curar enfermedades, extraer minerales, fabricar objetos. La finalidad es utilitaria, y la razón de su existencia es en última instancia mejorar la existencia de la Humanidad.

La relación entre ambos campos es íntima, retorcida y a veces mal entendida; la extensión de conceptos como ‘ciencia aplicada’ no hace más que complicarla todavía más. Las tecnologías emplean el conocimiento del universo generado por las ciencias para mejorar sus técnicas, mientras que la ciencia precisa echar mano de la tecnología más avanzada (y a veces impulsarla más allá de sus límites) para poder llevar a cabo sus experimentos. Hay veces que la investigación científica en una dirección concreta o en un campo específico es dirigida y favorecida para ayudar a resolver una cuestión tecnológica, como ocurre con la biología celular y la cura del cáncer. Otras veces nuevas tecnologías aparecen de pronto surgidas de avances científicos relativamente recónditos o incluso inesperados, como acaba de ocurrir con la ingeniería genética y el sistema CRISPR-Cas. Cuando se habla de ‘ciencia aplicada’ se mezclan conceptos y se diseñan actividades que están a medio camino entre ambas orillas.

Pero se trata de empeños diferentes con objetivos distintos, y mezclarlos conceptualmente tiene consecuencias que pueden ser graves. Porque si en la tecnología entra, por definición, la economía y por tanto la política, en ciencia no es así. Un chiste de ingenieros dice que a la pregunta ‘¿Esto se puede hacer?’ la respuesta siempre es: ‘Depende del presupuesto’, porque en cualquier ámbito tecnológico la clave para la toma de decisiones es la rentabilidad y el acceso a los recursos. En muchas ocasiones las discusiones sobre temas de tecnología no analizan la posibilidad de hacer algo, sino si la solución elegida es la mas conveniente, económica, interesante, rentable: no se discute si es o no posible, sino la conveniencia de hacerlo. No es una decisión sobre hechos, sino sobre política, y así es como debe ser.

El problema surge cuando las cuestiones políticas saltan desde las tecnologías a las ciencias y se intenta doblegar el conocimiento para adaptarlo a las necesidades de la conveniencia social. Se puede (se debe) discutir cuál es la mejor manera de poner límites al cambio climático, si una determinada decisión política será suficiente, o si no habrá otras tecnologías que puedan resolver el problema de modo más económico, ya que hablamos de una cuestión tecnológica (cambiar la realidad). Lo que no es razonable es negar la existencia del calentamiento global medido por la ciencia (describir la realidad). Es posible analizar si los actuales calendarios y sistemas de vacunación son los más eficientes para mantener a raya a las enfermedades contagiosas, pero para ello es absurdo afirmar que las vacunas tienen efectos secundarios que no se han descrito. La decisión política de usar o no usar Organismos Modificados Genéticamente para mejorar el rendimiento de la agricultura debe ser discutida en público para determinar si es la más conveniente o qué sacrificios y de quién estamos dispuestos a hacer para emplearla o no, pero sin usar en la discusión acusaciones infundadas y hechos falsos. La tecnología y en especial sus componentes económico y político siempre puede, y deben, discutirse con pasión, porque todas las decisiones de actuar sobre la naturaleza tienen costes además de beneficios y contrapesarlos es derecho y deber de una sociedad libre.

Lo que no quiere decir que los hechos, los datos, los conocimientos de la ciencia sobre el funcionamiento del universo sean maleables: la ciencia no cambia porque sus resultados sean inconvenientes para una postura política u otra. El planeta se calentará o no; las vacunas causarán autismo o no, y los OMGs serán dañinos o no, y a esa pregunta debe contestar la ciencia y su respuesta debe ser respetada. Después la tecnología determinará si podemos hacer algo para reducir las emisiones de CO2 y cómo, si es mejor vacunar a una edad u otra o si el mejor modo de acabar de una vez con el hambre en el mundo es usar OMGs o no, y la política asignar recursos económicos a la decisión que la sociedad tome. Pero partiendo de una descripción lo más certera posible de la realidad, es decir, de la mejor ciencia disponible. Porque si permitimos que la ideología o la rentabilidad determinen los hechos a partir de los cuales tomamos decisiones nos estaremos haciendo trampas al solitario, que es el modo más estúpido de autoengañarse que existe. Si confundimos la ciencia con la tecnología y ésta con la política no sólo nos irá mal en el futuro, sino que nos habremos merecido que nos pase.

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

El artículo Ciencia y tecnología se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Oxigenoa

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Animalia asko bizi dira haitz, zoru edo arboletako zulo eta barrunbeetan, eta beste asko bertan bizi ez arren, denbora luzea igarotzen dute zulo horien barnean, habia bertan eginik edo babestoki gisa erabilirik. Oso bereziak dira gune horiek, animaliek gertu duten aire-bolumena oso txikia izan eta aire hori oso astiro berriztatzen baita. Hori dela eta, toki arruntetan baino oxigeno gutxiago dago barrunbe horietan.

Lurzorua zulatzen duten muskerrek eta sugandilek ez dute ezaugarri berezirik, guk dakigula. Horrela jokatzen duten anfibioek ere ez dute aparteko portaerarik erakusten. Izan ere, poikilotermoak direnez gero, metabolismo-tasa baxua dute narrasti eta urlehortarrek, eta baliteke hori izatea ezaugarri berezirik ez edukitzearen zioa.

Irudia: Satorra lur azpian bizi den ugaztuna da. 5 metroko sakoneran dituzten haien habiak eta barrunbeetako ugaztunen antzera, ez da karbono dioxidora sentikorra. CO2 gatz solido gisa kanporatzen dute.

Karraskariek, berriz, metabolismo-tasa altuak dituzte, oso altuak. Batetik, homeotermoak dira; bestetik, metabolismo-tasa altuak dituzte berez, txiki izateagatik hain justu[1]; azkenik, jarduera handia garatzen duten animaliak dira. Horrek esan nahi du oxigeno asko hartu behar dutela eta, ondorioz, haien beharretarako baxuegiak diren oxigeno-kontzentrazioak egon daitezkeela karraskarien barrunbeetan. Ohikoak izan daitezke, adibidez, % 6ko O2-kontzentrazioak.

Horrelako egoeretan bizi ahal izateko moldaera bereziak behar dira, zalantzarik ez dago, baina moldaera horiek desberdinak izan daitezke espezie desberdinetan. Hainbat karraskarik, adibidez, globulu gorri asko dute, ohikoa dena baino gehiago; beste hainbatek, globulu gorri gehiago izan gabe, hemoglobina gehiagoko globuluak dituzte. Bai era batera eta bai bestera, oxigeno gehiago garraia dezakete odolean.

Hemoglobinaren ezaugarriei dagokie barrunbeetako karraskarien odolak daukan beste berezitasun bat, baina kasu honetan ez da odolean hemoglobina gehiago edukitzea, hemoglobina oxigenoarekiko kidetasun handiagokoa izatea baizik. Kidetasun altuko hemoglobina edukitzearen ondorioez jabetzeko, hona adibide bat: arboletatik ibiltzen diren karraskarien -hots, katagorrien- hemoglobinaren % 50 dago oxigenoarekin elkartuta odolaren oxigeno-tentsioa 40 mmHg-koa denean. Oxigeno-tentsio beraren azpian, oxigenoarekin elkartua dagoen hemoglobina % 80 izatera irits daiteke barrunbeetako karraskarietan.

Hemoglobinari dagozkion moldaera horiei esker, oxigeno-harrera eta zeluletarako garraioa berma daiteke baita barrunbeko oxigeno-kontzentrazioa oso baxua denean ere. Horra ikusi ditugun moldaera horien zioa.

O2-urritasuna, baina, ez da animalia horiek gainditu behar duten oztopo bakarra edo txikiena. Izan ere, oxigenoa urria bada, karbono dioxidoa (CO2) ugariegia da barrunbeetan, animaliek beraiek sorturikoa delako. Ohikoak izan daitezke, adibidez, % 6ko CO2-kontzentrazioak. Bada, animalia gehienentzat arazo larria izan daiteke hori.

Kontua da karbono dioxidoan aberatsa den atmosfera batean arnasa hartzea ez dela batere osasuntsua. Izan ere, ugaztunok oso sentiberak gara arnasten dugun airearen karbono dioxidoari dagokionez, eta ohikoa baino altuagoa den CO2-kontzentrazioko atmosferan, bihotz-taupadaren frekuentzia oso gora igo daiteke, alferrik igo gainera, horrela ez baita konpontzen kanpoko airean CO2 gehiago egoteak dakarren arazoa.

Hori dela eta, barrunbeetako ugaztunak ez dira, inondik inora, karbono dioxidoarekiko hain sentikorrak, eta, gainera, CO2 kanporatzeko beste bide bat garatu dute horietako batzuek. Izan ere, gas gisa kanporatu beharrean, kaltzio edo manganeso karbonato edo bikarbonato gisa jariatzen dituzte; hau da, gatz solido gisa kanporatzen dute bestela kaltegarria izango litzatekeen gasa. Adibide honen bitartez ikusi dugun bezala, handia da ingurumen desberdinetara moldatzeko animaliek duten ahalmena, eta oso deigarriak horretarako asmatu dituzten bideak.

Oharrak:

[1] “Basasagua eta elefantea” izenburuko istorioan azaldu dugun bezala, animalia txikiek handiek baino metabolismo-tasa altuagoa dute; hau da, masa-unitateko jarduera metaboliko handiagoa dute eta, horren ondorioz, oxigeno gehiago kontsumitu behar dute.

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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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Este espejo del futuro telescopio espacial James Webb está recubierto de oro

Desde comienzos del año el oro está subiendo de precio forma sostenida. Eso es indicio de que la incertidumbre aumenta y los inversores buscan refugio en el metal amarillo. Increíblemente es su mera posesión lo que da tranquilidad financiera, aunque el oro no produzca intereses, ni dé nada que se pueda comer, su uso industrial sea limitado, y solo aparezca espectacularmente en naves y sondas espaciales como recubrimiento capaz de reflejar la radiación infrarroja. El oro fundamentalmente encarna la importancia que los humanos damos a los simbólico.

Y es que el oro es un metal raro. De entrada se puede encontrar en estado puro en la naturaleza, ya que hoy sabemos que no se combina con el oxígeno, por lo que es más difícil que entre a formar parte de compuestos como los que forman las rocas. No solo eso, encima es amarillo, brilla y mantiene ese brillo con el tiempo, coloración que no ocurre con ningún otro metal; el cobre es rojo, pero se oxida fácilmente. Por si esto fuese poco, el oro es maleable, por lo que se pueden hacer adornos complejos y fundirlo para hacer monedas. No es de extrañar la fascinación de los humanos con el metal noble desde tiempos inmemoriales.

Corona de Kritonios, s. IV a.e.c.

Pero las maravillas del oro solo aumentan cuando intentamos comprender sus características.

De entrada, su color amarillo está íntimamente relacionado con la teoría de la relatividad de Einstein; son los llamados efectos relativistas debidos a las altísimas energías de los electrones en estos átomos. Estos mismos efectos son los que complican los cálculos teóricos de las propiedades electrónicas del oro. De hecho, los teóricos que se han dedicado durante décadas a intentar describir las características del metal desde primeros principios han encontrado muy difícil explicar las discrepancia entre sus predicciones y las observaciones experimentales. Ahora, un equipo de investigadores ha conseguido resolverlas con un nivel de precisión desconocido incorporando la existencia de interacciones “quíntuples” entre 5 electrones.

Estructura electrónica simplificada del oro

Calcular las propiedades electrónicas de un átomo nunca es fácil, especialmente para los átomos pesados en los que el elevado potencial de Coulomb implica que existen niveles de energías de los electrones para los que la teoría de la relatividad es de aplicación. En el caso del oro, los efectos relativistas son la causa de que exista un salto de energía más pequeño entre los orbitales (regiones en las que puede encontrarse un electrón en un átomo) 6s y 5d, lo que explica que el oro absorba las frecuencias más azules del espectro, y el resultado sea que refleje los tonos amarillo-rojizos.

Pero no todo es tan fácil de explicar. Los cálculos de la energía de ionización (la energía necesaria para arrancar un electrón del átomo) y la afinidad electrónica (la energía necesaria para incorporar un electrón) han resultado siempre en valores inferiores a los experimentales en decenas de mili-electrón-voltios, una discrepancia significativa, aunque no escandalosa.

El equipo que encabeza Lukas Pašteka, de la Universidad Massey (Nueva Zelanda), han conseguido realizar los cálculos más precisos conocidos hasta la fecha para el oro. Su modelo incorpora los efectos relativistas, las correlaciones entre electrones y la electrodinámica cuántica. Las correlaciones entre electrones incluyen todas las interacciones electrón-electrón que tienen lugar en un átomo que tiene 79 electrones.

Una de las principales novedades de este estudio está precisamente en que, a la hora de estudiar estas correlaciones se asumía que un electrón interaccionaba con otros 2, interacciones triples. Pašteka y sus colaboradores lo han ampliado a cuádruples y quíntuples. Al hacerlo así han reducido la discrepancia en las energías de ionización y la afinidad electrónica a tan solo unos pocos de milielectronvoltios, mejorando los resultados anteriores en 10 veces.

Esta metodología, que puede aplicarse a otros átomos pesados, es un indicio de hasta qué punto una creciente capacidad de cálculo nos puede permitir comprender mucho mejor el funcionamiento de la materia y poder predecir características en materiales que ahora son inimaginables.

Referencia:

L. F. Pašteka, E. Eliav, A. Borschevsky, U. Kaldor, and P. Schwerdtfeger (2017) Relativistic Coupled Cluster Calculations with Variational Quantum Electrodynamics Resolve the Discrepancy between Experiment and Theory Concerning the Electron Affinity and Ionization Potential of Gold Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.118.023002

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 La fascinación del oro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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“Tomen un círculo, acarícienlo, y se hará un círculo vicioso.”
Eugène Ionesco, La cantante calva

Círculo vicioso

Etienne Lécroart es un artista del cómic. Ya hablamos de uno de sus magníficos trabajos en Interpretando mensajes cifrados.

Es miembro, y uno de los pilares, del grupo OuBaPo (Ouvroir de Bande dessinée Potentielle, Obrador del Tebeo Potencial), que crea sus cómics obedeciendo determinadas trabas formales (muchas de ellas matemáticas), al igual que hace con sus textos el grupo OuLiPo.

Lécroart es un maestro del tebeo; basta con recorrer su trabajada página web para observar sus dotes creativas, sus grandes dosis de humor y sus sorprendentes juegos. Destacan los cómics en los que la lectura puede realizarse en horizontal, en vertical y oblicuamente, o en los que se puede progresar según la numeración de la página o en sentido inverso.

En mi opinión, Cercle Vicieux (Círculo vicioso) es una joya dentro de esta familia de tebeos. Es un enorme palíndromo, es decir, Cercle Vicieux puede leerse desde la primera viñeta hasta la última, o viceversa… y la historia narrada es exactamente la misma en cualquiera de los dos sentidos.

El tebeo tiene treinta páginas, con seis viñetas en cada una de ellas. La última viñeta de la página 15 (la número 90) es la que marca el punto de inflexión de este magnífico palíndromo: la imagen que aparece es simétrica respecto al eje vertical, y marca el centro de este enorme palíndromo.

La viñeta central de Cercle Vicieux, con el ayudante del científico protagonista.

A partir de esta viñeta central se observa que la casilla 91 (página 16) es la misma que la 89 (página 15), y se van comprobado sucesivamente estas identificaciones entre viñetas: 92 (página 16) = 88 (página 15), 93 (página 16) = 87 (página 15), …, 100 (página 17) = 80 (página 14),…, 179 (página 30) = 1 (página 1), hasta llegar a la casilla final, la 180 (página 30), que se reserva para la palabra FIN ¿o es el principio?

He puesto el signo de igualdad entre los números de las viñetas, para insistir en que son idénticas, tanto la imagen como el texto sobre ellas.

La historia trata de un sabio un tanto excéntrico y nervioso que trabaja en su laboratorio diseñando una máquina del tiempo. Le acompañan su paranoico asistente y su ingenua secretaria.

En las quince primeras páginas de Cercle Vicieux se habla de la máquina del tiempo, que el profesor y su ayudante no consiguen poner en marcha; quieren invertir el tiempo para salvar a la secretaria que ha sufrido un colapso. El nerviosismo y la desesperación son las claves en esta primera mitad del tebeo. Los mandos de la máquina envían mensajes extraños, uno de los interruptores de la máquina está apagado… Pero algo sucede de repente –exactamente en la viñeta 90, de las 180 de las que consta el tebeo–, algo que hace cambiar el ritmo y el tema de la trama.

En efecto, la acción de la viñeta central tiene lugar en una hora capicúa, son exactamente las 12h21…, y como se ha indicado, el cómic empieza a escribirse en sentido inverso. La desesperación lleva a la calma, la secretaria ‘resucita’, aparece la atracción entre el sabio y la mujer…

Insistimos en que Lécroart narra la segunda parte de la historia invirtiendo el sentido de las viñetas, pero sin ningún otro cambio, ni en las imágenes ni en los diálogos. El autor consigue crear una historia coherente, tanto en la primera parte como en la segunda, como en su conjunto: a partir de la página central se construye una trama diferente, ‘deshaciendo’ el camino trazado al ir recorriendo las viñetas en sentido inverso…

Si leyéramos la historia desde el final –casillas 179, 178, 177, etc.– comenzaríamos de nuevo la historia del sabio que dice desesperado a su secretaria que no consigue poner en marcha su máquina del tiempo… se trata, sin duda, de un auténtico Círculo Vicioso…

Referencias

• Etienne Lécroart, Cercle Vicieux, l’Association, 2000

• Marta Macho Stadler, Cercle Vicieux, de Etienne Lécroart, DivulgaMAT, Literatura y Matemáticas, 2012

 

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.

El artículo Círculo vicioso se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Amaia Portugal Orain hamarkada bat detektatu zuten lehenengoz irrati eztanda azkar bat, eta horien jatorriaz ezer gutxi dakigu. Orain, baina, eztanda horietako baten iturri kosmikoa kokatzea lortu dute ikertzaile batzuek. Aztertu duten hau hiru mila milioi argi urtetara dagoen galaxia batetik dator. Neutroi izar jaioberri batek sortua izan daiteke, baina badaude bestelako hipotesiak ere.

Irrati eztanda azkarrak uhin oso bizkor eta laburrak dira, haien iraupena segundo milarenetan neurtzen baita. Gisa honetako irrati uhin bat 2007an identifikatu zuten lehenbizikoz, eta horien jatorria misterio hutsa da, gaurtik gaur. Kolapsatutako izarrak, lurrundutako zulo beltzak… bai eta seinale estralurtarrak ere. Horra hor, zabaldu izan diren hipotesietako batzuk.

Haien frekuentziaren ondorioz, badakigu hedapen erraldoia dutela, eta gas kantitate oso handiak zeharkatzen dituztela galaxietan luze eta zabal, gurean antzematerako. Horrenbestez, Esne Bidetik at eta oso urrutitik datozela badakigu, baina ezer gutxi gehiago. Orain, baina, irrati eztanda azkar baten iturri kosmikoa kokatzea lortu dute aurrenekoz, uhina bete-betean harrapatuta. Cornwell Unibertsitateak (New York, AEB) gidatu du ikerketa, eta aztergai izan duten eztanda zehatz honek hiru mila milioi argi urtetara dagoen galaxia batean du jatorria. Hala azaldu dute, Nature aldizkarian argitaratutako artikuluan.

1. irudia: Areciboko Behatokian antzeman zuten lehen irrati eztanda azkarraren jatorria aztertu dute. (Argazkia: Areciboko Behatokia)

Areciboko Behatokian (Puerto Rico) detektatu zen lehen irrati eztanda azkarra izan dute ikergai, zehazki. Laura Spitler doktoretza ondoko ikertzaileak aurkitu zuen 2012ko azaroan, eta horregatik, FRB 121102 du izena. Bere berezitasuna zera da, beste kasu batzuetan ez bezala, irrati eztanda azkar hau gehiagotan antzeman dutela gero; jarraitua dela, alegia. Horrenbestez, haren jatorriak ezin du, adibidez, izar baten eztanda izan, fenomeno egonkorrago bat baizik. Jarraikortasun horrek, aldi berean, ikerketa honetarako hautagai egoki bihurtzen du, aukera gehiago ematen dituelako bere jatorriaren bila aritzeko.

FRB 121102 Auriga konstelazioan dago, Orion baino aurreraxeago, baina hori jakiteak ez du bilaketa nahi beste errazten. “Zeruko gune zehatz batetik datorkigu seinalea, eta gune horren diametroa arku-minututan neurtu daiteke. Ehunka balizko iturri daude hor. Izar, galaxia eta bestelako gauza mordoa“, esan du Shami Chatterjee artikuluaren egile nagusiak.

2. irudia: Karl G. Jansky Behatokiak bereizmen handiagorako ahalmena du. Hari esker, bete-betean harrapatu dute FRB 121102 irrati eztanda azkarra. (Argazkia: John Fowler / CC BY 2.0)

Areciboko irrati teleskopioak ez du hain begi zorrotza, ordea, haren bereizmena Ilargiaren diametroaren hamarrenaren parekoa baita (edo hiru arku-minutu). Horrenbestez, bereizmen handiagorako ahalmena duen Karl G. Jansky Behatokira (Mexiko Berria, AEB) jo zuten ikertzaileek. 80 orduz aritu ziren harekin lanean, eta hala, FRB 121102 bete-betean harrapatzea lortu zuten. Mundu osoko bestelako teleskopio batzuk ere baliatu zituzten lan osagarria egiteko; esaterako, irrati eztanda azkar horren argi espektroa definitzeko. “Hidrogenoaren, oxigenoaren eta beste elementu batzuen kolore oso bereizgarrien seinale detektagarria dauka”, dio Chatterjeek.

Irrati eztanda azkar horren jatorria zer distantziara eta zer galaxiatan dagoen kokatu dute, beraz. Baina zerk sortzen du, zehazki? Hori argitzea litzateke hurrengo urratsa. “Uste dugu neutroi izar jaioberri bat izan daitekeela, eremu magnetiko erraldoia duena. Edo, agian, galaxia nano bateko nukleo galaktiko bat izan daiteke. Edo litekeena da bi ideia horien arteko konbinazioa izatea, eta horrek azalduko luke zergatik den, nolabait, arraroa, ikusten ari garen hau”, gaineratu du ikertzaileak.

Erreferentzia bibliografikoa:

S. Chatterjee et al. A direct localization of a fast radio burst and its host. Nature, 541, 58–61 (05 January 2017). DOI:10.1038/nature20797

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

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Partículas. Ilustración de Raquel Garcia Ulldemolins.

Mario Herrero Valea nos explica cómo se juega a un quién es quién muy particular.

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

El artículo #Naukas16 Tiene bigote, carga eléctrica y no lleva gafas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Todo hacía presagiar que Europa estaba lista para progresar rápidamente, pero no sería así para la química. El comienzo del siglo XIV supuso un estancamiento de 200 años en la alquimia europea, no así fuera del continente. ¿Por qué?

Los ciudadanos de Tournai (Bélgica) enterrando a las víctimas de la plaga. De “Las crónicas de Gilles Li Muisis” (1352)

El siglo XIV comenzó con una serie de hambrunas que se llevaron por delante muchas vidas, pero lo realmente grave empezó en los años cuarenta del siglo: la peste bubónica, la muerte negra. En unas pocas décadas casi la mitad de la población de Europa murió. Las ciudades, especialmente vulnerables a la enfermedad contagiosa, fueron abandonadas. Los nuevos centros del saber y nuevas ideas tuvieron que cerrar sus puertas. El progreso se detuvo.

Eduardo III contando los muertos tras la batalla de Crécy (1346)

Como si esta locura no fuese suficiente, los gobernantes añadieron la suya propia: la guerra fue continua en el continente entre 1337 y 1453. Los principales protagonistas fueron los Plantegenet ingleses y los Valois franceses y la excusa la sucesión en el trono de Francia, pero los reinos cristianos de la península ibérica también se vieron involucrados en uno y otro bando. En esta llamada Guerra de los Cien Años, bandas de ingleses se dedicaron a rapiñar la campiña francesa, matando y violando, hasta que una muchacha iletrada, Juana de Arco, empujada por su misticismo, consiguió revitalizar el bando francés.

Esta guerra continental terminó derivando en Inglaterra en una guerra interna, la Guerra de las Rosas, entre 1455 y 1487. En la península ibérica la guerra continuó contra los moros hasta 1492.

Pero todos estos males y penurias no podían dejarse pasar sin explicación. La mente racionalizadora de los humanos, que no racional, echó mano de sus sesgos y encontró una base para tanto desastre: era el demonio y sus secuaces los que sembraban el mal y la destrucción en todos los territorios. Una población ya religiosa y supersticiosa se convirtió en aún más religiosa y supersticiosa en los siglos XIV y XV.

Batalla de Nájera (1367) durante la primera guerra civil castellana

Formas extremas de penitencia, como la autoflagelación, se volvieron mucho más comunes. La Inquisición se estableció en Castilla para mantener a raya a herejes y conversos. La vida de un judío valía menos que la de una oveja y hubo estallidos de violencia generalizados. Especialmente relevante, quizás, sea el de 1391 en Castilla, Aragón y Navarra, consecuencia directa de la primera guerra civil castellana. El lema de uno de los grandes predicadores de la revuelta antijudía, Vicente Ferrer (santo de la Iglesia Católica), “bautismo o muerte”, se convertiría en la base de la política para con los no cristianos. El paroxismo llegó con la expulsión de los judíos de Castilla y Aragón en 1492.

La Europa cristiana se volcó en una guerra sin cuartel contra los paganos, las brujas, hechiceros, judíos, musulmanes y contra cualquiera que hiciese cualquier cosa fuera de las normas imperantes y las supersticiones anexas.

Quema de una mujer en Willisau (Suiza) en 1447

Fuera de los grupos étnicos, las mujeres fueron las que más sufrieron esta persecución. A las “brujas” se las cazó, torturó y ejecutó de las formas más salvajes, muchas veces durante campañas de limpieza. En muchas ocasiones las víctimas eran parteras y sanadoras, receptoras del conocimiento existente sobre medicina y química, pero se creía que aquellas personas con “poderes” para sanar tenían necesariamente que haber aprendido esos conocimientos de la boca del mismísimo Belcebú; y, si podían sanar, podían usar esos poderes para hacer daño.

Juan XXII

El papa Juan XXII había prohibido la práctica alquímica fraudulenta en 1317 en el decreto Spondent Pariter. No es de extrañar que la alquimia optase por oscurecerse.

Los alquimistas europeos (serios, no los que se dedicaban a estafar) de esta época fueron extremadamente cautelosos, por tanto, y no muy dados ni a la imaginación ni a los experimentos espectaculares. Si bien se produjeron algunos manuscritos alquímicos, se dedicaron a recoger el conocimiento existente y, en todo caso, a adornar el lenguaje de tal manera que se volviese impenetrable salvo para el iniciado. El simbolismo y el misterio se convirtieron en un arma de defensa, más que una forma de guardar “el gran secreto”, que no era otra cosa que lo que ya circulaba libremente en siglos anteriores. Esta oscuridad servía también como cortina frente a las acusaciones de falta de ortodoxia. No te podían acusar de nada concreto si todo era interpretable…

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

El artículo El oscurecimiento de la alquimia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Arturo Apraiz “Prozesu magmatiko anomaloak” azaltzeko estreinako saiakera J. Tuzo Wilsonek egin zuen 1963. urtean, puntu beroak (hot spot) aipatuz. Wilsonek esan zuen Hawaii uharteak bezalako kate bolkanikoak plaka tektoniko bat mantuan kokatutako puntu bero baten gainetik igarotzean sortuak direla (1. irudia).

1. irudia: Hawaiiko uharteen sorrerarako J. Tuzo Wilsonek 1963. urtean iradokitako puntu beroaren eredua (aldaketa txiki batzuk eginda).

8 urte beranduago, W. Jason Morgan (1971, 1972) geofisikaria, ahalegindu zen Wilsonen puntu beroen kontzeptuari oinarri fisikoa ematen. Bere esanetan, puntu beroak lurrazaleko prozesu bolkanikoak dira, nukleo eta mantuaren arteko mugatik gora egindako mantuko arroka beroen bitartez elikatuak. Mantu sakonetik gora egiten duen egiturari luma gorakor deritzo. Beraz, puntu beroa luma gorakor baten azaleko ondorioa litzateke. 1971 geroztik, luma gorakorren hipotesia izan da plaken barnean gertatzen diren prozesu bolkanikoak (Hawaii, Yellowstone) azaltzeko eredurik hedatuena. Hala gertatu da era berean ozeano-gandorretako zenbait kokapenetan gertatzen diren isurketa erraldoiak (Islandia) azaltzeko unean.

Aipatutako ingurune bolkanikoekin batera, luma gorakorrak ere erabili izan dira hainbat egituren bolkanismoaren jatorria azaltzeko: Pitcairn uharteak, MacDonald mendilerroa, Galapagos, Azores edo Kanariar uharteak eta Afrikako Afar lurraldea, eta Deccan, Paraná, Ontong-Java edo Siberia bezalako basalto-plataforma erraldoiak. Morganek luma gorakorren eredua iradoki zuenean, Hessen (1962) itsas hondoen zabalkuntzaren eredua zen nagusi, eta iradokitzen zen ozeano-gandorren azpian kokatutako konbekzio-korronte gorakorren eraginez zabaltzen zirela ozeanoak. Baina ereduak ezin zituen puntu beroak azaldu eta, gainera, ozeano-gandorren inguruko xingola magnetikoen azken ikerketek erakutsi zuten Hessen eredua ezinezkoa zela. Ondorioz, plaka-tektonikak ondo deskribatzen zuen Lurraren azaleko bloke zurrunen zinematika, baina mugimenduak azaltzeko mekanismoan aldiz, huts egiten zuen. Morganek, behe-mantuan garatutako luma gorakorrak jotzen zituen plaken mugimenduaren erantzule. Bere esanetan plakak bi arrazoiengandik mugitzen dira: alde batetik, luma gorakor bakoitzaren erdiguneak litosferaren oinaren aurka jo eta astenosferan hedatzen diren korronte erradialen eraginez eta, bestetik, plaken arteko mugetan sortzen diren esfortzuen ondorioz. Morganen arabera, luma gorakorrak ziren mantuko konbekzio-eredu nagusia ahalmena dutelako; plakak apurtzeko, ozeano-gandorren bilakaera mantentzeko eta plaken mugimendua gidatzeko. Mantuko konbekzioa mugimendu gorakor, indartsu, estu eta beroek eta askoz zabalagoak diren mugimendu beherakorrek (subdukzio-eremuak) osatzen dute.

Beraz, Morganen ereduan luma gorakorrak nukleo eta mantuaren arteko mugan sustraituta dauden eta inguruko arrokak baino beroago dauden arroken “tximiniak” dira. Mantu sakoneko materialek mantu solidoan gora egiten dute, ustez tenperatura altuak soilik eragindako dentsitate-murrizketaren eraginez (luma termikoak), litosfera zurrunarekin bat egin arte.

Hasiera batean, beraz, uste zen luma gorakorrek jatorri termikoa zutela. Horrela, mantuaren konbekzioa fluidoen konbekzioarekin pareka liteke, lapiko batean urak duen mugimenduarekin gutxi gorabehera.

Eredu teorikoan, mantuko konbekzioa, beroa kondukzioz garraiatzen dituzten bi geruza-muga termikoen[1] artean gertatuko litzateke. Goikoa litosfera da, gaineko azaleratik hozten dena eta noizean behin mantuan barneratu egiten dena; azpikoa nukleo eta mantuaren arteko mugan dago kokatuta. Nukleorako egindako petrologia esperimentaleko ikerketek erakutsi dute bertako tenperatura gaineko mantuarena baino ehunka gradu altuagoa dela. Tenperatura-desberdintasunak nukleotik mantura doan bero-fluxua eragingo du, eta ondorioz gaineko arrokak berotu, flotazio-anomaliak eragingo eta gorantz abiatzen diren luma gorakorrak abiaraziko dituzte.

Baldintza hauek ezarrita, asko izan dira luma gorakor termikoen izaera erreproduzitu dituzten laborategiko esperimentuak eta zenbakizko simulazioak.

Horietan lortutako argazkiek (2. irudia) eta bestelako emaitzek adierazten dute luma gorakor termikoak bi zati nagusitan bana daitezkeela: aurretik doan buru handia batetik, eta bestetik burua nukleoarekin eta mantuaren arteko mugarekin lotzen duen zutabe estua. Ikerketa hauetan iradoki izan da luma gorakorren buruek 800-1.200 km-ko diametroa dutela litosferara iritsita eta zutabeak, aldiz, 100-200 km-koak direla. Luma gorakorren eta inguruko mantuko arroken arteko tenperatura-desberdintasuna, 150-250ºC bitartekoa izan daiteke.

2. irudia: Laborategian lortutako luma termikoen argazkiak. Geruza-muga ezegonkor batetik sortzen dira, ura azpitik berotu ondoren. (Sparrow et al., 1970)

Lumen ereduan beraz, burua litosferaren oinera iritsita norabide guztietan erradialki hedatuko da, litosfera zurrunaren konkordura eragingo du eta probintzia igneo erraldoia (LIP; Large Igneous Province) garatuko du (3. irudia). Ondoren, burua litosferaren aurka zanpatu eta zabaldu egiten da, gero eta difuminatuago agertuko den disko baten geometria lortuz. Ondorioz, lumaren zutabea baino ez da geldituko, anomalia termiko mugatuagoa sortzen duena, gandor aseismikoak edo bolkan-kateak sortzeko bestekoa baino ez (3. irudia).

3. irudia: Luma gorakorra eta berak sortzen duen puntu beroaren arteko harremana. Luma gorakorren buruak basalto-plataforma eta zutabeak gandor aseismikoa sortzen dute.

Egun, luma gorakorren ereduak sendo dirau, eredua sortu zenean iradokitako hainbat prozesu geologiko egiaztatu ahal izan direlako. Denborarekin egiaztatu diren ereduaren aurreikuspenen artean ondorengoak aipa daitezke:

• Luma gorakorrak nukleo eta mantuaren arteko mugan sor daitezke eta buru handi eta zutabe estu batekin osatuta daude.
• Luma gorakorraren buruaren eraginez milioika kilometro kubiko probintzia igneo erraldoiak sor daitezke.
• Riftaren ertzetan ozeano-lurrazal lodia duen eremu estua gara daiteke, litosferaren azpian kokatutako luma gorakorren buruek garatutako riftingaren ondorioz.
• 1000 m inguruko domo-gorakada gerta daiteke, luma gorakorren buruek sortutako erupzioak hasi aurretik.
• Luma gorakor berri baten estreinako erupzioetan pikritak[2] eratuko dira, eta ingurune bolkanikoaren erdigunean kokatuko dira.

Esan bezala, denborak aurrera egin ahala, behaketen bidez egiaztatu ahal izan dira baieztapen hauek guztiak, mantuko lumen hipotesia balizkoa izan daitekeela frogatuz. Hala ere, oraindino ez dago adostasunik puntu beroen eta luma gorakorren kopurua eta kokapenaren kontuan, baina zalantza gutxi daude 4. irudiko mapan agertzen direnen artean.

4. irudia: Urteetan zehar oso aldakorrak izan dira iradokitako puntu beroen kopurua eta kokapenak. Mapa honetan puntu gorriekin adierazi dira zalantza gutxi sortzen dituzten puntu beroak.

 Oharrak:

[1] Geruza-muga termiko: Fluidoen mekanismoaren barne, biskositatearen eragina nabarmena deneko azalera baten albo-alboan kokatutako fluido-geruza da.

[2] Pikrita: Magnesio portzentaia handia duen basalto aldaera, olibinoan oso aberatsa dena. Iluna da olibinozko fenokristal (20-50%) hori-berdexkarekin eta piroxeno (nagusiki augita) beltz edo marroi iluna. Oso tenperatura handiko magmen kristalizazioaren ondorioa da, eta sarritan luma gorakorrekin lotzen da.

Aurreko artikulua:

Mantuko luma gorakorrak, benetakoak ote? (I): Aurrekariak eta sorrera-unea.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Fisher, O. (1878): On the possibility of changes in the latitude of places on the Earth’s surface: Being an appeal to physicists. Geological Magazine, 5: 291-297.
• Holmes, A. (1928): Radioactibity and earth movements. Transations of the Geological Society of Glasgow, 18: 559-606
• Holmes, A. (1944): Principles of Physical Geology. London, Thomas Nelson & Son, 532 or.
• Hess, H.H. (1962): A history of ocean basins. Non: A.E.J. Engel et al. (Edtk.), Petrologic studies: A volume in honor of A.F. Buddington: Boulder, Colorado, Geological Society of America: 599-620.
• Wilson, J.T. (1963): A possible origin of the Hawaiian Islands. Canadian Journal of Physics, 41: 863-870.
• Morgan, W.J. (1971): Convective plumes in the lower mantle. Nature, 230: 42-43.
• Morgan, W.J. (1972): Deep mantle convedtion plumes and plate tectonics. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologist, 56: 203-213.
• Sparrow, E.M., Husar, R.B. eta Goldstein, R.J. (1990): Observations and other characteristics of thermals. Journal of fluid mechanism, 41: 793-800.
• Foulger, G.R. (2010): Plates vs Plumes: A Geological Controversy. Wiley-Blackwell, 340 or.

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Egileaz: Arturo Apraiz UPV/EHUko Geodinamika saileko irakaslea eta ikertzailea da.

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Paludismo: Enfermedad febril producida por un protozoo, y trasmitida al hombre por la picadura de mosquitos anofeles. Del latín palus·, –adis “laguna”, “pantano” e –ismo.

Malaria: Del italiano “malaria”, de mal, malo, y aria, aire.

“Tomar una onza de la mejor corteza de los jesuitas, raíz de serpentaria de Virginia, corteza de naranja, de cada mitad una onza; agítelo todo junto, y guarde durante cinco o seis días en una botella de brandy, de ginebra de Holanda, o de cualquier otro licor; después separe el líquido limpio y tome un vaso de vino dos o tres veces al día.”
William Bucham en 1791, quizá la primera cita del gin-tonic.

En una revisión publicada en 2012, Christopher Murray y su equipo, de la Universidad de Washington, en Seattle, estudiaron la mortalidad global provocada por la malaria entre 1980 y 2010, o sea, en nuestra época. Fueron entre 1200000 y 2780000 al año los fallecidos por esta enfermedad, con un aumento de casi el 25% en tres décadas. Es una enfermedad, por tanto, de triste y apremiante actualidad. Pero el informe de la OMS para 2015 es más esperanzador y menciona 214 millones de enfermos y entre 236000 y 635000 fallecidos. Las cifras descienden un 48% entre 2000 y 2015.

“Plasmodium” en el interior de una célula en la saliva de un mosquito hembra.

El paludismo o malaria se ha definido como una enfermedad infecciosa provocada por protozoos del género Plasmodium que infectan los glóbulos rojos de la sangre y se transmiten por las picaduras de las hembras infectadas de varias especies de mosquitos del género Anopheles. La enfermedad se caracteriza por periodos intermitentes de fiebre alta provocados por la reproducción del protozoo. Además, la destrucción de los glóbulos rojos provoca anemia y debilidad general.

Según los últimos datos conocidos en la evolución de la malaria, la enfermedad apareció en África, en la región de Etiopía, en primates y pasó a nuestra especie y se desarrolló y extendió debido a la gran movilidad de nuestros antepasados. Desde el valle del Nilo llegó al Mediterráneo y, después, a Asia y, hacia el norte, a Europa. A América se cree que llegó con los españoles y, para principios del siglo XIX, ya estaba la malaria en todo el planeta.

Papiro Ebers, uno de los tratados médicos más antiguos conocidos

Se describe en el papiro de Ebers, en el antiguo Egipto de hace casi 4000 años y también quedan pruebas documentales en China fechadas hace casi 6000 años, y en Mesopotamia y la India. Escriben y enseñan sobre la malaria Hipócrates, Herodoto y Homero en la Grecia clásica. Y en Roma era temida por las marismas y pantanos que rodeaban la ciudad imperial, estupendo criadero de mosquitos. Hace unas semanas se ha probado la presencia del plasmodio en los cadáveres de tres cementerios de las cercanías de Roma, enterrados entre los siglos I y III de nuestra era.

Entonces no conocían ni el protozoo que provoca la enfermedad ni sabían que los mosquitos la contagian, pero temían las miasmas, esos efluvios malignos que desprenden las aguas estancadas y que se consideraban la causa de las fiebres intermitentes y que, además, son la base del nombre en italiano para la enfermedad, “malaria”, compuesta de “mal” y “aria”, es decir, el “mal aire” que provoca las miasmas.

En los siglos XVII y XVIII era conocida y temida en todo el planeta. Por ejemplo, se escribió sobre ella en Gran Bretaña, con datos de fallecimientos, que ahora se han recuperado, en Escocia o en Inglaterra. También provocaba gran mortandad en países muy separados geográficamente como Holanda y España. En el resto de Europa, hasta los países escandinavos, la situación era la misma.

En nuestra Península solo en 1964 recibió España el certificado de la OMS de la erradicación del paludismo. Para ello se utilizaron todos los métodos conocidos: eliminación de los mosquitos, sobre todo desecando pantanos y con DDT, y eliminando el plasmodio de los portadores con la prescripción de la quinina y de drogas sintéticas anti-malaria.

Pero, como decía, en el siglo XVIII era una enfermedad muy extendida, sobre todo en Andalucía, Valencia, La Mancha, Cataluña, Baleares y Murcia. Hubo brotes fuertes en Aragón, Navarra y, sin confirmar, en las zonas orientales de Álava y Guipúzcoa. En toda la Península, la mortandad fue terrible en 1751, 1783 y 1802, en lo que ahora llamamos la Pequeña Edad del Hielo. No hay que olvidar que todos los lugares llamados “Fadura” o “Padura” vienen de “pantano” en latín y que también están en el origen del término “paludismo” para esta enfermedad. Todavía hace un siglo era un mal habitual y en el sur y el este de la península, con casi 2000 fallecidos en España por el paludismo en el año 1919, y con unos 200.000 enfermos en todo el país y por año.

Detalle del árbol de la quina

En este ambiente, con las llamadas fiebres intermitentes sufridas desde siempre y sin tratamiento conocido, las buenas noticias llegaron desde América. Fue en 1635 cuando el jesuita Bernabé Cobo publicó su “Historia del Nuevo Mundo”, y allí escribía:

“En los términos de la ciudad de Loja, diócesis de Quito, nace cierta casta de árboles grandes que tienen la corteza como de canela, un poco más gruesa, y muy amarga, la cual, molida en polvo, se da a los que tienen calenturas y con sólo este remedio se quitan.”

Es la primera descripción escrita del árbol de la quina. Cobo añade que sus polvos ya son conocidos en Europa y que, incluso, se envían a Roma. Se conocían como el “polvo de los jesuitas”.

Unos años más tarde, en 1639, Felipe IV nombra al Conde de Chinchón, Luis Jerónimo Fernández de Bobadilla y Mendoza, Virrey del Perú. Dos meses después de la toma de posesión del Virrey en Lima, llegó su joven y bella esposa Doña Francisca Enríquez de Rivera. Pasaron los días y la joven Condesa cayó en unas fiebres intermitentes tercianas agotadoras.

El jesuita y confesor del Virrey, Diego Torres de Vásquez, le habló de los polvos que usaban los indios contra la fiebre. La Virreina, con unas pocas dosis de corteza de quina, curó rápidamente. Así, también se conocería a la quina como los “polvos de la condesa”. Hay que añadir que esta historia de la Condesa cada vez provoca más dudas entre los expertos en la historia del árbol de la quina.

Los primeros datos constatados de sus efectos sobre los enfermos de paludismo los escribió el médico sevillano Gaspar Caldera de Heredia en 1663. Se basa en los resultados que consiguió en enfermos sevillanos, hacia 1640, con la corteza que trajo del Perú Juan de la Vega, el médico del Virrey.

“Cinchona officinalis” en “Medicinal Plants” (1880) de Robert Bentley y Henry Trimen. Wellcome Images.

El primer informe científico sobre el árbol de la quina que llegó a Europa, con la descripción y los primeros esquemas, lo envió Charles-Marie de La Condamine. Se publicó en París en 1740. Recibió Linneo muestras y escritos de La Condamine y, con ellos, clasificó el árbol de la quina y le asignó el género Cinchona en 1742 y lo publicó en 1753, en honor de la bella y joven Condesa de Chinchón, con errata incluida y nunca corregida.

Durante años la única quina que llegaba a Europa la traían y distribuían los jesuitas según su criterio. Entraba por España y Roma y, poco después, llegó a Inglaterra y a Francia. Y ya en 1667, la quina estaba incluida en la farmacopea de Londres como medicamento oficial.

José Celestino Mutis

José Celestino Mutis nació en Cádiz en 1732 y murió al comienzo del siglo siguiente, en 1808, y en otro continente, en Santa Fé de Bogotá, en Colombia. Fue sacerdote, botánico, geógrafo, matemático, médico y profesor universitario. Ahora nos interesa como viajero, explorador y botánico por su relación con el árbol de la quina. Fue quien aclaró definitivamente la confusión entre varias especies de Cinchona y estableció cuales eran eficaces contra la malaria y cuales no la aliviaban.

La Real Expedición Botánica del Nuevo Reino de Granada, auspiciada por Carlos III y dirigida por Mutis, comenzó en 1783 y se prolongó por 30 años. El Herbario que se acumuló quedó depositado en el Real Jardín Botánico de Madrid. Como un resumen dedicado al árbol de la quina, Mutis escribió “El Arcano de la Quina”, que se publicó en 1828, después de la muerte del autor, aunque ya se conocía en Bogotá desde 1791.

Primera página de la edición original de “El arcano de la química” de José Celestino Mutis

En realidad, hasta que los botánicos europeos, como La Condamine, Linneo o Mutis, trabajaron en la clasificación de las especies del género Cinchona hubo mucha confusión con las muchas especies del árbol de la quina que, además, tenían en la corteza distintas concentraciones de quinina. Durante muchas décadas fue fácil engañar con lo que se conocía como “polvos de los jesuitas”.

De la corteza de quina se extrajo en 1820 el alcaloide quinina que era el compuesto que actuaba contra las fiebres. Lo consiguieron los químicos franceses Pierre Joseph Pelletier y Joseph Bienaimé Caventou. Este alcaloide fue durante más de un siglo el único alivio del paludismo.

A mediados del siglo XIX, y después de conspiraciones y aventuras, los holandeses consiguieron semillas del árbol de la quina y establecieron enormes plantaciones en sus colonias en Indonesia, sobre todo en la isla de Java.

Fueron naturalistas y exploradores, más bien espías industriales, como los ingleses Clements Markham y Charles Ledger o el holandés Justus Hasskarl, los que viajaron a los Andes en busca de ejemplares y semillas del árbol de la quina. Entre 1860 y 1870 consiguieron llevar las muestras a sus colonias y resembrar los árboles. Las consiguió el inglés Charles Ledger en Bolivia y las llevó a Londres. Ofreció su venta al gobierno inglés que no demostró gran interés en hacerse con ellas. Fue el cónsul de Holanda quien pagó por las plantas y las envió a su país. Fueron el origen de las plantaciones en Java a partir de 1852. En honor de Ledger, esta especie que crecía en Java se llamó Cinchona ledgeriana. De allí procedía la quina que las empresas farmacéuticas utilizaban para extraer la quinina que comercializaban en todo el mundo. El 90% del comercio mundial de la corteza y de la quinina, entre 1890 y 1940, venía de las colonias holandesas en Indonesia.

“Cinchona ledgeriana” en “Das Pflanzenreich Hausschatz des Wissens” (1900) de Ernst Gilg y Karl Schumann

Con la quinina a su disposición, los médicos la recetaron y popularizaron en la lucha contra la malaria. Europa, entonces, pudo colonizar los países con malaria en Asia y África y construir sus imperios. En fin, que la toma de muestras para sembrar el árbol fuera de su área geográfica original fue, a medio plazo, una empresa colonial y, en definitiva, imperial. Se dio quinina en cantidades masivas a los ejércitos europeos en las colonias de África y en el sur y sudeste de Asia. Y, además, fue un gran negocio para las farmacéuticas.

La quinina no era agradable de tomar. Como la corteza original, era muy amarga y de un gusto muy desagradable. Desde que empezó a utilizarse se buscaron muchos trucos para hacer pasable aquel mejunje, por otra parte tan beneficioso y necesario. Estaba la mezcla de William Bucham, el bebedizo secreto del inglés Richard Talbor o, y ha llegado a nuestros días, la popular bebida victoriana, inventada en la India, y que conocemos como gin-tonic. La primera agua tónica, con quinina, se fabricó en 1858 y, ahora, tiene mucha menos quinina, más o menos una décima parte que la necesaria como dosis terapéutica para aliviar la enfermedad.

Corteza de “Cinchona officinalis”

Así ocurrió hasta 1940, cuando comenzó la Segunda Guerra Mundial y los japoneses conquistaron Java y sus plantaciones de quina. De inmediato, los aliados se quedaron sin quinina y padeciendo la malaria en muchas de las zonas de combate. Desde siempre la malaria suponía uno de los mayores riesgos para los ejércitos en guerra. Por ello, su utilización en la medicina militar cambió el curso de la historia. Es lo que intentaron los japoneses en 1940. El uso más antiguo que se conoce del uso de la quina en guerra fue en el sitio de Belgrado en 1717.

Estados Unidos promovió plantaciones del árbol de la quina en Centro y Sudamérica pero fueron las compañías farmacéuticas las que fabricaron en cantidad suficiente drogas sintéticas anti-malaria. Para el ejército de Estados Unidos, solo el Proyecto Manhattan de desarrollo de la bomba atómica superó las prioridades de la investigación y fabricación de drogas sintéticas anti-malaria. Fueron la atebrina o la cloroquina los fármacos que sustituyeron, en parte pues se seguía y sigue utilizando, 400 años después de su descubrimiento por la ciencia europea, la quinina.

Solo ha aparecido una débil resistencia del protozoo a la quinina en áreas geográficas muy concretas. Se han propuesto tres hipótesis para explicar la eficacia de la quinina durante tanto tiempo. En primer lugar, que el blanco de la acción anti-plasmodio sea tan específico que la mutación que lo anula aparece muy raramente. O que las cepas actuales del plasmodio sean otras que las conocidas en los siglos anteriores y, quizá, la resistencia sea diferente. Y, finalmente, que la quinina no se haya utilizado en tanta cantidad y el tiempo suficiente como para crear resistencia en el plasmodio, todo ello a pesar de lo que nos pueda parecer después de cuatro siglos.

La quinina es uno de los mayores candidatos a ser el medicamento que ha aliviado de sus sufrimientos a más personas en la historia de nuestra especie. Sabemos que destruye al Plasmodium dentro de los glóbulos rojos pero, todavía, se desconoce el mecanismo.

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

El artículo Historias de la malaria: El árbol de la quina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El Hierro es el verdadero finis terrae de España, un territorio donde el aislamiento marca a sus habitantes desde hace siglos, incluso desde los tiempos de sus primeros pobladores, cuyo ADN sugiere que descienden de la primera oleada de bereberes que se aventuró a colonizar Canarias.

Las investigadoras Concepción de la Rua Vaca y Montse Hervella Afonso del Departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, junto con las investigadoras Alejandra C. Ordoñez, Rosa Irene Fregel, A. Trujillo-Mederos, y Matilde Arnay de la Rosa de la Universidad de la Laguna, han publicado en Journal of Archaeological Science un estudio genético de los antiguos bimbaches, a partir del análisis del ADN de 61 de las 127 personas enterradas en la cueva de Punta Azul, un yacimiento del siglo XII.

Sus conclusiones no solo corroboran los lazos genéticos que unen a los aborígenes canarios con las poblaciones bereberes del norte de África -algo ya apuntado por varios estudios-, sino que sugieren que El Hierro se pobló en tiempos antiguos de una sola vez, por un grupo humano que probablemente no volvió a tener contactos con el exterior casi hasta la llegada de los primeros conquistadores europeos.

El trabajo recuerda que Canarias es el único archipiélago de la Macaronesia (región que incluye también a Madeira, Azores y Cabo Verde) que fue habitado antes de la llegada de los colonos europeos, en tiempos que se remontan a mediados del primer milenio antes de Cristo en el caso de Tenerife (época a la que pertenece la datación de carbono 14 más antigua) y al siglo I de la era moderna para el resto de islas.

Los estudios genéticos que se han publicado hasta la fecha indican que Canarias fue poblada en al menos dos oleadas del norte de África que luego se quedaron aisladas del resto del mundo en buena parte de los casos hasta la llegada de los españoles, portugueses y normandos en el siglo XV, incluso sin apenas contacto entre islas, como relatan las crónicas europeas de la conquista.

Organización matriarcal de los aborígenes canarios

Los análisis de ADN realizados por los investigadores de la UPV/EHU y de La Laguna indican que todos los individuos enterrados en la cueva de Punta Azul (al menos los 61 analizados) comparten un mismo linaje en el ADN mitocondrial; o lo que es lo mismo, tienen un ancestro materno común, algo que los autores atribuyen a la organización matriarcal descrita entre los aborígenes canarios.

Y se trata de un linaje considerado “fundador”, ya que está presente en toda la población actual de Canarias (con una incidencia global del 1,8%) y se ha encontrado también en los aborígenes antiguos de Tenerife, La Palma y La Gomera.

El trabajo revela asimismo, esta vez a través del cromosoma Y, que la gran mayoría de esos individuos proceden de dos linajes paternos: uno autóctono del norte de África (halogrupo E-M81) y otro de raíces europeas, pero también presente desde hace siglos en el norte de África (R-M29), aunque también hay un individuo con marcadores originarios del África Subsahariana (E-M33).

Para ahondar más en el código genético de los bimbaches de Punta Azul, los investigadores también han analizado los marcadores STR (pequeñas secuencias que se repiten en el ADN y que permiten establecer parentescos), con un resultado que apunta en la misma línea: esas personas no tienen diferencias genéticas significativas con los antiguos bereberes.

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Dificultad para llegar a la isla

“Probablemente, a El Hierro le alcanzó la primera oleada migratoria y luego se quedó aislada. Esta hipótesis concuerda con la dificultad que existe para llegar a la isla”, escriben los autores, que recuerdan que se trata de la isla más meridional de Canarias y la más alejada de la costa de África, con unas condiciones de vientos y corrientes que hacen complejo navegar hasta ella.

El artículo subraya que el aislamiento “ha marcado el comportamiento de los herreños durante toda su historia” y que los bimbaches tuvieron que enfrentarse al llegar a la isla a duras condiciones naturales que probablemente les llevaron “un cuello de botella”, aunque su ADN no muestra signos que indiquen que tuvieran problemas de endogamia.

Referencia:

A. C. Ordoñez, R. Fregel, A. Trujillo-Mederos, M. Hervella, C. de-la-Rúa, M. Arnay-de-la-Rosa, Genetic studies on the prehispanic population buried in Punta Azul cave (El Hierro, Canary Islands) Journal of Archaeological Science 78 (2017) 20e28. doi: 10.1016/j.jas.2016.11.004

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

El artículo Los bimbaches de Punta Azul (El Hierro) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Nanozientzian eta materialen kimikan murgilduta, minbiziaren aurkako ohiko tratamenduetatik urruntzen den soluzio bat proposatu du UPV/EHUko ikerketa batek.  Izan ere, osagai organikoak eta ez-organikoak konbinatuz, terapia fotodinamikorako nanopartikula egonkorrak sortu dituzte. Helburua zehatza da, argiaren bidez oxigeno erradioaktiboa sortuz, zelula kaltegarriak hiltzea.

Irudia: Osagai organikoak eta ez-organikoak konbinatuz, terapia fotodinamikorako nanopartikula egonkorrak sortu dituzte UPV/EHUn.

Euskarri bezala silizezko nanopartikulak erabilita, eta haiei terapia fotodinamikoa egiteko beharrezko osagaiak ainguratuta, minbizi-zeluletaraino iritsi eta haietan bakarrik eragiteko modua garatu dute UPV/EHUko ikertzaileek.

Minbiziaren kontrako tratamendu konbentzionaletan ez bezala, zeintzuetan minbizi-zelulez gain gorputzeko zelula osasuntsuak ere kaltetzen baitira, terapia fotodinamikoak ez du ia kalterik eragiten tratatu nahi ez diren eskualdeetan. Minbiziari aurre egiteko ez ezik, mikrobio-zelulak, bakterioak, onddoak eta birusak hitzeko ere erabil daiteke. Bada, UPV/EHUko Kimika Fisikoa saileko ikertzaileek horrelako terapietan erabiltzeko moduko nanopartikulak sortu dituzte, eta beste ikerketa-talde batzuekin elkarlanean ari dira nanopartikula horien ekintza in vitro behatu nahian, “minbizi-zeluletara nola iristen diren, nola hiltzen dituzten, zer eraginkortasunez, irudiak ondo ikusten diren eta abar”, azaldu du Nerea Epelde kimikariak eta ikertzaile-taldeko kideak.

Epeldek eta bere kideek sintetizatu dituzten nanopartikulek zenbait osagai garrantzitsuak dituzte. Batetik, euskarri gisa aritzen diren nanopartikulak berak daude, silizezko nanopartikula porotsu esferikoak, ez-organikoak, “biomedikuntzako beste aplikazio batzuetan egokiak direla frogatuta dagoelako”, dio. Bestetik, nanopartikularen barruan molekula fluoreszente batzuk kapsulatu dituzte, “nanopartikulen kokapenari jarraitu ahal izateko, eta tumore-zeluletara iristen direla ziurtatzeko”, zehaztu du Epeldek.

Nanopartikuletan gehitu beharreko beste osagai organiko bat fotosentsibilizatzaileak izan ziren; “nanopartikularen kanpoaldean ainguratu genituen horiek, haiek direlako terapia fotodinamikoan zelula kaltegarriak akabatzeko funtzioa dutenak. Fotosentsibilizatzailea argi-iturri batez kitzikatzen denean, aktibatu egiten da, energia-transferentziaren bidez oxigeno-espezie erreaktibo zitotoxikoa sortzen du, bereziki oxigeno singletea, eta horrek hiltzen ditu tumore-zelulak, apoptosia edo nekrosia eraginez”, kontatu du.

Erabilera ugariko material hibridoak

Nanopartikula-formatuan ez ezik, monolito-itxurako silizezko egituretan ere kapsulatu dituzte molekula fotoaktiboak, “egoera solidoan dauden material fluoreszenteak lortzeko. Funtzio eta erabilera ugari izan ditzakete horrelako materialek. Guk batez ere Rodamina molekularekin egin dugu lan, eta ikusi dugu gure monolitoetan beste ikerketa batzuetan lortzen dituzten egoera solidoko materialek baino etekin fluoreszente hobeak lortu ditugula. Egia esan, dena den, ikerketa hau lehenengo hurbilketa bat baino ez da izan, ikerketa sakonagoa behar da materiala egonkorragoa izateko eta materialaren hauskortasuna ekiditeko, horretarako beste konposatu batzuk, beste sintesi-metodo batzuk eta abar probatu beharko lirateke”.

Silizea alde batera utzita, beste mota bateko material hibridoak ere sortu dituzte UPV/EHUko ikertzaileek. Osagai ez-organiko gisa xaflaz eratutako buztin bat erabiltzea, saponita eta laponita, eta xaflen artean aztergai zuten material organikoa sartzea izan zen jarraibidea, ioi-truke bitartez. “Horrela, ordenatuta gelditzen da konposatu organikoa, eta hori oso baliagarria da argi polarizatuarekin lan egiteko, adibidez. Egoera solidoko laser sintonizatzaile moduan edota bigarren harmoniko sortzaile moduan erabil liteke, besteak beste”, argitu du Epeldek.

Azken batean, material hibridoak era askotakoak izan daitezke, eta erabilera ugarikoak. “Ikerketa asko egiten ari dira mundu osoan gai honetan, interes handiko arloa delako eta badagoelako zer hobetua. Egindako ikerketek zenbait ate ireki dizkigute, eta fintzen eta hobetzen jarraituko dugu”, dio.

Iturria:
UPV/EHUko komunikazio bulegoa: Material nanoegituratu egokiaz eta argiaren laguntzaz, minbiziari aurre egiteko materialak sortu dituzte.

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Tras largos años de investigar, clasificar, conservar y restaurar una antigua colección de objetos científicos, en septiembre de 2015 se inauguró el Museo Laboratorium, en Bergara (Gipuzkoa, País Vasco). El objetivo fundamental del museo es difundir la importancia de la innovación, la ciencia y la educación como base para el avance y el desarrollo. ¿Por qué este nuevo museo? Porque Bergara fue la sede del Real Seminario, una institución única en el País Vasco cuya excelente trayectoria histórico-científica y cuya colección científica constituyen la base del nuevo proyecto. ¿Conoces el Real Seminario? ¿Y sus colecciones?

Palacio de Errekalde, sede del museo Laboratorium

El Real Seminario (en su origen Real Seminario Patriótico Bascongado) constituye la cuna de la ciencia en el País Vasco. Fundado en 1776 por la Real Sociedad Bascongada de Amigos del País, sus primeros años resultaron espectaculares. El químico francés L.J. Proust (uno de los fundadores de la química moderna, recordado por haber propuesto la ley de las proporciones definidas) fue profesor en el Seminario y montó el excelente Laboratorium chemicum del centro. En sus instalaciones, los hermanos Elhuyar descubrieron en 1783 un nuevo elemento químico, el wolframio; y aquí también se encontró el método para lograr la maleabilidad del platino, lo que permitió el uso del valioso metal. En el siglo XIX, aunque muy condicionado por las guerras, el centro mantuvo su importancia. Se convirtió en Escuela Industrial para la formación de ingenieros (primera en el País Vasco), y durante años fue el único instituto existente en Gipuzkoa. Su infraestructura científica seguía siendo de primer orden: laboratorios de Química, gabinetes de Física, jardín botánico, colecciones de zoología, observatorio meteorológico.

Los rectores del Real Seminario, en el período 1776-1892 sobre todo, acudieron a los principales productores y comercios europeos de equipamiento científico a adquirir el material necesario para equipar las instalaciones de Bergara. Reunieron gran cantidad de utensilios científicos modernos y de calidad, para hacer e impartir ciencia. Ese es el origen de los objetos científicos que constituyen la base de la colección del museo.

Se trata de una colección única en el País Vasco, tanto por la relevancia histórico-científica de la institución que la creó, como por la riqueza de las distintas secciones científicas que la componen, por su antigüedad, y por albergar piezas únicas y extraordinarias. La colección está compuesta hoy por tres mil objetos científicos, entre instrumental de Física, de Química, minerales, fósiles, modelos de anatomía humana y ejemplares de zoología; la mayoría de ellos del siglo XVIII y sobre todo del XIX.

Puedes conocer con mayor detalle la historia del Real Seminario y parte de sus colecciones en la sede del museo, en el palacio de Errekalde de Bergara. Este palacio está estrechamente vinculado a los inicios de la ciencia en el País Vasco, ya que a finales del siglo XVIII residió en él Xabier María Munibe, VIII Conde de Peñaflorida, quien fuera durante años director del Seminario en la época de la Ilustración. Te aseguramos que la visita merece la pena.

Imagen de la exposición permanente

Pero la actividad del museo Laboratorium no se va a limitar solamente a la colección expuesta. Ni mucho menos. Actualmente está ya muy extendido el concepto de la “Nueva Museología”, corriente museológica en la que se incluye este museo. La clave de esta nueva museología está en ampliar los parámetros del museo tradicional, democratizándolo; es decir, cuando pasamos del museo tradicional al museo nuevo, sin limitarnos a las colecciones del museo, nos adentramos en el Mundo del Patrimonio (patrimonio cultural y natural); sin olvidar al público que acude al museo, tomamos como eje a la sociedad, a la comunidad; sin menosprecio del edificio del museo, nos expandimos hacia el territorio.

Y en esa expansión, surgió la generosa oferta de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU para que este Cuaderno sea una de las ventanas del Laboratorium. A través de la misma, partiendo del Real Seminario de Bergara como eje, vamos a contar historias sobre la ciencia y la sociedad, historias que ocurrieron en los siglos XVIII y XIX, y que esperamos compartir contigo.

Autor: Equipo técnico del museo Laboratorium

Museo Laboratorium. Palacio Errekalde, Juan Irazabal s/n, 20570 Bergara

Contacto: 943 769 003; laboratorium@bergara.eus.

El artículo “Laboratorium”, el museo del Real Seminario de Bergara se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Biologia

Birgus Latro artropodo lehortarra aurkeztu digu Juan Ignaciok. 40 cm-ko gorputz-luzera du, eta 4 kg-ko masa. Ez da munduko karramarrorik handiena, halere. Tropiko aldeko uharteetan bizi da, Indiako Ozeanoan eta Ozeano Barean. Kokoez, pikuez eta bestelako materia organikoaz elikatzen da. Kokoak jateko ahalmenari dagokio bere izena; izan ere, kokoak apurtzeko eta zabaltzeko ahalmen harrigarria du. Berriki plazaratu den ikerketa batek frogatu du indar gehien egiten duen krustazeoa dela.

Geologia

Esnatzen hasi da dagoeneko Italiako Campi Flegrei sumendia. Hala ohartarazi dute adituek, bederen. Milaka urtez lo seko egon da eta orain asaldatzen hasia da. Ikerketa baten arabera, magmaren gainean dagoen sistema hidrotermala berotzen ari da, eta askatzen ari diren gasek presio handiko egoerara eraman dute magma. Funtsean, sumenditik gero eta gas gehiago askatzen ari da, eta hori magma puntu «kritikora» ailegatzen ari den seinalea omen da. Giovanni Chiodini bulkanologoak azalpenak ematen ditu Berria egunkarian: “Lurzoruaren deformazioa azkartzen ari da. Jarduera sismikoa dago, eta sumendiaren epizentrotik gertu dauden Solfatara-ko fumarolen osaketan ere aldaketak izaten ari dira”.

Emakumeak zientzian

Beatriz Royo Castillejok ez du zailtasunik izan ikerketa-lana eta amatasuna bateratzeko, bere laborategiko buruaren jarrerari esker. Orain tesia idazten ari da baina pauso horretara iritsi arte beste zenbait gauza egin ditu bidean. Nekazaritza Ingeniaritza Teknikoa ikasi zuen Nafarroako Unibertsitate Publikoan (NUP) eta gero Lleidara joan zen Goi Mailako Ingeniaritza egitera. Han egin zuen baita amaierako ikerketa-proiektua eta orduan sortu zitzaion ikertzeko gogoa. Berrikuntza bultzatzeko Nafarroako Gobernuak ematen zituen bi urteko beka bat eskatu eta lortu egin zuen. Onddoak baliatuta, baso-mozketan lortutako ligninatik bioetanola nola sortu ikertzen aritu zen. Urtebete zeramala, master bat egiteko aukera sortu zitzaion, eta Ingurugiroaren Agrobiologia egin zuen. Orain tesia idazten ari da eta otsailean aurkeztea espero du.

Astronomia

Asteroide lur-koorbitalak izan ditu mintzagai autoreak artikulu honetan. Lurraren orbitaren antzeko orbitetan ere aurkitzen dira hauek. Beren orbitaren ardatz nagusiak 2 unitate astronomiko ditu gutxi gorabehera, eta ondorioz, translazio-periodoa ia-ia urte bat da. Asteroideen mugimenduen eta historian zehar topatutakoen berri izango duzu artikulu honetan. Adibidez, 1986. urtean aurkitu zen lehenengo koorbital lurtarra den asteroidea, 3753 Cruithne  zuten eta 5 kilometrokoa da. Asteroide honek oso orbita eszentrikoa dauka, eta beraz, Merkurioren orbitara hurbiltzen da mutur batean eta Marte baino gehiago urruntzen da Eguzkitik, bestean.

Medikuntza

Ahoko infekzioak dira hortz-inplanteek huts egitearen eragile nagusia. Arazoari aurre egiteko estrategiak eta medioak aztertzen eta diseinatzen ari dira ikertzaileak. UPV/EHUko Polimeroen Zientzia eta Teknologia saileko Biomaterialen taldeko Beatriz Palla ikertzailearen taldea horretan ari da. Hortz-inplanteetarako estaldura berezi batzuk sortu dituzte. Testuan azaltzen denaren arabera, sol-gel deritzon sintesi-metodoa erabili zuten, hau da, disoluzio bat (sol) prestatzen da konposatu aitzindariekin, eta, handik tarte batera, gel bihurtzen da eta horrekin estaltzen da titaniozko torlojua, eta berogailu batean tenperatura handiko tratamendua jasotakoan, ezarriko den torlojuan behin betiko itsatsita gelditzen da. “Silizioa erabiltzen dugu hasarazle gisa, ikerketa askotan frogatu baita konposatu hori osteoinduktorea dela, eta, hala, lortu nahi genuen helburuetako bat bete dezakegu. Horrez gain, materialak bakterioei aurre egiteko gai izan zitezen, zenbait agente bakterizida gehitu genituen”, argitzen du ikertzaileak.

Albiste itxaropentsua dakargu aste honetan. Izan ere, Osasunaren Mundu Erakundeak esan du rVSV-ZEBOV izeneko txertoak eraginkortasun handia erakutsi duela Ebolaren aurrean. Ginean egindako saioek balio izan dute frogatzeko, eta 2017ko amaierarako txertoaren lizentzia izatea espero da. Estomatitis besikularraren birusean (VSV) oinarritutako txerto errekonbinantea da. Erreplikatzeko konpetentea da birusa, baina ez du gaixotasunik garatzen, eta haren azalean Ebola birusaren glikoproteinak jarri dizkiote, birusarekiko babesa eragin dezan.

Elektronika

Municheko Unibertsitate Teknikoko (TUM) ikertzaile-talde batek lortu du grafeno-xaflari porfirinak, klorofilaren eta hemoglobinaren parte diren eraztun proteikoak, batzea. Elhuyar aldizkariak eman digu honen berri. Egitura hibrido berri horiek oso erabilgarriak izan litezke elektronika molekularraren arloan, non zirkuitu elektronikoak molekula-unitatez osatuta dauden, baita erreakzio kimiko asko azeleratzen dituzten prozesu katalitiko ugaritan eta gasen sentsore berrien garapenean ere.

Biologia eta eboluzioa

Homonimoetan, burmuinaren eta haginen bilakaera elkarri lotuta daudela pentsatzen da maiz; hau da, garuna handitu ahala, harrizko tresnak egiteko ahalmena eskuratu zutela gure aurrekoek, eta tresna horiek edukita hortzak hainbeste erabili behar ez zituztenez, horiek txikitu egin zirela. George Washington Unibertsitatean egin duten ikerketa batek, baina hankaz gora jarri du uste hori. Amaia Portugalek azaltzen digu afera: garunaren eta hortzen bilakaerak ez datoz bat. Ez ziren gertatu ez aldi berean, ez eta erritmo berean ere. Aida Gomez-Robles artikuluaren egile nagusiak dioenez, “ez dirudi kausazko harreman soila dagoenik garunaren tamainaren bilakaeraren, tresnen erabileraren eta hortzen tamainaren artean. Batez ere, homininoen bilakaeraren konplexutasuna aintzat hartuta, eta aldaketa horiek denbora tarte oso zabaletan gertatu zirela kontuan hartzen badugu”.

Ingeniaritza

Hormigoiaz eta eraikuntzaz dihardu Aimar Orbek honetan. Materialari buruz azalpen batzuk eman dizkigu honetan. Laborategiko mailan egindako saiakuntzek frogatu dute materialaren egokitasun mekaniko eta erresistentea. Aldiz, ikusteke dago eskala txikiko mugalde-baldintzak aldatuz gero, zelan berma litekeen egituraren segurtasuna. Hori dela eta, hormigoiaren baitan zuntz horiek hartzen duten kokapen eta orientazioa zehaztea lehentasunezkoa da. Ikerketa ildo ugarik dihardute kalitate kontrol teknika berriak aztertzen. Horietako askok, materialen propietate elektriko eta magnetikoak hartzen dituzte oinarri, saiakuntza ez-suntsikorrak garatuz, adibidez: korronte alternoko inpedantzia-espektroskopia (AC-IS ingelesez), erresistibitate elektrikoa, transmisio lerro ardazkidea zirkuitu irekian, uhin-gidari antenak eta metodo magnetikoak. Teknika hauek eraginkorragoak direla zuntzak material ferromagnetikoz, altzairuz, osatzen badira.

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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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Beatriz Sevilla , aunque no lo parezca al comienzo, narra, cual moderna trobairitz, la historia sin par de Hedy Lamarr.

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

El artículo #Naukas16 Pianos, torpedos y lo inesperado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Erabil daiteke Twitter zientzia-gaiei buruzko eskolak emateko modu eraginkorrean?  Ignacio López Goñik eta beste hainbestek posible dela erakutsi zuten mikrobiologia irakatsiz. Ignacio López Goñi berak azaltzen digu: The #microMOOCSEM initiative: Twitter as a tool for teaching and communicating science.

Ilehori eta ilehoriak daude. Batzuk azal zuria dute eta besteek oso beltzarana. Biak ala biak ilehoriak jaiotakoak dira baina bestelako bide genetikoetatik. José Ramón Alonsok argitzen digu kontua: Blonds and Blondes.

Oso material interesgarria izan arren, karbono atomoen kate lineal infinitua lortzea ez da bat ere gauza erraza. DIPCko ikertzaileek elkarlanean dihardute kate hauek lortzeko. Hona azalpena: A route to bulk carbyne.

Agian gose zara eta ez dago harategirik hurbil…. Ez arduratu, ez dakigu ezer konponduko dizun, baina laborategian haragia zelan hazi daitekeen kontatzen digu Sergio Laínezek: Growing hamburgers on a petri dish.

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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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