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Una de mis pasiones, en relación con la historia de las matemáticas, es la lectura sobre los diferentes sistemas de numeración, las distintas aritméticas y, en general, las matemáticas que han desarrollado los diferentes pueblos, las diferentes culturas, de todo el planeta, a lo largo de la historia de la humanidad.

Por una parte, cada pueblo ha desarrollado unas matemáticas muy particulares, relacionadas con su propia identidad, con su forma de vida, con el lugar y el tiempo en el que se han existido, con sus circunstancias concretas, lo que hace que estas matemáticas tengan sus propias características, diferentes de las de los demás pueblos. Sin embargo, al mismo tiempo podemos observar cómo existe una parte esencial de dichas matemáticas que es muy similar en todas las culturas, como si de alguna forma cada una inventara su propio descubrimiento de unas matemáticas ya existentes.

Tabla babilónica de multiplicar del 9, en base 60, encontrada en Nippur, del periodo 1400-1100 a.C. Colección Hilprecht, Universidad de Jena, Alemania

Las siguientes entradas de la sección Matemoción del Cuaderno de Cultura Científica me gustaría dedicarlas a conocer un poco sobre las matemáticas de los incas, y más concretamente, sobre su sistema de numeración y su aritmética.

El imperio inca –llamado Tawantinsuyu, “las cuatro regiones” en la lengua Quechua– se fundó aproximadamente hacia el año 1200 d.C. y estaba en su máximo apogeo cuando los conquistadores españoles, dirigidos por Francisco Pizarro (1478-1541), iniciaron la conquista de Perú, que acabaría con la anexión del imperio Inca a España. En ese momento, el imperio Inca se extendía de norte a sur de la zona del Pacífico de América del Sur, desde las actuales Argentina y Chile hasta Bolivia, Ecuador y Perú, alcanzando una extensión de unos 2.000.000 de kilómetros cuadrados.

Los conocimientos que hoy en día tenemos de la cultura incaica, y en particular, los de carácter científico y técnico, nos han llegado a través de las diferentes crónicas que se escribieron en la época por parte de cronistas “españoles” (algunos indígenas al servicio del imperio español), como Felipe Guamán Poma de Ayala (1534-1615), Gómez Suárez de Figueroa, apodado como Inca Garcilaso de la Vega (1539-1616), Pedro Cieza de León (1520-1554) o Martín de Murúa (1525/1540-1616/17).

Portada de la obra “Nueva corónica i buen gobierno” (1615), de Felipe Guamán Poma de Ayala

Pero centrémonos en las matemáticas del pueblo inca. Su sistema de numeración era, como para muchos otros pueblos que utilizaron sus manos para empezar a desarrollar el concepto de número y su aritmética, decimal. Además, era un sistema posicional, como nuestro sistema de numeración indo-arábigo, con la característica especial de que los números se representaban, como veremos, por medio de cuerdas, de los quipus.

Quipu inca del Museo Larco, de Lima (Perú), sobre el 1400 d.C. Fotografía: Claus Ableiter / Wikimedia Commons

El sistema decimal no solamente se utilizó para representar los números, sino que se utilizó como parte de la organización social del imperio. En la base de la estructura social estaban los puric, que eran los indios trabajadores, que además eran los que tributaban (campesinos, ganaderos, artesanos y soldados). Los purics se organizaban en grupos de diez (10), una cancha, que estaban bajo el mando de un cancha-camayo. A su vez, cada diez cancha-camayos, eran supervisados por un capataz, o pachaca-curaca, que tenía bajo su mando, a través de los 10 cancha-camayos, a 100 trabajadores, una pachaca.

Subiendo un poco más en la pirámide estaban los supervisores, guaranca-curacas, de una decena (10) de pachaca-curacas, una centena (100) de cancha-camayos y un millar (1.000) de indios tributarios, lo que se conocía como una waranqa. Y seguía la jerarquía, cada responsable con el control de diez personas de un rango inferior al suyo, con el huno-curaca o jefe de la tribu, con un total de 10.000 purics, lo que se conocía como un huno, a su cargo.

Por encima del huno-huraca estaba el gobernador de la provincia y más arriba el mandatario de cada uno de los cuatro cuarteles en los que se dividía el imperio. Y arriba de la gran pirámide estaba el Inca, el soberano del imperio inca.

Por ejemplo, en el texto Historia Natural y Moral de las Indias, del jesuita José de Acosta (1540-1600), podemos leer el siguiente párrafo:

“…es de saber que, la distribución que hacían los Incas de sus vasallos era tan particular, que con facilidad los podían gobernar a todos, siendo un reino de mil leguas de distrito, porque en conquistando cada provincia, luego reducían los indios a pueblos y comunidad, y contábanlos por parcialidades, y a cada diez indios ponían uno que tuviese cuenta con ellos, y a cada ciento, otro, y a cada mil, otro, y a cada diez mil, otro, y a éste llamaban Huno [huno-curaca], que era cargo principal; y sobre todos éstos en cada provincia un gobernador del linaje de los Incas, al cual obedecían todos, y daba cuenta cada un año de todo lo sucedido por menudo; es, a saber, de los que habían nacido, de los que habían muerto, de los ganados, de las sementeras.”

Dibujos de Cinchiroca, segundo Inca del imperio, y de su mujer Chympo Coya, del libro “Historia General del Perú. Origen y descendencia de los incas” (1616), del fraile vasco Martín de Murúa. Digital image courtesy of the Getty’s Open Content Program

Efectivamente, el sistema de numeración de los incas era decimal, como lo confirma, por ejemplo, el cronista Felipe Guamán Poma de Ayala en su texto Nueva corónica i buen gobierno (1615), al referirse a los quipu-camayos, los funcionarios de imperio que manejaban los quipus, dice así:

“…numeran de cien mil y de diez mil [y de mil] y de ciento y de diez hasta llegar a uno.”

Y también explica cuáles son las palabras utilizadas en la lengua Quechua para designar a los números:

“Suc [uno], yscay [dos], quinza [tres], taua [cuatro], pichica [5], zocta [6], canchis [7], puzac [8], yscon [9], chunga [10], yscay chunga [20], quinza chunga [30], taua chonga [40], pisca chunga [50], zocta chunga [60], canchis chunga [70], pozac chunga [80], yscon chunga [90], pachaca [100], uaranga [1000].

Chunga uaranga [10000][es un]huno, pachaca huno [100 x 10000], uaranranga [sic] huno [1000 x 10000], pantacac huno [incontable]”

Los incas utilizaban un dispositivo con cuerdas, el quipu (palabra que en Quechua significa “nudo”), para representar los números. Pero el quipu era más que un sistema de escritura numérica, era un instrumento para registrar información, como datos estadísticos relacionados con los datos de censo, la contabilidad tributaria, registros económicos y de producción, e informaciones numéricas similares relacionadas con el imperio Inca y su gobierno, que permitía conservar de forma duradera dichas informaciones numéricas.

Quipu del Museo Chileno de Arte Precolombino, como nos cuenta Marta Macho en su entrada El quipu: ¿algo más que un registro numérico?, “contiene 586 cuerdas organizadas en 8 sectores de 10 conjuntos de cuerdas, cada uno con hasta 13 niveles de información; almacena 15.024 datos cuyo significado se desconoce”. Fotografía de Inés Macho

Los Quipus podrían registrar también otro tipo de informaciones, como información histórica, poemas y canciones, genealogías, temporales, o incluso funcionar como calendario. Como podemos leer en el mencionado texto de José de Acosta:

“Fuera de esta diligencia, suplían la falta de escritura y letras, parte con pinturas, como los de Méjico, aunque las del Perú eran muy groseras y toscas; parte, y lo más, con quipos. Son quipos unos memoriales o registros hechos de ramales, en que diversos nudos y diversos colores significan diversas cosas. Es increíble lo que en este modo alcanzaron, porque cuanto los libros pueden decir de historias, y leyes, y ceremonias y cuentas de negocios, todo eso suplen los quipos tan puntualmente, que admiran. Había para tener estos quipos o memoriales oficiales diputados, que se llaman hoy día Quipocamayo, los cuales eran obligados a dar cuenta de cada cosa, como los escribanos públicos acá, y así se les había de dar entero crédito; porque para diversos géneros, como de guerra, de gobierno, de tributos, de ceremonias, de tierras, había diversos quipos o ramales; y en cada manojo de estos nudos y nudicos y hilillos atados, unos colorados, otros verdes, otros azules, otros blancos, y finalmente tantas diferencias, que así como nosotros de veinte y cuatro letras, guisándolas en diferentes maneras, sacamos tanta infinidad de vocablos, así éstos de sus ñudos y colores sacaban innumerables significaciones de cosas.”

Y como dice el texto de José de Acosta, los funcionarios del imperio encargados de manejar los quipus eran los quipucamayos, que tenían como trabajo construir los quipus, registrar las informaciones e informar de las mismas (es decir, interpretar los quipus) a los gobernantes. Había distintos quipucamayos que se dedicaban a recoger diferentes tipos de informaciones.

Dibujo de un quipucamayo, de hecho, el “contador mayor y tesorero” que informaba directamente al Inca, del libro “Nueva corónica i buen gobierno” (1615), de Felipe Guamán Poma de Ayala, que aparece con los dos instrumentos matemáticos incas, el quipu y la yupana, o ábaco inca

Cada aldea, provincia, región tenía sus propios quipucamayos. Loa gobernantes utilizaban estas informaciones para el gobierno de aldeas, provincias, regiones o todo el imperio inca. Como escribe el cronista Poma de Ayala “con los cordeles gobernaban todo el reino”.

Dibujo “los depósitos del inca”, del libro “Nueva corónica i buen gobierno” (1615), de Felipe Guamán Poma de Ayala, en el que se ve al administrador de los depósitos del inca, con un quipu en las manos, haciendo inventario del contenido de los depósitos ante el décimo Inca Topa Ynga Yupanqui

Los quipus eran cuerdas, normalmente fabricadas con algodón o fibra de camélido (obtenida de las llamas y alpacas), que solían constar de una cuerda principal, que era la columna vertebral del quipu, del que colgaban, anudadas a la cuerda principal, una serie de cuerdas colgantes sobre los que se realizaban los nudos que representaban los números. De estas cuerdas colgantes podían a su vez colgar otras cuerdas colgantes secundarias o incluso podían existir cuerdas superiores.

¿Cómo se representaba un número, mediante nudos, en cada uno de las cuerdas colgantes? Existían tres tipos de nudos, los nudos simples, los nudos largos y los nudos en forma de ocho.

Ejemplos de un nudo simple, un nudo largo (triple) y un nudo en forma de 8

Imagen con una secuencia de nudos que se inicia con dos nudos simples, realizados en las dos direcciones, que representan a 1 y nudos largos de dos a nueve giros, que representan a las cifras del 2 al 9, del artículo “Q’eros: a Study in Survival” –Natural History Magazine 1957–, de John Cohen

El nudo con forma de 8 representa al 1, pero solamente en la que va a ser la zona o posición de las unidades, los nudos largos representan los números del 2 al 9, en la zona de las unidades, y cada uno de los nudos simples representa una unidad en las posiciones de las decenas, centenas, millares, etcétera, de forma que si queremos representar cualquier cifra del 1 al 9 en una de estas zonas se hacen tantos nudos simples como indique la cifra, por ejemplo, 5 nudos para la cifra 5.

En la cuerda colgante en la que queremos representar nuestro número se marcan zonas numéricas equidistantes en función de las necesidades. La zona de las unidades sería la zona más alejada de la cuerda principal, la siguiente zona, hacia la cuerda principal, serían las decenas, la siguiente las centenas y así hasta la cantidad de zonas que se necesiten para representar nuestro número.

En el siguiente ejemplo de cuerda colgante de un quipu que he simulado, el número representado es el 123, ya que, en la zona más baja, por lo tanto la de las unidades, hay un nudo largo triple, luego nos marca un 3 en las unidades, en la siguiente zona, la de las decenas, tenemos dos nudos simples, luego nos marca un 2 × 10 = 20, y en la zona más cercana a la cuerda principal, la de las centenas en este caso, hay un nudo simple, luego marca un 1 × 100 = 100, y el número representado es el 3 + 20 + 100 = 123.

Representación del número 123 en un quipu simulado, con un nudo largo triple en las unidades, dos nudos simples en las decenas y un nudo simple en las centenas

No existía una cifra específica para el cero, pero los incas sí eran capaces de utilizar el vacío en la cuerda para representar que en esa posición no había ningún valor, es decir, se correspondía con el valor cero. Lo cual es esencial para cualquier sistema posicional, como pueda ser este o el indo-arábigo. En el siguiente ejemplo hemos representado el número 1.201, ya que en la zona de las unidades hay un nudo de 8, luego toma el valor 1, en la zona de las decenas no hay nudo, por lo tanto, el valor cero, en la zona de las centenas hay dos nudos simples, luego toma el valor 2 × 100 = 200, y en la zona de los millares hay un nudo simple, esto es, 1 × 1.000 = 1.000, luego el número representado en este quipu simulado es el 1 + 200 + 1.000, es decir, el número representado por 1.201 en nuestro sistema de numeración indo-arábigo.

El hueco vacío en la zona de las decenas indica que no hay decenas, y el número representado es el 1 + 200 + 1.000 = 1.201

En algunos quipus no solo se utilizan los nudos largos en la posición de las unidades, sino también para las demás posiciones, decenas, centenas, millares, etcétera. Por ejemplo, el número representado en el siguiente dibujo de un quipu, del magnífico libro de Georges Ifrah Historia universal de las cifras, es el 3.643, puesto que hay un nudo largo triple en las unidades (3), un nudo largo cuádruple en las decenas (40), un nudo largo séxtuple en las centenas (600) y un nudo largo triple en los millares (3.000).

Representación en una cuerda colgante de un quipu del número 3.643

Un grupo de cuerdas colgantes podía estar unido para representar una serie de cantidades (con el valor que tuviesen estas, número de personas, cabezas de ganado, etcétera) y su suma, como en la imagen siguiente. Las cuerdas A, B, C y D representan los valores, 38, 273, 258 y 89, respectivamente, y la cuerda colgante E, que engancha a las otras, representa la suma de estas cantidades 658 = 38 + 273 + 258 + 89.

Haz de cuerdas colgantes que recogen una serie de cantidades y su suma, 658 = 38 + 273 + 258 + 89. Del libro “Historia Universal de las Cifras”

Comenta Georges Ifrah que en el siglo XIX los pastores de las altiplanicies peruanas todavía registraban el número de animales mediante los quipus. Y presenta el siguiente ejemplo. Con cuerdas blancas (derecha en la imagen) se registraba el ganado caprino y ovino, en la primera cuerda las ovejas (254 en el ejemplo), en la segunda los corderos (36), en la tercera las cabras (300), luego los cabritos (40), los carneros (244), etcétera, cuyo total se recogía en la cuerda de enganche (874 cabezas de ganado caprino y ovino). Con las cuerdas verdes registraban el ganado bovino, en la primera cuerda los toros (203), en la segunda vacas lecheras (350), en la tercera vacas estériles (235), etcétera, y en la cuerda de enganche el total (788).

Ejemplo de quipu utilizado por los pastores de las altiplanicies peruanas, en el siglo XIX, para el recuento de ganado caprino y ovino, con cuerdas blancas, y de ganado bovino, con cuerdas verdes. Del libro “Historia Universal de las Cifras”

Como en el ejemplo anterior, de los pastores peruanos, el color de los quipus tenía diferentes significados. Por ejemplo, en el libro Antigüedades peruanas, de M. E. Rivero y J. D. de Tschudi, se explica que, por ejemplo, el rojo significaba un soldado o guerra, el amarillo, oro, el blanco, plata o paz, el verde, trigo o maíz, etcétera.

Incluso hoy en día, los indios de Bolivia y Perú siguen utilizando un sistema para registrar números emparentado con el quipu, cuyo nombre es el chimpu. Cada número está representado en un manojo de cuerdas, los nudos atados sobre una sola cuerda son las unidades, los nudos atados sobre dos cuerdas son las decenas, sobre tres cuerdas las centenas, sobre cuatro los millares, y así hasta la potencia de 10 que se necesite para cada número. En el siguiente ejemplo, que representa el número 5.477, los 7 nudos (o nudo largo de grado 7) que está más abajo, y que están sobre una sola cuerda, representan las unidades, los siguientes 7 nudos, que juntan dos cuerdas, son las decenas, después vienen las centenas, que son 4 nudos atados sobre tres cuerdas y, por último, 5 nudos atados sobre las cuatro cuerdas los millares.

Ejemplo de chimpu, descendiente del quipu, de Bolivia y Perú. Del libro “Historia Universal de las Cifras”

El quipu es un sistema de representación de los números basado en los nudos con cuerdas que utilizaron los incas, sin embargo, no es el único sistema de representación con nudos y cuerdas que ha existido. Han existido otros muchos ejemplos desde la antigüedad, … “pero esa es otra historia y debe ser contada en otra ocasión”.

En mi siguiente entrada de la sección Matemoción hablaré sobre la yupana o ábaco inca.

La poeta y artista visual chilena Cecilia Vicuña trabaja con el concepto de quipu en sus obras. Un ejemplo es la obra “Quipu womb” –quipu matriz-, de 2017

Bibliografía

1.- Georges Ifrah, Historia universal de las cifras, Espasa Calpe, 2002.

2.- George Gheverghese Joseph, La creta del pavo real, Las matemáticas y sus raíces no europeas, Pirámide, 1996.

3.- Felipe Guamán Poma de Ayala, Nueva corónica i buen gobierno, 1615. Versión online en la Biblioteca Real Danesa

4.- Diego Pareja, Instrumentos prehispánicos de cálculo: el quipu y la yupana, revista Integración, Departamento de Matemáticas UIS, vol. 4, n. 1, p. 37-55, 1986.

5.- José de Acosta, Historia natural y moral de las Indias, 1589. Versión online en la Biblioteca Virtual Miguel de Cervantes, 1999.

6.- Martín de Murúa, Historia General del Perú. Origen y descendencia de los incas (1616). Versión online en Getty Publications Virtual Library

7.- Marta Macho, El quipu: ¿algo más que un registro numérico?, Cuaderno de Cultura Científica, 2015

8.- Gary Urton, catálogo de la exposición Quipu, Contar anudando en el Imperio Inka, Museo Chileno de Arte Precolombino y Universidad de Harvard, 2003.

9.- Mariano Eduardo de Rivero y Ustáriz, Juan Diego de Tschudi, Antigüedades peruanas, Viena, 1851.

10.- Página personal de la poeta y artista visual chilena Cecilia Vicuña

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 Quipu y yupana, instrumentos matemáticos incas (I) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

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2. Juegos matemáticos con tabletas de chocolate
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Juanma Gallego Sare sozialetan zabaldutako milioika mezu aztertuta, ondorio garbia atera dute ikertzaileek: eguraldiak eragina dauka gizakien gogo-aldartean.

Eguraldi ona egiten duenean zoriontsuagoak gara. Euria edo hotza egiten duenean, berriz, kexu mintzatuko gara igogailuan norbaitekin topo egitean. Zentzuduna dirudi, logikak agindutakoa, baina, jakina da: usteak, erdia ustel. Hortaz, gauzak frogatu beharra dago. Plos One aldizkarian argitaratutako ikerketa batean berretsi dute ustea. Eta “berretsi” diogu, ez beste aurreko ikerketa baten emaitzak baieztatu dituztelako, arras zabalduta dagoen sinesmen hori babestu dutelako baizik: eguraldi eskasak gizakiaren gogo-aldartea baldintzatzen du. Eguzkiak eta epeltasunak mezu positiboak zabaltzera garamatzate. Sare sozialetan argitaratutako mezuek, bederen, hori adierazten dute. Baina hotz edo bero gehiegi egiten duenean, edo euri asko dagoenean, mezu negatiboak barra-barra zabaltzen dira sare sozialetan.

1. irudia: Eguraldiak gogo-aldartean duen eraginari buruzko ikerketak aurretik egin badira ere, orain arte lotura hori ez zegoen argi frogatuta. (Argazkia: Osman Rana / Unsplash)

Ameriketako Estatu Batuetako 75 hiri-eremutan Twitter eta Facebook sareetan zabaldutako mezuen analisian oinarritu dute ikerketa: 2009-2016 urteen artean Facebooken argitaratutako 2.400 milioi mezu eta Twitterren zabaldutako 1.100 milioi mezu aztertu dituzte. Ikerketaren arduradunek zaldu dutenez, Facebooken lagina Twitterrena baino handiagoa izan da, uste baitute sare horrek AEBko gizartea hobeto ordezkatzen duela (Internet erabiltzen duten helduen %80 omen dago “F” erraldoian).

Argitalpenen izaera positiboa ala negatiboa ote den bereizteko gai den tresna bat baliatu dute, eta bide horretatik analisi estatistikoan erabiltzeko moduko datuak eskuratzeko aukera izan dute. Analisia hobeto egin ahal izateko, berariaz eguraldiari loturiko mezuak ere kontuan hartu dituzte. Funtsean, mezuetan erabilitako hitz “positiboak” eta “negatiboak” neurtu dituzte, eta, ondoren, toki bakoitzean eguraldiari buruzko datuekin alderatu dituzte.

Eguraldiak sortzen duen eragin hau ez da, gainera, edonolakoa. Hondamendi naturalek sare sozialetan eragiten duten gogo-aldarteen aldaketen parean jarri dute eguraldiaren eragina. 2014ko abuztuan Kalifornian izandako lurrikara eta 2015eko abenduan San Bernardinon (Kalifornia, AEB) izandako tiroketa jarri dituzte adibidetzat.

“Klimak gure burua adierazteko dugun modua mugatzen du”, azaldu du prentsa ohar batean Massachusettseko Teknologia Institutuko Hedabideetako Laborategiko ikertzaile Nick Obradovitx-ek. Tenperatura altuak eta baxuak, prezipitazioak, hezetasun handiagoa edota hodeien handitzea, horrek guztiak gizakiaren sentimenduen adierazpenean eragina duela azaldu du ikertzaileak.

2. irudia: Big dataren alorrean, eguraldiari buruzko datuak oso erraz eskura daitezke, lege arazorik gabe. Etorkizunean, seguruenera, erabili ahal izango diren datuen katalogoa asko handituko da. (Argazkia: Kid Circus / Unsplash)

Ikerketa txostenaren sarreran aipatzen dutenez, hasiera batean hain zentzuzkoa dirudien harreman honen inguruan aurretik egindako ikerketak ez dira ados jarri. Eguraldiaren eta gogo-aldartearen arteko lotura egon zitekeela iradoki dute ikerketa horiek, baina eguraldia eta emozio positibo edo negatiboak lotuta ote zeuden ez zegoen argi. Hots, bi aldagaien arteko korrelazioa ikusten zen, baina jakina da korrelazio hutsak berez ez duela kausalitatea frogatzen. Orain aurkeztu dituzten datu berriak, berriz, nahiko adierazgarriak dira, batez ere azterketarako erabili izan den datu-basea bereziki joria delako.

Ikerketa guztietan ohikoa da emaitzek etorkizunean izan dezaketen ekarpena azpimarratzea, bai ikerketa bera justifikatzeko zein zientziaren balioa gizarteratzeko; eta kasu honetan ere hori egin dute ikertzaileek: eguraldiak izango duen eragina aurreikustea edota hedabideek zein sakelako telefonoetako laguntzaile adimentsuek informazio horren arabera haien mezuak egokitzeko aukera dira aipatu dituzten ideietako batzuk.

Argi dago, baina, aipatutako arrazoi horiek baino harago doala kontua. Ikerketa hau ere datorrenaren adierazgarria da: big dataren erabilerak aukera paregabeak eskainiko ditu aldagaien arteko loturak bilatu eta berresteko. Estatistikan laginak funtsezkoak dira, baina laginek beti lagin izatearen leloa erantsita dute gainean: adierazgarriak izan behar dute laginek. Hain sinplea ez bada ere, zenbat eta lagin hobeagoak, orduan eta estatistika fidagarriagoa aterako da.

Eguraldiaren inguruko datuak lege arazotan sartu behar izan gabe eskura dauden datu ohikoenak dira, eta horregatik erraza da horiek eskuratzea. Baina bizimodua gero eta digitalagoa den honetan (liburuen, hedabideen edota musikaren kontsumoa, erosketak, ibilbideak, web bidezko kontsultak… eta abar luze bat), datu-meatzaritzak ezusteko asko emango ditu, zalantza izpirik gabe. Askok etorkizun iluna iragartzen dute, gizakiari buruz ia guztia dakiten makinen mendeko mundu batean. Baina badira ere edalontzia erdi beteta ikusten dutenak, eta big data baliatuz gizakia lagunduko duten ziber-lagun metaliko berriak irudikatzen dituzte. Terminator hiltzailea edo Interstellar filmean irudikatutako TARS bezalako aliatu fina, hortxe dago erabakia. Seguruenera, bigarrena aukeratzen duten gehienek eguraldi txarrari ere aurpegi ona jartzen jakingo dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Baylis P, Obradovich N, Kryvasheyeu Y, Chen H, Coviello L, Moro E, et al. (2018). Weather impacts expressed sentiment, PLoS ONE 13(4): e0195750. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0195750

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Tetrápodos de agua dulce

Ejemplar macho de “Lithobates clamitans”. Foto: Contrabaroness / Wikimedia Commons

Todos los tetrápodos acuáticos proceden de ancestros terrestres, por lo que originariamente la concentración osmótica de sus fluidos corporales se encontraba entre 300 y 400 mOsm. La vida en los ríos de reptiles, aves y mamíferos no conlleva especiales dificultades desde el punto de vista osmótico, porque al no exponer sus superficies respiratorias al agua dulce y contar con un tegumento muy impermeable, la entrada de agua en el organismo a favor de gradiente de concentración es mínima, y puede compensarse elevando, de ser necesario, la producción de orina. A los efectos, ha de considerarse equivalente a la ingestión de agua que hacemos los tetrápodos terrestres al beber. Por otro lado, dada la gran capacidad de los túbulos renales de los reptiles para reabsorber iones y la flexibilidad de los riñones de aves y mamíferos, la pérdida de iones a través de la orina puede minimizarse y ser compensada fácilmente mediante la ingestión de sales con el alimento.

Las cosas son muy diferentes en los anfibios, ya que tienen una piel de gran permeabilidad, tanto que juega un importante papel en el intercambio de gases respiratorios y también puede permitir incluso la incorporación de agua de suelos húmedos cuando la necesitan. Por ello, en los anfibios se produce un flujo constante de agua hacia el interior. Para empezar, los miembros de este grupo tienen, en general, un medio interno bastante diluido: la concentración osmótica de la sangre de Pelophylax esculentus es, por ejemplo, 237 mOsm. La entrada de agua a favor de gradiente osmótico obliga a los anfibios a expulsar grandes volúmenes de orina. Lithobates clamitans elimina cada día un volumen de orina equivalente a la tercera parte de su masa corporal, y esa fracción llega al 58% en Xenopus laevis. La orina está, además, muy diluida; la de este último, por ejemplo, tiene una concentración de sodio que es diez veces inferior a la de la sangre, lo que indica una fuerte reabsorción de sales en los riñones. Como los demás reguladores hiperosmóticos los anfibios han de incorporar sales de forma extrarrenal, porque de lo contrario no podrían evitar una fuerte dilución del medio interno. Y eso lo hacen transportando activamente iones a través de las branquias cuando son renacuajos, y a través de la piel cuando son adultos.

En el mar

Un ejemplar de “Chelonia midas” en las costas de Hawaii. Foto: Brocken Inaglory / Wikimedia Commons

Los reptiles marinos, incluidas las aves, y los mamíferos marinos son reguladores hiposmóticos. El medio interno de estos tiene una concentración de alrededor de 400 mOsm, o sea, se encuentra en el margen superior de valores propio del conjunto de los tetrápodos. Dado que estos animales, como los de río, también respiran en aire, no exponen sus superficies respiratorias al agua de mar y, además, el tegumento conserva la alta impermeabilización que le permitió minimizar pérdidas de agua en el medio terrestre.

A pesar de ello, los tetrápodos marinos pierden agua por evaporación -a través de las superficies respiratorias- y algo a través de la piel. También tienden a ganar sales, porque el alimento suele tener alta concentración salina, sobre todo cuando se basa en invertebrados y algas marinas. Además, el alimento ingerido suele ir acompañado de cierto volumen de agua.

Los reptiles no son capaces de producir una orina más concentrada que el medio interno. Y en las aves lo más normal es que la orina sea levemente hiperosmótica con respecto al plasma sanguíneo. Por esa razón, para deshacerse del exceso de sales que incorporan con el alimento o al beber, necesitan un mecanismo adicional. En efecto, disponen de glándulas de sal, que se encuentran en la cabeza. Las glándulas producen una secreción cuya concentración osmótica puede ser cuatro o cinco veces más alta que la de la sangre, y también superior a la del agua de mar. Gracias a ellas, lagartos, tortugas y aves pueden obtener agua pura del agua de mar. En lagartos y aves las secreciones son evacuadas a través de los conductos nasales. En las tortugas se expulsan en forma de lágrimas. Las serpientes marinas son la excepción, porque sus glándulas de sal no parecen ser lo efectivas que debieran para evitar la deshidratación; por esa razón han de beber agua dulce. Ese factor limita su distribución a mares tropicales en los que se producen tormentas intensas que generan capas superficiales de agua dulce, o a las desembocaduras de los ríos.

Al menos en aves, el control de la producción de secreciones salinas a cargo de las glándulas corresponde a la división parasimpática del sistema nervioso autónomo. Cuando los osmorreceptores cardiacos o encefálicos detectan una subida en la concentración salina en la sangre, los nervios parasimpáticos liberan acetilcolina en las glándulas salinas, lo que induce la apertura de canales de Cl– y de K+ en las células de cloruro de las glándulas salinas. Así se produce la secreción.

Los mamíferos son los vertebrados que tienen la capacidad de producir la orina más concentrada. Ese rasgo es clave para permitir a cetáceos y pinnípidos una regulación hiposmótica efectiva. Los mamíferos marinos que se alimentan de peces teleósteos no tienen mayor problema, dada la baja concentración osmótica de los fluidos corporales de estos. Los que comen invertebrados -como la ballena azul, que se alimenta de krill- sin embargo, sí lo tienen, pues ingieren una comida cuya concentración de sales es idéntica a la del agua en la que viven.

En lo relativo a la cuestión de si beben o no beben, hay cierta controversia. De acuerdo con algunas determinaciones experimentales, al menos algunas focas beben agua de mar y pueden permanecer durante largos periodos de tiempo sin acceder a agua dulce. Y en lo que se refiere a los cetáceos, se cree que los delfines sí beben agua de mar, aunque no lo hagan en volúmenes importantes, y dado que se han visto ballenas comiendo hielo, se cree que siempre que tienen ocasión ingieren agua dulce para, de ese modo, aliviar parcialmente el trabajo renal. Los mamíferos carecen de glándulas de sal o estructuras equivalentes, por lo que solo disponen de los riñones para regular la concentración osmótica de su sangre a la vez que evitan la deshidratación.

Dejamos para el final el único anfibio conocido que frecuenta aguas salobres o saladas. Se trata de Fejervarya cancrivora, una rana que vive en los manglares del sudeste asiático y que se alimenta de cangrejos. La forma que tiene esta rana de resolver sus problemas osmóticos es mixta. Los renacuajos se comportan como los peces osteíctios marinos, regulando la concentración osmótica y salina de su medio interno y manteniéndolas en valores relativamente bajos. Las ranas adultas, sin embargo, hacen lo que los peces condrictios, acumulando urea en sus fluidos corporales. La única diferencia reseñable entre el comportamiento de estos y el de Fejervarya cancrivora es que esta, en vez de reabsorber la urea en el riñón como hacen los peces, reduce la producción de orina y así conserva la mayor parte de la urea sintetizada por el hígado.

En conclusión, los mecanismos que han desarrollado los tetrápodos acuáticos se asemejan mucho a los que conocíamos en otros grupos y más concretamente, en los demás vertebrados, los peces. La principal novedad son las glándulas de sal que aportan los reptiles, aunque glándulas similares ya eran conocidas en peces condrictios, si bien en una disposición muy diferente.

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

El artículo Los intercambios de agua y sales en los tetrápodos acuáticos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Una espectacular combinación de rodocrosita (rosa), calcopirita (amarillo latón y negro), cuarzo (blancuzco-incoloro), esfalerita (grisáceo) y pirita (amarillo oro, abajo a la derecha). Foto: Quebul Fine Minerals

A la hora de clasificar las rocas en primarias y secundarias los mineralogistas encontraron que los dos grandes problemas de la mineralogía, clasificación y origen, teníanmucho en común. De hecho, era muy difícil hallar una justificación para esta clasificación si no se tenía en cuenta la cosmogonía, esto es, el estudio del origen del planeta y los cambios que se habían producido en él desde entonces.

Desde el siglo XVII los cosmogonistas habían asumido, apartir de la forma globular del planeta, que en el algún momento del pasado había tenido que ser un fluido. En el motivo de esta fluidez ya se podían apreciar dos campos. Estaban los que afirmaban que la fluidez había sido debida al calor, pero eran minoría. La mayoría, los que se dedicaban a la mineralogía, precisamente, preferían el agua, como dejó por escrito Johann Joachim Becher en su Physicae subterraneae (1669).

Physicae subterraneae (1669)

Los mineralogistas de finales del XVII y del XVIII llegaron al convencimiento de que en algún momento del pasado la superficie de la Tierra estuvo cubierta por un océano muy rico en sustancias químicas. Las rocas primarias habrían sido las primeras en precipitar y cristalizar a partir de este océano formando las grandes cadenas montañosas. Esta conclusión venía soportada por el hecho de que los químicos de la época estuviesen convencidos de que los cristales solo podían formarse a partir de disoluciones acuosas y no a partir de sustancias fundidas.

Conforme el agua veía disminuir la concentración de sustancias y comenzaban a funcionar los mecanismos de la erosión, olas, lluvias, ríos, en las nuevas cadenas montañosas, el océano comenzó a decantar cieno que terminaba solidificándose y formando las rocas secundarias, estratificadas. Esta teoría, conocida como neptunismo, alcanzó su apogeo con Abraham Gottlob Werner. [1]

Edición de 2011 del libro de Rose.

Desde alrededor de 1830 a 1873 [2] los mineralogistas se vieron arrastrados por los desarrollos de la química moderna, lo que marcó la forma en la que miraban y clasificaban los minerales. Notablemente, sería Jöns Jacob Berzelius, un químico sueco, la persona que distinguió por primera vez entre silicatos y aluminatos, las dos grandes clases de compuestos más abundantes en la corteza terrestre. Como consecuencia de esta influencia química Gustav Rose publicó la clasificación de minerales más exhaustiva y amplia jamás publicada en su Das Krystallo-chemische Mineralsystem (1852). El libro de Rose es un hito de la ciencia y es tan completo que aún se reedita en lengua alemana.

La última edición del Dana, en 3 volúmenes (1962)

Sin embargo, en su día a día y por motivos prácticos, lo mineralogistas continuaron usando características externas. Friedrich Mohs, conocido por la escala de dureza, desarrolló toda una sistemática de identificación. Pero sería su adaptación a una audiencia americana por parte de James Dwight Dana la que terminaría triunfando. Tanto es así que su System of Mineralogy, publicado originalmente en 1837, no es que fuese un libro de consulta casi obligada como el de Rose, sino libro de texto de refrencia, con continuas actualizaciones hasta 1962 [3].

Notas:

[1] Por su interés, dedicaremos un capítulo completo a esta teoría y su alternativa, el plutonismo, más adelante.

[2] Si bien la primera fecha es groseramente aproximada y un tanto arbitraria, la segunda corresponde con la publicación del texto de microscopía mineral de Rosenbusch, que veremos en la siguiente entrega de la serie.

[3] Tanto es así, que cuando hablemos de clasificación mineral contemporánea ésta no será más que la de Dana actualizada.

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

El artículo Cosmogonías y química se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez Gazpio Bakterioak erraz sartzen dira etxeetako garbigailuetan: arropa zikina, oheko maindireak, komuneko eskuoihalak, garbigailuak berak erabiltzen duen ura, eta abar, mikrobioen iturri amaiezinak dira. Arroparen garbiketa amaitzean, bisualki eta higienikoki garbia egotea espero da, baina, etxeko garbigailuek arropa garbitzen badute ere, ez dituzte jantziak esterilizatzen. Horrek, zenbait kasutan, garbigailuan garbitu berri den arropan mikroorganismoak egotea ekar dezake. Garbigailuetan gertatzen diren prozesu mikrobiologikoak aztertu dituzten ikerketen ondorioen arabera, garbigailuan arroparen arteko mikroorganismo transferentziak gerta daitezke eta bakterio zein onddo patogenoen kopurua handitu egin daiteke arropa garbitu ondoren. Era berean, garbigailu bera erabiltzen duten lagunen arteko mikroorganismo trukaketak ere gerta daitezkeela frogatu dute.

1. irudia: Garbigailuek arropa garbitzen dute, baina, ez dute esterilizatzen. Tenperatura hotzean garbitzen denean, gainera, mikrobio gutxiago kentzen dira. (Argazkia: RyanMcGuire – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Azken hamarkadetan arropa garbitzeko prozedurak asko aldatu dira ingurumenagatik eta arrazoi ekonomikoengatik. Egungo garbigailuetan ez dira tenperatu altuak erabiltzen, ur gutxiago kontsumitzen da eta entzimetan oinarritutako garbigarriak gehiago erabiltzen dira lixiban oinarritutakoak baino. Guzti horrek asko aldatu du garbiketa egiteko prozedura, baina, baita arroparen higiene-kalitatea ere. Europan, oro har, 30-40 ºC arteko tenperaturak erabiltzen dira ohiko garbiketak egiteko eta oso kasu gutxitan erabiltzen dira 60 ºC baino tenperatura altuagoak -AEBn, esaterako, garbiketen %5ak bakarrik gainditzen du tenperatura hori-. Hain zuzen ere, tenperatura horretatik gora hiltzen dira bakterio patogenoak. Frogatu denez, 60 ºC azpiko tenperaturatan bakterioek bizirik jarrai dezakete eta arroparen kutsadura gurutzatua gerta daiteke -arropa batean dauden mikroorganismoak beste jantzi batera igarotzea-. Esaterako, Staphylococcus aureus eta S. epidermis bakterio patogenoek bizirik jarrai dezakete 50 ºC azpitik egindako garbiketa prozesuen ondoren.

Oro har, 40 ºC azpiko tenperaturak erabiltzen badira lixiba erabili behar da desinfekzio eraginkorra lortzeko. Lixibak kloroan edo peroxidoan oinarrituta daude -sodio hipokloritoa, kasu-, eta egun ere arruntak dira ospitaletako arropa garbitzen denean desinfekzioa lortzeko. Aitzitik, etxeko garbigailuetan erabiltzen diren garbigarriek ez dira desinfekziorako erabiltzen eta, hortaz, zikinkeria kentzea helburu duten produktuak erabiltzen dira. Horren ondorioz, bizirik jarraitzen duten bakterioek biofilmak osatzen dituzten garbigailuetan eta oso erresistenteak bihurtzen dira. Gainera, egungo garbigailuek plastikozko atal asko dituzte eta horiek oso egokiak dira mikrobioez osatutako biofilmak mantentzeko -frogatu denez, komunean baino mikroorganismo patogeno gehiago egon ohi dira garbigailuan-.

2. irudia: irudia: Garbigailuetan dauden mikrobioak karakterizatzea garrantzitsua da haiek modu eraginkorragoan kendu ahal izateko. (Argazkia: stevepb – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Biofilmak garbigailuan

Biofilmak mikrobioen biziraupenerako bizileku egokienak dira: mikrobio multzo handia elkartzen da eta zelulakanpoko substantzia polimerikoak ekoizten dituzten babes moduan. Babes horri esker, biofilmak erresistenteagoak dira eraso kimiko, fisiko eta mekanikoekiko. Oro har, etxeko hainbat lekutan biofilmak aurkitu izan dira, esate baterako, ontzi- eta arropa-garbigailuak, dutxak eta bestelako etxeko gainazal asko. Biofilm horietan, gainera, hainbat mikroorganismo patogeno identifikatu ahal izan dira. Esan bezala, arropa-garbigailuak dira biofilmak eratzeko aukera ezin hobeak eskaintzen dituen gunea: ingurune hezea eta nutriente ekarpen amaigabea aurkitzen dute bertan bizi diren mikrobioek.

Oro har, mikroorganismoak arropa zikinarekin edo urarekin batera sartzen direla frogatu da, eta gero biofilmak osatzen dituzte. Hain zuzen ere, horiexek dira arroparen usain txarraren erantzule nagusienak. Arestian aipatu bezala, egun erabiltzen diren garbiketa prozesuek asko laguntzen diete biofilmei, nagusiki, tenperatura baxuagoen eta lixibarik gabeko garbigarrien erabilpena. Esan behar da, biofilmetan osasun arazoak sorraraz ditzaketen mikrobioak identifikatu direla, nagusiki kutsatze gurutzatuaren ondorioz gerta daitekeena. Esaterako, jantzi estuen erabilpenaren eta garbiketaren ondorioz bagina-kandidiasia kutsa daitekeela frogatu da.

Ilka D. Nix eta bere lankideek biofilmetan dauden mikroorganismoen karakterizazioa egin zutenean sailkapen garrantzitsu bat egitea lortu zuten: garbigailuak duen garbigarriak gehitzeko ontzitxoetan eta atearen gomazko junturetan daude mikroorganismo gehienak. Ontzitxoetan bakterioak dira nagusi -Rhizobium sp., Ochrobactum sp., Methylobacterium sp. eta Rhodotorula spp.– eta gomazko junturetan, aldiz, onddoak -Acinetobacter spp., Pseudomonas spp. eta Cladosporium spp.-. Horren arrazoia zera da: onddoak tenperatura altuekiko erresistenteagoak dira bakterioak baino eta, hortaz, uraren tenperatura altuagoa jasan dezakete. Hala ere, zenbait bakterio eta onddo –Stenotrophomonas eta Rhizobium motakoak – bi lekuetan aurki daitezke.

Ikerketa horren ondoren, C. Callewaert eta bere lankideek antzeko analisia egin zuten etxeko arropa garbigailuetan gertatzen diren bakterio trukaketak aztertzeko. Haien ikerketaren arabera, Proteobacteria mota zen mikrobio mota ugariena eta Bacteroidetes zen bigarren multzorik garrantzitsuena. Bi horiek, ziur aski, garbigailura sartzen den urean zuten jatorria. Alabaina, kotoizko arropetan Actinobacteria eta Firmicutes motakoak ziren nagusi. Gainera, kotoizko arropa guztien kasuan, zikinak zeudenean detektatutako bakterio mota guztiak berriro detekta zitezkeen arropa garbian, alegia, garbiketa prozesuak ez du desinfekziorako balio. Are gehiago, zenbait bakterio kantitate handiagoan aurkitzen ziren garbiketaren ondoren. Antza, garbigailu barruan mikrobioen trukaketa gertatzen da arropa guztien artean eta horregatik bakterio mota gehiago aurki daitezke garbiketaren ondoren. Adibide moduan aipatzen dute Corynebacterium eta Staphylococcus sp. motakoak -besapean egon ohi direnak-, arropa guztira zabal daitezkeela garbiketaren ondoren.

3. irudia: Garbigailuen gomazko junturetan onddoak dira nagusi eta garbigarria jartzeko ontzitxoan, aldiz, bakterioak. (Argazkia: dawnsinclair – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Zer egin?

Biofilmen agerpenak hainbat arazo ekar ditzake, besteak beste, usain txarrak agertzea, garbigailua hondatzea eta azaleko gaixotasunak eragitea. Oro har, biofilmak kentzeko desinfekzio kimikoa -lixibak erabiliz-, fisikoa -gehiago zentrifugatuz, biofilma eskuz garbituz- edo termikoa -tenperatura altuagoan garbituz- egin beharko litzateke. Ikerketek erakutsi dutenez, garbiketa tenperaturak txikitzeko joerak desinfekzio prozesua oztopatzen du eta, horren aurrean, beste aukera garbiketa zikloen iraupena luzatzea da. Hala ere, ikerketetan aitortzen denez, ez dago argi tenperatura murrizketa guztiz oreka daitekeenik garbiketaren iraupena luzatuz. Lixiban oinarritutako garbigarriek desinfekzioa laguntzen dute, baina, arropari kalte egin diezaioke garbiketa sakonegiak. Beste aholkuen artean, gomendatzen da hilabetean behin tenperatura altuko garbiketa bat egitea, arroparik gabe eta lixiba erabiliz, garbigailua ahal den neurrian desinfekta dadin. Edozein kasutan, garbigailuetan dauden biofilmen azterketa gai berria da eta ikerketa gehiago beharrezkoak izango dira horien arriskuak ebaluatzeko eta, balizko osasun arriskuen aurrean irtenbideak bilatzen hasteko.

Erreferentzia bibliografikoak:

Callewaert Chris, Van Nevel Sam, Kerckhof Frederiek-Maarten, Granitsiotis Michael S., Boon Nico., (2015). Bacterial Exchange in Household Washing Machines. Frontiers in Microbiology, 2015 (6), 1381. DOI:10.3389/fmicb.2015.01381

Nix Ilka D., Frontzek André, Bockmühl Dirk P., (2015). Characterization of Microbial Communities in Household Washing Machines. Tenside Surfactants Detergents 2015 (52), 6, 432-440. DOI:doi.org/10.3139/113.110394

Informazio osagarria:

• Seriously, you should wash new clothes before you wear them, T. Pittman, huffingtonpost.com, 2018.
• Why you should watch out for these 5 gnarly chemicals in your clothing, J. Amatulli, huffingtonpost.com, 2016.

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Juanjo Unzilla

Las facilidades que ofrece Internet para el acceso y la transmisión de forma sencilla e inmediata de información han supuesto la aparición de nuevos escenarios para negocios y mercados tradicionales. En unos segundos se pueden hacer compras de materiales digitales o de productos físicos desde cualquier lugar donde se disponga de una conexión y un terminal con unas mínimas capacidades de procesamiento y conectividad. Ello ha acentuado la necesidad de analizar y hacer propuestas diferentes para el entorno digital, el entorno de los bits, de las que han servido para el comercio y el intercambio en el mundo físico, en el mundo de los átomos.

Uno de los escenarios que ha suscitado amplios debates y ha promovido grandes desarrollos de tecnología es el del comercio de contenidos digitales y la gestión de los derechos de propiedad intelectual asociados. Después de varios años debatiendo sobre ello, sigue sin existir una solución sencilla y aceptada por todas las partes implicadas. El marcado del material digital, ya sea en formato de texto, audio, imágenes o vídeo es una de las tecnologías que pretende ofrecer herramientas para hacer realidad esa solución sencilla, al menos en su uso.

Como todos comprobamos a diario, Internet es un magnífico instrumento para la difusión de contenidos digitales y ello es una gran ventaja para quien quiera difundir sus creaciones, ya sean canciones, videos, fotos o textos. Sin embargo, esta facilidad para la difusión y el acceso supone una debilidad en lo que respecta al control de los datos, en la medida que se facilita la obtención y copia de información, en muchos casos sin una adecuada gestión de los derechos de autor de la misma. A una persona que crea un contenido puede estar interesada darle la mayor difusión y llegar al mayor número de espectadores posible, pero a la vez evitar la falsificación, la apropiación por una tercera persona de su obra o la utilización ilegal de la misma. Para conseguirlo, necesita alguna forma de marcar sus trabajos para acreditar su autoría y sus derechos ante terceros, de forma que pueda demostrar que es el creador del material en cuestión. Las marcas de agua pueden ser una herramienta útil para ello.

Imagen: Wikimedia Commons

Marcas de agua digitales

Una marca de agua digital es una información o señal que se inserta en un contenido digital que puede ser utilizada para determinar la propiedad del mismo, saber quién lo ha creado y quién lo ha vendido o para asegurar su integridad. El término marca de agua procede de una analogía con las imágenes que se graban en los billetes para garantizar su autenticidad, muy difíciles y costosas de reproducir y que generalmente no son perceptibles a simple vista, pudiéndose observar al trasluz. En inglés se utiliza la palabra watermark, cuya equivalencia en español es filigrana, sin embargo, lo habitual es usar la traducción literal: water (agua) – mark (marca).

La utilización de marcas en distintos soportes, generalmente en papel o similares, es una técnica empleada desde la antigüedad. Los griegos ya la utilizaron, pero fue con la aparición de la imprenta cuando su uso se hizo más habitual. Su principal objetivo era la acreditación de la calidad del material así como la originalidad y autenticidad del mismo.

Al ser una marca de agua digital un conjunto de datos que se insertan directamente sobre el material multimedia, esto significa que la marca implica una modificación del propio contenido. La señal digital es modificada y algunos de los bits que representan el contenido son parcial o totalmente cambiados. En ningún caso estas modificaciones deben suponer una degradación de la calidad del material ni alterar las condiciones en las que éste va a ser leído, escuchado o visto.

Antes de pasar a explicar los diferentes tipos de marcas de agua y sus aplicaciones, voy a tratar de exponer de una forma sencilla los fundamentos científicos que se utilizan en esta tecnología.

El mundo en el que vivimos y en el que actúan nuestros sentidos es un mundo analógico. ¿Pero qué es eso de “analógico”? La palabra analógico procede de análogo, y ésta del griego (ana, reiteración o comparación y logos, razón) y según la RAE significa en su segunda acepción “Dicho de un aparato o de un instrumento de medida: Que la representa mediante variables continuas, análogas a las magnitudes correspondientes”, es decir, aquello que representa o mide una magnitud física mediante una función matemática continua. Una señal analógica, es según la Wikipedia, un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura o mecánicas como la fuerza.

En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc, son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continua.

Una onda sinusoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.

Desde hace varias décadas la información se almacena en formato digital por su mayor calidad, su mayor facilidad de procesado, compresión, transmisión, corrección de errores y regeneración y por su mejor respuesta al tratamiento del ruido y otras interferencias. Para ello es necesario convertir la señal analógica en digital, en una sucesión de ceros y unos. Y esto se hace con conversores analógico-digitales. Y para poder oír una canción, leer un texto o ver una foto o un video, dado que nuestros sentidos funcionan de forma analógica, es preciso realizar la conversión inversa. Para ello tenemos altavoces y pantallas que transforman los ceros y unos en sonidos e imágenes.

Nuestros sentidos tienen un rango limitado dentro del cual son capaces de percibir las señales que nos llegan: el oído sano sólo es capaz de oir aquellos sonidos que se encuentra entre los 20 Hz y los 20 KHz, lo que equivale a unas 10 octavas completas. Por debajo de 20 Hz, infrasonidos, o por encima de 20 KHz, ultrasonidos, nuestros oídos no perciben la señal. Lo mismo ocurre con la vista. El espectro visible, entre 400 y 700 nm de longitud de onda, se denomina así precisamente porque es lo que una persona puede ver. Longitudes de onda inferiores a 400 nm, ultravioleta, o superiores a 700 nm, infrarrojo, resultan invisibles para el ojo humano medio.

Pero el hecho de que no podamos ver u oír una señal no quiere decir que no pueda formar parte de la información que se envía o se almacena. Y es precisamente en estos límites donde podemos jugar para introducir información en forma de marca de agua digital.

Para el caso de imágenes, la marca de agua puede definirse como una imagen digital que se introduce en la imagen original y posteriormente puede ser recuperada y analizada de una forma u otra en función del tipo de marcado y de su finalidad. De igual forma se puede insertar un sonido no audible en una canción o ambas cosas a la vez, una imagen y un sonido, en el caso de un video. En el caso del vídeo se puede utilizar también la variable tiempo, es decir, en qué instante o instantes de tiempo de la secuencia se introduce la marca, o si en unos se modifica sólo el audio y en otros la imagen o se realiza una combinación más o menos compleja de ambas operaciones.

El principal problema planteado radica en la propia naturaleza del material creado digitalmente, ya que una vez producido el original, la realización de copias es un proceso sumamente sencillo, las copias son idénticas al original e indistinguibles de éste y entre sí. Es por ello que el valor añadido del material se produce exclusivamente en la creación del original, de forma similar a lo que sucede en la creación de software.

Las primeras aplicaciones de las marcas de agua fueron las destinadas a la identificación del autor y por ello, los requerimientos que debían satisfacer los métodos de marcado eran los siguientes:

• Debe ser invisible a la percepción humana y no debe afectar a la calidad del material digital.
• La marca recuperada debe identificar de forma no ambigua a la persona propietaria.
• No debe ser detectada mediante pruebas estadísticas.
• Debe ser difícil de eliminar, es decir, la marca debe ser robusta a los diferentes algoritmos de procesado de señal como pueden ser los filtros, compresiones, reescalados, etc..
• Debe ser difícil de falsificar.

En el caso de imágenes, los métodos y esquemas propuestos para el marcado digital se definen generalmente dos tipos de marcas, las visibles y las invisibles. De forma análoga podemos hablar de marcas audibles o inaudibles en el caso del audio. Así, los logotipos que aparecen en la transmisión de televisión pueden ser un ejemplo de marcas visibles. Sin embargo, las marcas invisibles se diseñan para ser lo más discretas e imperceptibles posible. Si se consideran otras aplicaciones como la garantía de posesión de un original o de no modificación, existen otras formas de clasificar las marcas teniendo en cuenta la técnica de procesado de la señal que se usa para insertar la marca, el método de extracción o el tipo de información que se incluye en el material digital cuando se produce el marcado.

Aunque el uso más extendido para las marcas de agua digitales es el de la protección de la propiedad intelectual, existen otras aplicaciones que además pueden requerir el uso de otras tecnologías como el cifrado o el uso de certificados digitales. En el siguiente artículo estudiaremos en mayor detalle las diferentes clasificaciones de marcas de agua digital propuestas, así como su nivel de adecuación a cada tipo de uso.

Sobre el autor: Juanjo Unzilla es ingeniero industrial, doctor en ingeniería de comunicaciones y profesor titular de telemática en el departamento de comunicaciones de la Escuela de Ingenieros de Bilbao (UPV/EHU). Ha trabajado extensamente en protección de derechos de autor en Internet.

El artículo Marcas de agua digitales, qué son y para qué sirven se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Todavía hay quien piensa que, en cierto modo, la cultura o la tecnología nos protege de determinadas presiones selectivas. La ropa nos protege del frío, la medicina de las enfermedades, la agricultura del hambre, etc. Desde ese punto de vista, la cultura humana estaría actuando contra la selección natural que es, como es bien sabido, el principal motor de la evolución de las especies.

Sin embargo, la cultura ejerce un papel muy diferente en la evolución humana. Dado que la cultura puede definirse, de forma amplia, como cualquier comportamiento aprendido, si alguno de esos comportamientos aprendidos se convierte, por las razones que fuese, en un factor selectivo, tendríamos que concluir que incide en la evolución de la especie humana, no sólo porque neutraliza ciertas presiones selectivas, sino también porque genera otras. Kevin N. Laland (St. Andrews, RU), John Odling-Smee (Oxford, RU) y Sean Myles (Cornell, EEUU y Acadia, Canadá), entre otros, desarrollaron esa noción de forma brillante en un artículo publicado hace unos años y que se ha convertido ya en un clásico. Laland, Odling-Smee y Myles hicieron referencia a dos aproximaciones diferentes a la interacción entre cultura y selección natural. Una es la conocida como hipótesis de la construcción del nicho, según la cual los organismos tienen una cierta capacidad para, modificando las condiciones físicas del entorno, incidir en la selección natural; actuarían de esa forma como codirectores de su propia evolución y de la de otras especies.

Y la otra aproximación es la de la coevolución genético-cultural, para la que los estudios antropológicos han proporcionado cierto respaldo. Los genetistas son capaces de identificar los genes que se encuentran sometidos a mayor presión selectiva en la actualidad. Calculan que son unos 2.000 genes (el 10%) los que muestran alguna evidencia de estar sometidos a presión selectiva, y el periodo de tiempo durante el que se viene ejerciendo esa presión es de entre 10.000 y 20.000 años. Muchos de esos genes se encuentran bajo presión “convencional”, como pueden ser los responsables de codificar el sistema inmune, o como los responsables del color de la piel, relacionada, quizás, con el clima y la geografía.

De entre los casos en los que una práctica cultural ha afectado al genoma, el ejemplo mejor conocido es el de la ganadería para producción de leche y el gen de la lactasa. La mayor parte de los individuos de nuestra especie “apaga” el gen de la lactasa poco tiempo después de ser destetados, pero los europeos del norte, que descienden de un grupo de pastores de ganado de hace unos 7.000 años, mantienen el gen “encendido” durante toda la vida. Gracias a ello, pueden consumir leche, ya que la lactasa es el enzima que digiere la lactosa, el azúcar de la leche. Sin ese enzima no se puede digerir y ello causa problemas digestivos que pueden llegar a ser muy severos. Pero resulta que la tolerancia a la lactosa no sólo ha aparecido en europeos del norte; en tres pueblos africanos de pastores también se ha producido y lo más curioso es que la mutación que lo permite es diferente en cada uno de los cuatro casos. La ventaja derivada de esa mutación debió de ser muy importante, ya que se ha extendido de forma considerable en un tiempo relativamente breve.

Además del de la lactasa, hay otros genes que están siendo afectados por cambios en la dieta y en el metabolismo. Se trata de comportamientos culturales que, muy probablemente, reflejan el gran cambio que se produjo hace 10.000 años en la dieta humana durante la transición al Neolítico y la aparición de la agricultura y la ganadería. Las gentes que viven en sociedades agrarias consumen más almidón y tienen copias extra del gen que codifica la síntesis de la amilasa (la enzima que digiere el almidón) que quienes dependen más de la caza o de la pesca.

Muchos genes relacionados con el gusto y el olfato también dan muestras de estar sometidos a fuerte presión selectiva, lo que quizás refleja un cambio de dieta de gran importancia. Y finalmente, también los genes que afectan al crecimiento óseo se encuentran sometidos a presión, debido seguramente a la pérdida de peso que ha experimentado el esqueleto humano al pasar de la vida nómada a la vida sedentaria.

Referencia:

Kevin N. Laland, John Odling-Smee y Sean Myles (2010): “How culture shaped the human genome: bringing genetics and the human sciences together”, Nature Reviews Genetics 11: 137-148 doi: 10.1038/nrg2734

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

El artículo La cultura no protege de la selección natural se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Eurasiako lehendabiziko lau hankadun sirenioa eta Europa mendebaldeko espezie zaharrena da topatu dutena.

1. irudia: “Sobrarbesiren cardieli” sirenioaren eskeletoko ia hezur guztiak aurkitu dira: 3 buru-hezur, orno eta saihets ugari eta aurreko eta atzeko gorputz adarretako hezurrak.

Duela 42 milioi urte bizi izan zen sirenio itsas mamifero espezie berria deskribatu dute: “Sobrarbesiren cardieli”. Geoparque Mundial de la Unesco Sobrarbe-Pirineosen egin dute aurkikuntza, egungo Huescako Pirinioan Kantauri itsasora zabaldutako golkoko itsasertza zen garai hartan. Ugaztun primitibo honen 300 fosil baino gehiago aurkitu dira eta 6 indibiduo ezberdin direla ikusi da, haien artean banako jubenilak eta helduak.

Ezagutzen diren itsas ugaztun herbiboro bakarrak dira sirenioak, hori dela eta, “itsas-behi” ere deitzen zaie. Gaur egun, lau espezie baino ez daude, latitude tropikaletako ibai eta kostaldeetan bizi diren dugongoak eta manatiak.

Duela 50 milioi urte azaldu ziren lehendabiziko ugaztun itsastar hauek eta Afrikako ugaztun lehortar talde bat izan zen beraien arbasoa. Uretako bizimodura egokitzeko hainbat aldaketa pairatu zituen sirenioen gorputzak: ilea eta belarrien galera eta gorputz hidrodinamikoaren garapena, lepoa laburtuta eta gorputz adarretan aldaketa sakonak pairatuta.

Aurrealdeko gorputz adarrak hegats bilakatu ziren eta atzealdekoak desagertzeko joera erakutsi dute, pelbis eta femur bestigialetara murriztuta geratu arte. Bestalde, birika luzangak garatu zituzten, ia animaliaren gorputz osoa zeharkatzen dutenak. Honek, hegats itxurako isats lautuarekin eta hezur trinko eta lodien garapenarekin batera, sakonera txikiko igerilari motelak izateko ahalmena eman die eta hondoko itsas landarediaz elikatuta bizi dira.

2. irudia: Itsas ugaztun herbiboro bakarrak dira sirenioak,. Gaur egun, lau espezie baino ez daude, horien artean irudiko dugongoak eta baita manatiak.

Sirenioaren izena, “Sobrarbesiren cardieli”, Sobrarbe eskualdearen eta aztarnategiaren aurkitzailearen (Jesús Cardiel Lalueza) omenez jarri diote. Sirenioen eboluzioaren lehendabiziko urratsak aztertzeko garrantzitsua da espezie berri hau, izan ere, oraindik lau hankadun sirenioa da, atzealdeko gorputz adarrak funtzionalak zituen eta ingurune urtarrera guztiz egokituta ez zegoen.

Castejón de Sobrarbe aztarnategiko indusketa paleontologikoak 2009an hasi ziren eta ordutik Erdi Eozenoko (duela 42 milioi urte, gutxi gorabehera) aztarnategi honetan ornodunen 600 bat fosil berreskuratu dira, horietatik 300 baino gehiago sirenioenak. “Sobrarbesiren cardieli” sirenioaren eskeletoko ia hezur guztiak aurkitu dira: 3 buru-hezur, orno eta saihets ugari eta aurreko eta atzeko gorputz adarretako hezurrak, animalia hauetan atal garrantzitsuenak direnak barne (pelbisa, femurra eta fibula edo peronea).

Fibula, gainera, ezagutzen den zaharrena da. Dortoka, krokodilo, musker, marrazo eta ugaztun txikien fosilak eta baita ornogabe eta landare fosilak ere aurkitu dira aztarnategian. Fosil hauekin eta aztarnategiko ikerketa geologikoarekin batera, Sobrarbesiren sirenioa bizi zen paleoingurunea nolakoa zen jakin da. Sobrarbe eskualdeko gune hau Bizkaiko Golkora zabaltzen zen itsasertzeko eremu bat izango litzateke, landaretza eta klima tropikal bateko delta batean amaituko zena.

Fosilen kontserbazio ona eta ugaritasuna dela eta, Sobrarbeko sirenioak munduko Erdi Eozenoko sirenio fosil bildumarik onena da. Haien interesa are gehiago areagotzen da “Sobrarbesiren” Eurasiako lehendabiziko lau hankadun sirenioa dela eta Europa mendebaldeko espezie zaharrena dela kontutan hartuta. Aurkikuntza honek, Iberiar Penintsula eta batez ere Huesca probintzia ugaztun urtar hauen eboluzioaren lehendabiziko urratsak aztertzeko munduko gunerik garrantzitsu bihurtu du.

Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Duela 42 milioi urte Huesca-ko Pirinioetan bizi zen sirenio ugaztun berri bat aurkitu da

Erreferentzia bibliografikoa:

Díaz-Berenguer, Ester, Badiola, Ainara, Moreno-Azanza, Miguel, Canudo, José Ignacio First adequately-known quadrupedal sirenian from Eurasia (Eocene, Bay of Biscay, Huesca, northeastern Spain), Scientific Reports, DOI: 10.1038/s41598-018-23355-w.

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“El mundo está lleno de cosas obvias a las que nadie observa ni por casualidad.”

Sherlock Holmes, en El sabueso de los Barkerville, según Sir Arthur Conan Doyle, 1902.

“BiC naranja escribe fino, BiC cristal escribe normal.
BiC naranja, BiC cristal,
dos escrituras a elegir.
BiC, BiC,… BiC, BiC, BiC.”

“Yo tengo en mi mano un cetro.
Mi cetro dice, habla, canta
con su punta luminosa:
en medio del papel planta
una luminosa rosa.
Entre mis dedos se mueve,
lo deslizo entre mis dedos
como una espada de nieve
en el centro de los ruedos.”

Blas de Otero, Bolígrafos, publicado en El Correo el 2 de abril de 2018.

La azada y el arado para el labrador, el yunque y el martillo para el herrero, el estetoscopio para el médico, la paleta y la grúa en la construcción y, en nuestro trabajo, por lo menos para mí, el bolígrafo, la pluma, el lápiz y, ahora, el teclado. Son las herramientas de trabajo para el que escribe. Me quedo con el bolígrafo pues es, sin duda, la herramienta que más utilizo. Contaré su historia.

El bolígrafo que ahora conocemos empezó a utilizarse en la década de los cuarenta del siglo pasado, hace casi 80 años, pero, como ocurre con todos los adelantos, tuvo precursores que hemos olvidado. Después de siglos de usar diferentes tipos de tinta para escribir, tinta que había tomar de un recipiente, la idea de ponerla en un tubo y colocar una bolita en un extremo cuya única función sea extenderla sobre la superficie en la que se quiere escribir, viene del siglo XIX. Sin embargo, presentaba muchas dificultades técnicas: fabricar bolas suficientemente pequeñas, colocar la bola en el cilindro con tinta, la propia tinta en exceso líquida o viscosa,… Todo ello se ha ido resolviendo con tiempo y mucho ingenio.

Casi todos los expertos nos recuerdan a John Loud, de Weymouth, Massachusetts, como el inventor del bolígrafo. Por lo menos recibió la primera patente de un cilindro con tinta y una bola en un extremo para escribir. Fue la patente número 392046 de Estados Unidos, de 30 de octubre de 1888. En el texto de la patente, Loud explica que su “invención consiste en un depósito de tinta mejorado, especialmente útil entre otros propósitos, para marcar superficies ásperas –como madera, papel rugoso, y otros artículos- que una pluma no lo puede hacer”. Loud trabajaba con pieles y necesitaba un instrumento de escritura para marcarlas.

Loud utilizaba un cilindro con la tinta, una bola metálica gruesa en el extremo para escribir y otras dos bolas de menor diámetro para que, junto a la grande, se deslizaran y no se atascaran. A estas últimas bolas las llamaba “anti-fricción”. Era difícil fabricar estas bolas y Loud fabricó algunos ejemplares de su invento pero nunca lo comercializó.

En los años siguientes, a finales del siglo XIX y principios del siglo XX, se presentaron varias patentes con el mismo sistema de bolas e, incluso, se fabricaron algunos de estos instrumentos de escritura, pero todos ellos tuvieron poco éxito. Las patentes se presentaron en Estados Unidos, Inglaterra, Francia, Alemania, Checoslovaquia y otros países.

Además, para los primeros bolígrafos se exigían características adecuadas para la manera en que se escribía entonces en los centros de trabajo. Por ejemplo, el sistema de bolas debía de ser lo suficientemente fuerte como para permitir una gran presión sobre el papel para la escritura simultánea de siete u ocho copias superpuestas en papel carbón.

En los años treinta se empieza a conocer al húngaro Laszlo Jozsef Biro, nacido en Budapest en 1899 y un verdadero “hombre del Renacimiento” tal como lo considera Henry Gostony, experto norteamericano en bolígrafos. Había estudiado medicina, era escultor, practicaba la hipnosis, pintaba, y era escritor y periodista y, además, inventor, que es lo que aquí nos interesa. Habían desarrollado una lavadora, un cambio automático para coches, la levitación magnética para trenes, un explosivo inflamable que luego sería el napalm, un método de separación de isótopos,… y, así, hasta 32 patentes.

Lazslo y su hermano György, químico, inventaron un instrumento de escritura con la bola en el extremo del cilindro para la tinta. Al diseño de Loud, con su bola central grande y las pequeñas alrededor para evitar una fricción excesiva, añadió un conducto de muy poco diámetro para llevar la tinta desde el depósito hasta la bola central. Así, consiguió que la tinta llegara a la bola por la gravedad y, además, por capilaridad al ser el conducto muy estrecho. La tinta, mejorada por György, el hermano químico, era muy viscosa para evitar los derrames y la evaporación pero, también, debía secarse lo más rápidamente posible en el papel.

Sin embargo, no consiguió que su invento interesara a financieros y fabricantes. Por casualidad, en un viaje por vacaciones en el Lago Balaton, en Hungría, o, según otros autores, en una estancia en los Balcanes, en Yugoeslavia, por su trabajo como periodista (era editor de un periódico con una tirada muy baja), una persona se interesó por aquel extraño instrumento de escritura que Biro utilizaba. Era el Presidente de Argentina Agustín Justo que le invitó a trasladarse a su país y, allí, montar una fábrica y comercializar su invento.

Era 1938 y, en principio, a los hermanos Biro no les interesó el viaje a Argentina, pero se veía venir la guerra en Europa y eran judíos. Huyeron a París en 1940 pero, cuando los nazis llegaron a la ciudad decidieron marchar a Argentina. En París habían conocido a un financiero, también húngaro, Johann Georg Meyne, dedicado a negocios de importación y exportación, que les ayudó a escapar y les acompañó a Argentina. Trabajaron juntos en el desarrollo del invento de Biro y se convirtió en uno de sus mejores amigos.

En Buenos Aires, Laszlo Jozsef Biro se convirtió en Ladislao José Biro, su hermano György fue Jorge Biro, y a Johann Georg Meyne se le conoció como Juan Jorge Meyne. Ladislao José Biro fundó la empresa Biro-Mayne-Biro, con su socio y su hermano.

Para 1943 ya tenían un modelo que funcionaba y al que llamaron Eterpen. Los hermanos presentaron la patente en Estados Unidos y se les concedió la certificación el 11 de diciembre de 1945 con el número 2390636. Antes, desde Hungría, habían patentado el invento en su país y en Suiza en 1938, en Francia en 1939, y, más tarde, desde Argentina, en ese país en 1940 y 1947.

Los hermanos Biro lo llamaron “esferográfica” pero se popularizó, sobre todo en Argentina pero también en muchos otros países, como biro, por el apellido de su fabricante. Poco después apareció el término bolígrafo que, por lo que sé hasta ahora, llegó desde España. El industrial catalán Amadeo Arboles registró en 1946 la marca “bolígrafo” a nombre de su madre Antonia. Al principio se le conoció como “pluma atómica” pero, en 1960, el término “bolígrafo” y el instrumento habían sido aceptados por el público y eran de uso común. Y pronto fue incluido como genérico en el “Diccionario de la lengua española”, que dice:

“Bolígrafo. Instrumento para escribir que tiene en su interior un tubo de tinta especial y, en la punta, una bolita metálica que gira libremente.”

Amadeo Arboles era dueño de la empresa “Estilográfica Nacional” y fabricante de plumas y, en pocos años, también de bolígrafos con la marca Arpen. La empresa todavía sigue funcionando hoy con el nombre Molin.

Pero volvamos a 1943, en plena guerra mundial. Henry Martin, que había ayudado en la financiación del invento de Biro, le compró los derechos y contrató la venta de miles de bolígrafos a la RAF, la Real Fuerza Aérea inglesa, para usarlos en sus bombarderos. Funcionaban bien en altura, no les afectaban los cambios del clima y llevaban tinta que no se secaba y duraba mucho tiempo. Eran evidentes sus ventajas para el uso militar.

Llegó la noticia al Departamento de Guerra de Estados Unidos y, después de probarlo, se lo ofrecieron a las compañías Eversharp, Parker y Sheaffer y, aseguraron que, si los fabricaban, se los comprarían. En agosto de 1944, comenzó la fabricación en la Sheaffer.

Entonces entra en nuestra historia Milton Reynolds, de Chicago. Unos seis meses después de la decisión del Departamento de Guerra, Reynolds se interesó por el invento. Era un empresario, nacido en Minnesota, que había invertido en muchos negocios e inventos, y se había hecho millonario y, también, se había arruinado unas cuantas veces. Por ejemplo, fue uno de los primeros inversores en Syntex, la empresa pionera en la píldora anticonceptiva.

Mientras tanto, en Argentina y en 1944, Biro había cedido los derechos del bolígrafo o, mejor, del biro, para Estados Unidos a las compañías Eversharp y Eberhard Faber por dos millones de dólares. Comercializaron el invento con la marca Birome, de Biro y Meyne, y lo llamaron esferográfica.

Reynolds vio, en un comercio de Chicago, unos de los escasos bolígrafos de Biro. Era uno de los fabricados en Inglaterra por la compañía Miles-Martin para la RAF. Reynolds creyó en la importancia del producto y pensó que tendría unas grandes ventas al acabar la guerra. Declaró que era el sueño de los inversores. Viajó a Buenos Aires para conocer a Biro e investigar el origen de aquel producto tan sugestivo y que veía con un gran futuro. Allí se encontró con que los derechos ya eran de Eversharp y Eberhard Faber y volvió a Chicago dispuesto a fabricar su propio bolígrafo.

Contrató a un par de expertos ingenieros mecánicos y fabricó un prototipo de bolígrafo que no era exactamente igual al que vendía Biro. Este tenía la patente en Estados Unidos y Reynolds no lo podía copiar. En el bolígrafo de Biro, la tinta llegaba a la bola por gravedad y capilaridad pero, en el de Reynolds, solo lo hacía por gravedad. Y Reynolds era un genio de las ventas y lo anunció por todas partes. Decía, entre otras cosas, que “escribe bajo el agua”. Además, en años anteriores, Reynolds había vendido otros productos a muchas tiendas y grandes almacenes y, por ello, tenía una buena lista de posibles clientes con sus encargados de compras. Contactó con Gimble, unos grandes almacenes de Manhattan, firmó con ellos una exclusiva y les vendió 50000 bolígrafos que todavía no había fabricado. Volvió a Chicago y buscó una empresa para fabricarlos. La producción comenzó el 6 de octubre de 1945 y, solo 23 días después, los primeros bolígrafos Reynolds se vendía en Gimbel, en la tienda de la calle 32 de Manhattan con fecha 29 de octubre de 1945. El precio era de $12.50, aunque solo costaba 80 centavos fabricar cada unidad. Se convirtió en el perfecto regalo de Navidad de aquel año. Hacía mes y medio se había rendido Japón y había terminado la Segunda Guerra Mundial.

Para fabricar su bolígrafo Reynolds fundó la Reynolds International Pen Company. Consiguió, después del estreno del 29 de octubre, vender ocho millones de bolígrafos en seis semanas y por valor de $5.3 millones en tres meses. La compañía Eversharp, que tenía los derechos de la patente de Biro, denunció a Reynolds por copias su producto, y Reynolds contraatacó con una denuncia contra Eversharp por restringir la libertad de comercio. No he encontrado datos exactos de quien ganó todos estos juicios pero, está claro, todos se beneficiaron de la publicidad que despertaron. Era lo que se llamó la “guerra de los bolígrafos”. Fue cuando Eversharp fundó Parker, y un socio de Reynolds, Paul Fisher, creó Fisher, compañías que compitieron con Reynolds y todavía se mantienen en el mercado.

Cuando Eversharp empezó a vender sus bolígrafos con licencia Biro, era mediados de 1946 y el mercado ya era de Reynolds. Además, llegaron al mercado más de 150 firmas vendiendo cada una sus propios bolígrafos. Los compradores pronto detectaron que los bolígrafos Biro de Eversharp no eran tan buenos como los de Reynolds. Lo mismo pasaba con muchos de los bolígrafos de otras marcas: eran malos, las ventas cayeron y el precio comenzó a bajar desde aquellos extraordinarios $12.50 del primero de Reynolds. Sin embargo, las ventas, en número de bolígrafos vendidos crecían vertiginosamente: casi nada en 1949, 50 millones en 1951, 300 millones en 1957, 475 millones en 1958, 650 millones en 1959, 900 millones en 1061, y 1000 millones en 1962.

Pronto Reynolds comenzó a exportar sus bolígrafos a todo el mundo y, sobre todo, a Europa donde había dinero para comprarlos. Pero fue en Francia, en concreto, donde apareció el que conseguiría colocar un bolígrafo en el bolsillo de casi todos los habitantes de nuestro planeta. Se llamaba Marcel Bich y, con Edouard Buffard, fundó en Clichy, Francia, una empresa que fabricó un bolígrafo de plástico en 1948. Lo comenzaron a vender en Francia en 1953 con la marca, ahora famosa, de BiC, pensada solo con quitar la h del final del apellido del fundador. Era de plástico transparente y de sección hexagonal, lo que facilitaba el agarre y escribir con precisión por el usuario. La bola es de tungsteno según una patente sueca. Las bolas del bolígrafo de Biro eran de acero inoxidable y se fabricaban según técnicas de los relojeros suizos. El BiC escribe entre tres y cinco kilómetros de tinta.

En 1958 compró Waterman y entró en el mercado de Estados Unidos. Fue el modelo Cristal el primero que se vendió en aquel país. En la actualidad, BiC vende 20 millones de bolígrafos al día, unos 57 por segundo, y la empresa ha declarado que, en toda su historia, habían vendido 100000 millones de bolígrafos.

Referencias:

Anónimo. 2013. Estilográfica Nacional, la marca pionera de bolígrafos en España. La Vanguardia 26 abril.

Brachmann, S. 2014. The evolution of modern ballpoint pen: A patent history. IPWatchdog Blog. December 10.

Gostony, H. & S. Schneider. 1998. The incredible ball point pen. A comprehensive history & price guide. Schiffer Publ. Ltd. Atglen, Pennsylvania. 160 pp.

Hilton, O. 1957. Characteristics of the ball point pen and its influence on handwriting identification. Journal of Criminal Law and Criminology 47: 606-613.

Jiménez Cano, A. 2018. Historia del bolígrafo. Bolígrafos con Propaganda Blog. 21 febrero.

U.S. Patent nº 392046, October 30, 1888. John J. Loud.

Wikipedia. 2017. Ladislao José Biro. 6 noviembre.

Wikipedia. 2017. Marcel Bich. 13 noviembre.

Wikipedia. 2018. Milton Reynolds. 31 enero.

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 Historia del bolígrafo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxune Martinez

Biologia

The Cornell Lab of Ornithology New Yorken dagoen Cornell Universityren ikerketa gunea da. 1915. urtean sortua, ordutik hona hegaztien ikerketa eta kontserbazioa dute gidalerro. Zientzia erabiltzen dute mundua ulertzeko eta kontserbazioa bideragarria izan dadin bideak aurkitzeko. Asier Sarasua biologoak Sustatu agerkarian kontatu digu maiatzaren 5ean Global Big Day ekimena antolatu zutela. Helburua izan zen, munduko txorizaleak aktibatu eta txorien behaketa masiboa egin ondoren jasotako datuak eBird.org plataforman gehitzea. Emaitzak nabarmenak izan dira, munduan zehar 28.000 txorizalek jasotako datuak gehitu dira datu-basean, guztira 1,6 milioi txori behatu zituzten.

Kilometro askotako bidaiak egiten dituzten hegaztiak daude. Migrazio luzeak egiten ditu, esaterako, ipar-txenadak. Hegazti hau eskualde artiko eta azpiartikoetan bizi da eta urtero Antartikarako bidaia abiatzen du neguan. Migratzaile aparta eta miresgarria da, urtero ia 40.000 kilometro egiten dituen ipar-txenada (Sterna paradisiaea). Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia biologoek azaldu digute, hori baino migrazio luzeagorik egiten duen animaliarik ez dela ezagutzen. Izan ere, ipar-txenadak bizitza osoan zehar, ilargira joan eta itzultzeko bidaiaren pareko distantzia egiten du! Zientzia Kaiera blogean, migratzaile aparta.

Zer gertatzen da animaliak drogaren mende suertatzen direnean? Josu Lopez-Gazpio kimikariak hainbat adibide plazaratu ditu asteon: 2016an Galesen marihuana landareen hondakinak jan zituen artaldeak pairatutako gaitza; drogak elefanteengan duen eragina ikertzeko erabili zuten elefantearen kasua edo substantzia psikoaktiboen eraginpean egonik hainbat forma eta tamaina desberdinetako sareak egin zituzten armiarmena. Kasu guztietan Josuk erakutsi digu drogek, gizakiengan gertatzen den bezalaxe, albo ondorioak dituztela animalietan ere. Besteak beste, desorientazioa, despertsonalizazioa, haluzinazioak edota paranoia eragin ditzakete. Datu guztiak “Animaliak drogatzen direnean” artikuluan.

Genetika

“Genomaren zaindaria” ezizenarekin ezagutzen da TP53 genea, berak sortzen baitu proteina garrantzitsu bat: p53 proteina. Gene honek beste 1.457 generekin elkarrekintzak ditu eta 112 prozesu biologikoetan parte hartzen du. Bera da gene ikertuen artean ohorezko tokia duena, XXI. mendeko lehen hamarkadan piztu zen berarekiko interesa eta ordutik aurrera gehien ikertu den genea dela azaltzen digu Koldo Garcia ikertzaileak. TP53 geneak p53 tumore-proteina sortzeko aginduak ematen ditu eta p53 proteina oso garrantzitsua da, tumore-ezabatzaile gisa jarduten baitu. Proteina hau gorputz osoko zelulen nukleoan aurkitzen da eta ezinbestekoa da zelula-zatiketan erregulatzeko eta tumoreen sorrera prebenitzeko.

Ingurumena

Egia esan ozono geruzari eragiten dizkiogun kalteak aztertzerakoan gutxitan pentsatzen dugu gure smartphoneak edo on-lineako jarduerak ere baduela eragina. Izan ere, zenbateko kostu energetikoa dauka sare sozialetan egiten dugun jardunak? Zenbat CO2 isurtzen dugu sare sozialetako jardunagatik? Egin kontuak: txio batek 90 joule inguru kontsumitzen ditu, hau da, 0.02g CO2 emisioen baliokidea. Segundo bakoitzeko 8.000 txio inguru argitaratzen dira. Azkue Fundazioak eman ditu datu zehatzak Sustatu agerkarian asteon: Internetek eta sare sozialek sortutako karbono aztarna.

Sydneyko Unibertsitateko Arunima Malik ikertzaileak gidatu duen nazioarteko ikertalde batek turismoaren aztarna ekologiko osoa neurtu du. Ikerketaren emaitzak adierazi du turismoaren aztarna ekologia uste zena baino handiagoa dela. Elhuyar aldizkarian jakinarazi dutenez, turismoa karbono-igorpen globalaren % 8aren erantzulea da, orain arte %4era ez zela heltzen uste zen arren.

Fisika

Pedro Miguel Etxenike fisikaria elkarrizketatu zuen Berriako Arantxa Iraola kazetariak. Europako Fisika Elkarteko kide berria izendatu dute zientzialaria, egindako ibilbideari nazioarteko aitormena emanez. Haren ibilbideaz eta zientziak gizartean duen garrantziaz jardun du DIPCko presidenteak elkarrizketan. Etxenikeren esanetan zientzia gizarteratzeak onurak dakarzkio gizarteari: “zientifikoki ongi informatutako gizarte bat libreagoa da; kultuagoa izanda, presio taldeek manipulatua izateko arriskua txikiagoa da, eta ahalmen handiagoa du herritar modura erabakiak hartzeko”. Merezi du Berriak argitaratutako solasaldia osorik irakurtzea: «Gero eta etika dudazkoagoan biziko gara; zalantzan bizitzen ikasi beharko dugu».

Medikuntza

Batzuetan gauzak aldrebesak bihurtzen dira. Hori berori da egun gertatzen zaiguna, adibidez, antibiotikoekin. Juanma Gallego kazetariaren hitzetan, “antibiotikoak bi ahoko armak dira: akabatu nahi ditugun bakterioak akabatzen dituzte, eta, bide batez, akabatu nahi ez ditugunak ere”. Horrez gain, osasun arloan badugu beste arazo bat, bakterioek antibiotikoen aurrean garatu duten erresistentzia. Munduko Osasun Erakundearen esanetan, gizateriak hurrengo urteetan izango duen arazo nagusienetakoa izango da berori. Mutazio genetikoei esker bakterioak antibiotikoen aurrean erresistente bihurtzen dira, eta horrek armarik gabe uzten gaitu haien aurkako borrokan. Baina esperantzarako bideak ere ireki dira. Juanma Gallegok asteon argitu digu, ikertzaile talde batek aurkitu duela lurzoruan bizi diren hainbat bakteriok penizilina “jateko” erabiltzen duten estrategia zein den, eta horri esker antibiotiko hobeagoak lortzea espero da.

Ikertzaile talde batek lehen aldiz lortu du giza garun organoideak beste espezie batean txertatzea. Elhuyar aldizkarian jakinarazi du Aitziber Agirre kazetariak, AEBko Salk Institutuko ikertzaileek giza zelula ametan oinarritutako garun txikien antzeko egitura batzuk sortu ondoren saguetan transplantatu dituztela eta funtzional mantentzea lortu. Xehetasun guztiak “Giza garun txiki funtzionalak lortu dituzte, saguei transplantatuta” artikuluan.

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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: Uxune Martinez, (@UxuneM) Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko Zabalkunde Zientifikorako arduraduna da eta Zientzia Kaiera blogeko editorea.

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

Una hormona es una molécula que puede hacer multitud de cosas, dependiendo de multitud de factores. Por eso no existe una relación directa como “la hormona del amor”. Establecido eso, Carmen nos habla de la neurobiología del comportamiento maternal (y del paternal) como solo ella puede hacerlo.

Carmen Agustín: La hormona del amor no existe

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

El artículo Naukas Bilbao 2017 – Carmen Agustín: La hormona del amor no existe se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Naukas Bilbao 2017 – Ignacio López-Goñi: Las bacterias también se vacunan
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Emaitza interesgarriak ditu geometria konputazionaleko klasiko baten hedapenak. David Ordenen Down in the depths ‘on’ Carathéodory’s theorem

Substantzia erabilgarrien iturri gisa interesgarria izan daiteke zurezko hondakinen aprobetxamendurako metodo berri bat. Pablo Ortizen artikulua Chemicals and fuels from plant waste

Ikuspuntu klasikotik ikertu daitezkeen portaerak eragin ditzakete tamaina pikometrikoko barrunbeek. DIPCkoek The multiscale nature of picocavities: a classical view to a quantum effect

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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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Piezas de oro del Tesoro de El Carambolo. Imagen: © Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía / J. Morón.

El Tesoro de El Carambolo es una colección de piezas de oro del primer milenio antes de de la era común, cuyo origen ha sido durante unos 50 años el epicentro de un controvertido debate. Nuevos análisis químicos e isotópicos llevados a cabo por el Servicio de Geocronología y Geoquímica Isotópica – Ibercron de la UPV/EHU, por encargo de la Universidad de Huelva y del Museo Arqueológico de Sevilla, sugieren que el origen de ese oro no está a miles de kilómetros de donde se encontró dicho tesoro sino en un yacimiento situado a tan solo 2 km del lugar.

El elevado valor museístico de esta colección de piezas de oro limita drásticamente la posibilidad de usar técnicas clásicas de análisis de muestras disueltas, por lo que se ha utilizado de forma complementaria “un tipo de ablación láser que hace un pequeño orificio de tan solo unas 100 micras o 0,1 mm”, explica la doctora Sonia García de Madinabeitia, una de las encargadas de llevar a cabo los análisis. El citado servicio posee uno de los pocos laboratorios existentes en el contexto internacional que realiza análisis de isótopos de plomo para investigaciones arqueológicas. El laboratorio combina un sistema de ablación láser con la espectrometría de masas con fuente de plasma “con el que hacemos tanto los análisis de isótopos como los análisis elementales directamente sobre muestras sólidas y con la mínima afección posible”.

El grupo de investigación de la UPV/EHU determina las relaciones isotópicas en objetos arqueológicos, así como en los materiales relacionados con la manufactura de dichos objetos y en los potenciales minerales utilizados en su elaboración, a fin de establecer la procedencia de las materias primas. Según explica García de Madinabeitia, “estamos estableciendo una base de datos de los distintos yacimientos mineros antiguos, con los que establecer la relación que hay entre el resto arqueológico y la posible mina de la cual procede”.

“Nos basamos en una especie de huella dactilar del plomo —explica la investigadora—. Las relaciones isotópicas del plomo son diferentes en función de los materiales utilizados y de la edad de esos materiales, y nosotros determinamos la relación isotópica que tiene ese plomo. Porque hay notables diferencias de unos yacimientos minerales a otros”. Además de ello, los investigadores del laboratorio realizan análisis elementales, es decir, cuantifican los elementos traza y ultratraza que tienen los materiales, “porque sabemos que una mina por mucho que sea una mina de oro o de plata, los materiales nunca son puros, sino que tienen una serie de trazas y ultratrazas que permiten luego establecer relaciones entre los materiales arqueológicos y los materiales geológicos”, añade García de Madinabeitia.

Son muchos los grupos de investigación de centros e instituciones tanto de España (universidades, diputaciones, museos, CSIC, etc.) como de otros países (Reino Unido, Italia, Portugal, Francia, Estados Unidos, Australia) que han utilizado los datos obtenidos en el laboratorio de la UPV/EHU para investigar la procedencia de los metales en objetos arqueológicos de la más variada índole: desde pendientes de bronce etruscos, pasando por brazaletes y anillos de plata, lingotes y urnas funerarias de cobre o plomo, armas y útiles diversos de bronce, metalurgia nurágica de Cerdeña y otros muchos restos cuya antigüedad oscila entre 1.000 y 5.000 años.

A través de los numerosos estudios llevados a cabo por el grupo de investigación de la UPV/EHU, se han puesto de manifiesto hechos sumamente interesantes para el conocimiento de la antigüedad, como, por ejemplo, el abastecimiento local y el comercio de metales en el sur de la Península Ibérica mucho antes de la llegada de los primeros pueblos del Mediterráneo Oriental; el reciclaje del oro por las culturas del bajo Guadalquivir desde 3000 años antes de Cristo; o bien, el uso durante la Edad de Bronce de materias primas procedentes de áreas alejadas miles de km de distancia.

Referencia:

F, Nocete, R. Sáez, A.D. Navarro, C. San Martin, J.I. Gil-Ibarguchi (2018) The gold of the Carambolo Treasure: New data on its origin by elemental (LA-ICP-MS) and lead isotope (MC-ICP-MS) analysis Journal of Archaeological Science doi: 10.1016/j.jas.2018.02.011

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

El artículo Cómo sabemos que el oro del Tesoro de El Carambolo era local se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Parte del equipo del telescopio espacial James Webb posa delante de un modelo a tamaño natural del telescopio, para apreciar sus enormes dimensiones. (NASA/GSFC)

Casi treinta años de operación ininterrumpida para una máquina de cierta complejidad suelen ser un periodo bastante largo, y a pesar de reparaciones y mejoras que se le puedan realizar, tras cerca de tres décadas ya no contará ni con la tecnología ni las prestaciones más avanzadas que una máquina más moderna sí tiene. Da lo mismo que hablemos de una lavadora, un coche, o, en este caso, de un telescopio.

El pasado mes de abril, el más famoso del mundo, el telescopio espacial Hubble, cumplía nada menos que veintiocho años en órbita. Veamos unas cuantas cifras a modo de resumen de su carrera: en todo ese tiempo desde su lanzamiento el 24 de abril de 1990, y moviéndose a 28 000 km/h a casi 600 km de altura sobre la Tierra, el Hubble ha realizado un millón largo de observaciones de decenas de miles de objetos celestes distintos. Los más de diez mil astrónomos que han utilizado el Hubble han publicado unos quince mil artículos de investigación, lo que le convierte en uno de los instrumentos científicos más productivos nunca construidos.

Sin duda, el Hubble ha supuesto para la astronomía una auténtica revolución, gracias en especial a su capacidad de ser reparado y mejorado por astronautas, y que ha permitido que su vida útil se haya prolongado todos estos años. Sin embargo, tras la última de estas misiones de mantenimiento en mayo de 2009, ya hace tiempo que se viene trabajando a fondo en el que será su «sustituto»: el telescopio espacial James Webb.

¿Cómo será este nuevo telescopio espacial? Si el parámetro que suele determinar la diferencia fundamental en cualquier telescopio es el diámetro de su espejo primario, y, por ende, su capacidad colectora de luz, comparemos los del Hubble y el James Webb. Mientras que el veterano Hubble tiene un único espejo monolítico de 2,4 metros, el James Webb tendrá 18 segmentos de forma hexagonal que conformarán un primario equivalente de 6,5 metros de abertura; es decir, su superficie colectora será unas cinco veces mayor que la del Hubble.

Comparación de tamaños de los espejos del Hubble (a la izquierda, con 2,4 metros de diámetro) y el James Webb, de 6,5 metros de abertura. (NASA)

En el origen del proyecto del que se llamó en un principio el Telescopio Espacial de Nueva Generación, hará ya veinte años, se pretendía que el diámetro del espejo fuese de 10 metros, pero complicaciones tecnológicas y especialmente, económicas, hicieron que se rebajase el tamaño del telescopio hasta los 6,5 metros actuales. A fecha de hoy, su coste ya se acerca a los 9000 millones de dólares (más o menos lo que cuesta un portaviones nuclear, por comparar). Proyecto conjunto de la NASA y las Agencias Espaciales Europea y Canadiense, el telescopio fue renombrado como James Webb en septiembre de 2002 en honor a uno de los administradores de la NASA en los años dorados del proyecto Apollo.

Muchos y novedosos son los desarrollos tecnológicos que se han hecho para el James Webb. Por subrayar solo algunos de ellos, mencionar su espejo primario segmentado, que se lanza plegado en tres partes que se montan en el espacio tras su despegue; óptica fabricada en berilio, un material ultra ligero y resistente; o enfriadores criogénicos que permitirán bajar la temperatura de los detectores del telescopio hasta solo 7 Kelvin y optimizar así su observación en el infrarrojo, la zona del espectro donde observará el James Webb.

Tras casi ocho de construcción, prácticamente todos los elementos del telescopio están ya listos, destacando los segmentos hexagonales del espejo primario recubiertos de una capa micrométrica de oro –especialmente reflectante en el infrarrojo– y los cuatro instrumentos científicos que se colocarán a bordo. Estos serán una cámara en el infrarrojo cercano, un espectrógrafo multiobjeto también en el infrarrojo cercano, otro instrumento para el infrarrojo medio, y una cámara con filtros sintonizables. El rango espectral de trabajo del James Webb estará entre los 0,6 y los 27 nanómetros, con cierta capacidad para observar también en el visible.

Este interesante vídeo muestra cómo se desplegarán el telescopio James Webb y su pantalla protectora, del tamaño de un campo de tenis (que tapa la luz del Sol y la Tierra para que no incida en las ópticas), hasta adquirir la configuración de trabajo. (NASA)

Se han definido cuatro áreas científicas principales para el telescopio, y que han recibido estos inspiradores títulos: El Final de las Eras Oscuras: Primera Luz y la Reionización; El Ensamblaje de las Galaxias; El Nacimiento de las Estrellas y los Sistemas Protoplanetarios; y Sistemas Planetarios y los Orígenes de la Vida. Así, estudiará todas las etapas de la historia del universo, desde los primeros destellos luminosos tras el Big Bang, hasta la formación de sistemas planetarios capaces de albergar vida en mundos como la Tierra, pasando por la evolución de nuestro propio Sistema Solar.

El James Webb, poco antes de entrar en la cámara de vacío donde se le somete a temperaturas criogénicas para comprobar su funcionamiento en las condiciones extremas del espacio. Los segmentos del espejo primario están recubiertos con una película reflectante de oro. (NASA)

Otra de las innovaciones de este telescopio espacial respecto del Hubble es que, a diferencia de este, no orbitará próximo a la Tierra, a apenas unos centenares de kilómetros de la superficie, sino que en su lugar se ubicará a 1,5 millones de kilómetros de nuestro planeta en dirección contraria al Sol, en un punto donde las atracciones gravitatorias del Sol, la Tierra y la Luna se equilibran –conocido como Lagrange 2, o L2– y las condiciones de observación son mucho mejores que en una órbita baja como la del Hubble. Eso sí, no serán posibles las visitas de mantenimiento de los astronautas, por lo que deberá ser mucho más robusto y fiable que el Hubble. Su enorme tamaño (6500 kg de peso) hace también que el cohete capaz de ponerlo en órbita sea la versión más potente del Ariane 5 ECA europeo. Tras numerosos retrasos debidos, por un lado, a la enorme complejidad el telescopio, y por otro, a las restricciones presupuestarias de la agencia espacial estadounidense, la última fecha prevista de lanzamiento es mayo de 2020, desde el puerto espacial de Kourou en la Guayana francesa.

Por último, la vida de trabajo prevista para el James Webb es de un mínimo de cinco años, llevando combustible suficiente para sus maniobras en L2 hasta diez años. Si todo va bien, durará hasta 2030, complementándose perfectamente con los telescopios gigantes de 30 y 40 metros en tierra que se están construyendo en la actualidad, y que empezarán a estar operativos a finales de la próxima década. ¿Qué maravillas nos descubrirá este digno sucesor del Hubble? Como siempre suele pasar en ciencia, las mayores no las podemos ni sospechar.

Este post ha sido realizado por Ángel Gómez Roldán (@AGomezRoldan) y es una colaboración de Naukas con la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU.

Para más información: http://jwst.nasa.gov

El artículo El sucesor del Hubble: el telescopio espacial James Webb se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Edozein hizkuntzak bezala, euskarak ere corpusen beharra du. Testu bilduma hauek hizkuntza-lagin errealak diren heinean, berebiziko garrantzia dute hizkuntza-teknologien munduan eta ezinbestekoak dira hizkuntzalaritza-ikerketetan.

Bilduma erraldoi hauek oso erabilgarriak izaten dira eguneroko bizitzan erabiltzen ditugun hizkuntza-teknologietako tresnak garatzeko. Besteak beste, egungo testu-corpusak ortografia-zuzentzaileetan, itzulpen automatikoan eta ahots-ezagutzako sistemetan erabiltzen dira.

Baina, nolakoa da gaur egun euskal corpusgintzaren egoera? Nola erabili daiteke sarea euskarazko corpusak osatzeko? Gai honen inguruan sakontzeko Elhuyar Fundazioko Hizkuntza eta Teknologia saileko Igor Leturia ikertzailearekin izan gara. Bere esanetan, azken urteotan lan handia egin da gure hizkuntzaren corpusa hobetzeko asmoarekin.

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

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Catástrofe Ultravioleta #24 DISONANCIA

En este último capítulo de la segunda temporada nos proponemos descubrir las razones por las que a nuestro cerebro le gustan determinados sonidos y le desagradan otros. ¿Todos encontramos armónicos los mismos sonidos o existen diferencias culturales repartidas por todo el mundo? Os invitamos a una experiencia sonora donde viajaremos de la mano de la armonía y la disonancia para conocer los mecanismos por los que nuestra mente disfruta o rechaza sonidos.

Agradecimientos: Almudena M. Castro, Iñaki Úcar, Lucas Sánchez, Luis Delgado y su museo de instrumentos en Urueña, Ray Jaén, Lucía Perlado, Don Rogelio J, Jose María del Río, Stephen Hughes y la familia Cuéllar.

La edición, músicas originales y ambientación son obra de Javi Álvarez y han sido compuestas expresamente para cada capítulo. En esta ocasión, además de la banda sonora original, ha hecho versiones de BWV 529 Sonata a trio nº 5 (J.S. Bach), Gran étude de Paganini Nº 1 (Liszt), Le Carnaval des Animaux – Aquarium (Saint-Saëns), Naima (John Coltrane) y Rumble (Link Wray).

Colaboran Cris Blanco (voz en la canción de apertura) y Quique Gallo (batería en el tema de cierre).

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

El artículo Catástrofe Ultravioleta #24 DISONANCIA se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Amaia Maite Erdozain Fernández Gizatasunaren historiaren hasiera-hasieratik amek seme-alabei haien ugatzek ekoiztutako elikagai preziatua eskaini diete; ama-esneaz ari gara. Gizarte guztietan eta mendeetan zehar mantendu izan den edoskitzeak gizadiaren biziraupena ziurtatu du.

Irudia: Edoskitzeari esker, umeak arrisku gutxiago izango du heste-infekzioak, arnas-infekzioak eta erdiko otitisa garatzeko.

Gaur egun ere, zientziari eta teknologiari esker jaioberrientzako aproposak diren esne eratorriak ekoitzi arren, munduan zehar emakume askok haien umeak edoskitzen jarraitzen dute. Oro har, praktika honek onura ugari izango ditu bai haurra zein amarengan, eta horretan oinarritzen da Osasun Mundu Erakundea edoskitzea bultzatzeko.

Umea titi aurrean jartzea bezain sinplea dirudien praktika hau, hala ere, amaren gorputzean ematen den mekanismo konplexu eta oso fin batek bermatua dago. Umeak mihiarekin esnea hartzeko titi-puntak estimulatzen dituenean, horiek mezua jaso eta, zentzumen nerbioei esker, garunera transmitituko dute informazioa, hark dagokiona egin dezan. Garunetik, hipofisia izeneko garuneko atal batetik alegia, bi hormona jariatuko dira odol zirkulaziora, eta bihotz-taupada batzuen buruan ugatzetara iritsiko dira. Prolaktina da haietariko bat; honek ugatzetako guruin-unitateak martxan jarriko ditu esnea ekoitz dezaten. Oxitozinak, bestetik, eiekzio-ponpa aktibatuko du eta esnearen isuria ahalbidetu.

Haurraren hazkuntza eta ongizatea bermatuko duen esnearen konposaketarako errezeta gure kode genetikoan zehaztuta dator. Amaren odoletik zuzenean filtratuko dira ura, gatz mineralak, proteina txikiak, bitaminak… eta eraldaketarik gabe iritsiko dira haurrarengana. Gainera, ugatzean bertan esnearen propio diren konposatuak ekoizten dira, amaren elikaduran edo odolean agertzen ez direnak, baina lehengai ezberdinak eraldatuz sortzen direnak. Horien artean legoke esnearen azukrea edo laktosa, baita kaseinak deritzen proteinak eta esnearen gantz batzuk ere. Ama-esneak baditu ere funtzio ez-nutritiboak izango dituzten osagarriak, antigorputzak esaterako, umeari infekzioen aurkako babes sendoa eskaintzen diotenak.

Orohar edoskitzea osasun publikoko estrategia garrantzitsua da, bai haurren eta bai amen osasunerako onuragarria baita. Batetik, umeak arrisku gutxiago izango du heste infekzioak, arnas infekzioak eta erdiko otitisa garatzeko, esaterako. Eta badirudi epe luzera diabetesa, asma eta gizentasuna bezalako gaixotasunak garatzeko arriskua ere murrizten duela ama esneak. Bestetik, amarentzat ere baditu bere onurak edoskitze honek. Epe laburrean antzemango diren eraginak izango dira erditzearen ondoko hemorragia arriskua murriztea, estresa murriztea, obulazioaren atzerapena, odol presio murriztea, erditu ondoko depresioa garatzeko arriskua murriztea eta pisu galera handiagoa. Eta epe luzean amengan emango diren ondorio positiboak hurrengoak izango lirateke: bularreko eta obulutegiko minbizia, hipertentsioa, eta 2 motako diabetesa pairatzeko arriskua murriztea, besteak beste.

Onura guzti hauetan oinarritua, Munduko Osasun Erakundeak gomendatzen du kasu mediku batzuetan salbu, ama guztiek gutxienez lehenengo egunetan ekoizten den kalostroa eman beharko lieketela haurrei. Ondorengo 6 hilabeteetan, haurrak esklusiboki ama-esnez elikatzea litzateke egokiena eta, bi urteak arte, ohiko elikaduraren osagarria litzateke ama-esnea.

Laburbilduz, edoskitzea prozesu fisiologiko fin baten menpe dago: haurrak edateko intentzioa erakutsiko dio amari titi-puntak estimulatuz, eta ondorioz amaren garunak beharrezko hormonak askatuko ditu ugatzek esnea ekoitzi eta jaria dezaten. Haurrak edango duen ama-esnea berarentzat propio ekoitzitako edaria izango da, bere bizi-momentu zehatz horretan dituen behar fisiologikoak asetzeko aproposa. Eta edoskitze hau haurra zein amaren osasunerako oso onuragarria izango da.

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 32
• Artikuluaren izena: Ama-esnea, gizadiaren bermea
• Laburpena: Gizarte guztietan eta mendeetan zehar mantendu izan den edoskitzeak gizadiaren biziraupena ziurtatu du. Gaur egun ere, emakume gehienek haien seme-alabei haien ugatzek ekoiztutako ama-esnea eskaintzen jarraitzen dute. Umea titi aurrean jartzea bezain sinplea dirudien praktika hau, hala ere, amaren gorputzean ematen den mekanismo konplexu eta oso fin batek bermatua dago. Testu honetan edoskitzearen fisiologia aztertuko dugu: nola ekoizten da esnea amaren ugatzean? Zein osagai ditu? Zerk eragiten du esnea bularretik irtenaraztea? Garunak ba al du zeresanik prozesu horretan? Eta behin prozesu honen fisiologia eta erregulazio konplexua azalduta, iritzi-artikulu honetan ama-esne honen onurak defendatuko dira, norbere haurrarentzat egokiena den elikagaia dela argudiatuz, eta Osasunaren Mundu Erakundearen gomendioetan oinarrituz.
• Egileak: Amaia Maite Erdozain Fernández
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 179-189
• DOI: 10.1387/ekaia.17229

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Egileez: Amaia Maite Erdozain Fernández UPV/EHUko Medikuntza eta Odontologia Fakultateko Farmakologia Sailekoa da.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Juan Francisco Martínez Mojica, investigador de la Universidad de Alicante. Foto: Pepe Olivares / El País

Honramos en el recuerdo, y con razón, a gente como Norman Borlaug, Jonas Salk, Maurice R. Hilleman, Alexander Fleming o Howard Florey; gentes que a través de su trabajo científico consiguieron avances que han salvado la vida y permitido vivir literalmente a miles de millones de humanos. Gracias a las variedades enanas de cereal de Borlaug, las vacunas de Salk (polio) o Hilleman (hasta 40 vacunas diferentes) y la penicilina (descubierta por Fleming, desarrollada como producto farmacéutico gracias a Florey) hoy hay vivas muchas más personas de las que jamás ha habido en la historia del planeta. Gentes como ellos son, con toda justicia, reconocidos como la causa de que estemos aquí muchos de nosotros. Y sin embargo tratándose sin duda de científicos héroes de la Humanidad no representan realmente lo que la ciencia es y por qué se hace.

Mucha gente cree, en parte por la merecida gloria de pioneros como los citados, que el papel de la ciencia es crear nuevas herramientas para el progreso de la Humanidad. Es la razón principal que aducen los políticos cuando dicen que van a dedicar presupuestos a la ciencia (casi siempre torticeramente), o la que usan muchos defensores de la divulgación y la educación científica. Es necesario apoyar esta actividad por su utilidad social, que es el objetivo que sustenta los esfuerzos de los científicos: curar el cáncer, crear nuevas tecnologías con potencial económico, mejorar la vida de la gente. Lo importante de la ciencia, por tanto, son sus aplicaciones. los usos que de ella se puedan derivar que redunden en mejoras de la calidad de vida e impulso económico: las patentes, las empresas derivadas de laboratorios, los megaproyectos creadores de nuevos paradigmas como Internet. La ciencia se debe hacer, así, para que sea útil.

Y nadie vivo hoy (y honesto intelectualmente) puede dudar de la utilidad del conocimiento científico. Los avances en medicina, sanidad e higiene, agricultura, infraestructuras y tecnologías múltiples son obvios y han contribuido a aumentos en la calidad y cantidad de vida humana que hubiesen sido impensables siglos atrás. Hoy el modo de vida de casi cualquier habitante de un país desarrollado y de un creciente número de quienes viven en países más pobres es objetivamente mejor y más larga que la de los más poderosos regentes y ricos del pasado. Gracias a nuestros conocimientos de ciencia cada vez mueren menos niños, estamos menos enfermos, vivimos mucho más tiempo y lo hacemos con niveles de comodidad y libertad que hubiesen provocado la envidia de los Césares de Roma.

Pero reconozcámoslo: lo que mueve a la mayor parte de los científicos del mundo no es este noble empeño por mejorar la vida de la Humanidad, sino la simple, pura y dura curiosidad: el querer conocer cómo funciona el Universo. La necesidad de rascarse ese picor cortical que nos acecha cuando somos incapaces de resolver un rompecabezas; la sensación de irritación, casi de ofensa, que tenemos cuando estamos al borde de comprender pero todavía no lo conseguimos. La búsqueda incesante del destello de placer que ilumina el cerebro en ese clásico Momento Ahá. Confesémoslo: la ciencia, en sí misma, es una actividad egoísta que se lleva a cabo mayoritariamente por el placer propio de conocer.

A partir de ese conocimiento luego pueden llegar las aplicaciones, a veces espectaculares y de tal alcance que pueden cambiar la vida de la humanidad entera. Así es como un sistema bacteriano de protección contra infecciones víricas se está convirtiendo en una herramienta que va a cambiar con carácter inmediato la medicina o la agricultura, revolucionando por completo el futuro de nuestros descendientes. En laboratorios de todo el mundo hay una verdadera carrera en estos momentos para usar CRISPR en multitud de funciones de enorme utilidad; el potencial económico de su impacto es tal que a la vez hay una feroz guerra de patentes por el control financiero de la tecnología. Los creadores de estas herramientas serán son duda héroes de la humanidad que contribuirán a salvar innumerables vidas y a mejorar las economías de sus países y del mundo.

Pero cuando Francis Mojica estudiaba en su laboratorio de Alicante el genoma de arqueas como Haloferax y Haloarcula no estaba haciéndolo para esto. Su motivación no era descubrir una técnica revolucionaria de edición genética, sino comprender un misterio encerrado en el ADN de algunos de las más recónditos organismos de la Tierra. Su móvil no era salvar a la humanidad, sino comprender. Y en ese sentido se trata de un verdadero héroe de la ciencia, no solo de la Humanidad.

La distinción puede parecer pueril, pero es importante, porque muchas veces no podemos saber de antemano qué descubrimientos sobre como pera el Cosmos nos van a resultar útiles después. Si nos limitamos a apoyar aquella ciencia que puede tener aplicación visible estamos limitando nuestra propia visión del futuro, porque descubrimientos como el de Mojica no serán financiados ni obtendrán respeto y respaldo, con lo que futuros CRISPR jamás serán descubiertos. Si comprendemos que el motor de la ciencia es la curiosidad, y que ese motor debe ser alimentado no sólo porque los resultados de la ciencia sean útiles sino porque la curiosidad es un rasgo humano que debemos fomentar. La ciencia básica necesita respeto por sí misma, también (pero no solo) porque los héroes de la humanidad llegan a serlo gracias a la existencia previa de héroes de la ciencia. Por lo cual incluso por razones practicas conviene apoyar la ciencia teórica.

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

El artículo Héroes de la ciencia, héroes de la humanidad se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez eta Miren Bego Urrutia Igeri egiten, lasterka egiten, hegan egiten

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Migrazio luzeak egiten dituen hegazti batez aritu gara beste atal batean, erreginatxo marradunaren digestio-sistemari buruzko atalean, hain zuzen ere. Bada, Dendroica striata migratzaile handia bada ere, migratzaile are handiagoa da ipar-txenada (Sterna paradisiaea).

Irudia: Urtero ia 40.000 kilometro egiten dituzte ipar-txenadek.

Hegazti zirkunpolarra da. Europa, Asia eta Ipar Ameriketako eskualde artiko eta azpiartikoetan bizi da udan, ugaltze-sasoian. Ugaltzeko, koloniak osatzen ditu, eta oso erasokorra da habiak mehatxatzen dituzten animaliekin, bai eta animalia horiek gizakia bezain ugaztun handiak direnean ere. Beste itsas hegaztiak bezala, arrainez eta itsas ornogabeez elikatzen da. Biziraupen luzeko hegaztia da, erraz heltzen baita hogei urte izatera.

Baina, lehen esan bezala, migratze-ahalmen handia da ipar-txenadaren ezaugarririk behinena. Txitatze-aldia bukatzen denean, gurasoak beste hilabete batez egoten dira txitak zaintzen eta elikatzen, eta horren ostean, Antartikara abiatzen dira, kumeekin batera. Izan ere, uda batetik bestera joaten da Sterna paradisiaea eta, beraz, udan bizi da ia etengabe. Hori dela eta, ipar-txenada da argi-ordu gehien ikusten duen animalia.

Joan eta itzultzeko bidaiei dagozkien distantziak batuta, ia 40.000 km egiten dituzte urtero; hori baino migrazio luzeagorik ez da ezagutzen animalien artean. Begira zenbateraino diren luzeak egiten dituen hegaldiak, bizitza osoan zehar ilargira joan eta itzultzeko bidaiaren pareko distantzia egiten baitu!

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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 du.

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Como la mayoría de las cuerdas y cables, los biopolímeros (que no dejan de ser cuerdas moleculares, ya que son cadenas de unidades que se repiten) pueden enredarse y anudarse. Alexander Klotz y sus colegas del Instituto de Tecnología de Massachusetts (EE.UU.) han desarrollado experimentalmente una técnica para deshacer los nudos que puedan existir en un biopolímero, en este caso el ADN, mediante el estiramiento de la cadena. El equipo dice que su técnica podría usarse para crear cadenas de ADN sin nudos para mejorar los estudios genéticos, en los que los nudos pueden llevar a una lectura errónea de los genes.

Una cadena de ADN se comporta de forma similar a una serpiente que se mueve hacia adelante y hacia atrás en un tubo estrecho, impulsada por energía térmica. Las simulaciones muestran que si la cadena se estira, este movimiento hacia adelante y hacia atrás hace que el nudo se mueva a lo largo de la cadena hasta que llega a un extremo y se deshace. Bajo ciertas condiciones, las simulaciones también indican que los nudos pueden viajar más rápido de lo que lo harían por difusión. Pero no hasta ahora no existía ninguna confirmación experimental de estas predicciones.

Para comprobar estas ideas, los investigadores diseñaron una configuración que utiliza un campo eléctrico para atrapar y estirar una cadena de ADN que contiene un nudo. Como el ADN está cargado eléctricamente un campo eléctrico homogéneo externo podría arrastrar al filamento en una dirección. El campo diseñado para la trampa de ADN vale cero en el centro y tiene sendos máximos en los extremos. Esto es equivalente, eléctricamente, a tirar de los dos extremos de la cadena de ADN.

Utilizando microscopía de fluorescencia, el equipo de investigadores confirmó que el nudo, inicialmente localizado cerca del centro del filamento, viaja hacia un extremo antes de deshacerse. El nudo se acelera mientras se mueve, influenciado por el campo eléctrico cada vez mayor conforme se acerca a uno de los extremos.

Curiosamente, existe un valor umbral del campo, por encima del cual el nudo se detiene. El equipo sugiere que esta inmovilización del nudo surge de una mayor fricción en el nudo resultado de que la tensión de la cadena supera la necesaria para simplemente mover el nudo.

Referencia:

Alexander R. Klotz et al (2018) Motion of Knots in DNA Stretched by Elongational Fields Physical Review Letters doi: 10.1103/PhysRevLett.120.188003

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

El artículo Cómo deshacer un nudo en el ADN se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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