Sareko iturriak

Juanma Gallego

Hegoafrikako parke natural batean egindako esperimentu batek demostratu du sabanako espezie gehien-gehienek beldur gehiago diotela giza ahotsari, lehoiarenari baino.

Ehiztari beldurgarrienak izateko ospea dute lehoiek, baina ospe hori ez da ezerezetik sortu. Afrikako sabanetako harrapakaririk handienak dira. Munduko beste zenbait lekutan, tigreak izan daitezke lehoia bezain beldurgarriak, baina tigreek, handiagoak izan arren, bakarka ehizatzen dute. Lehoiak bakarka aritu badaitezke ere, normalean talde lanean aritzen dira, eta horrek ehiza eskuratzeko aukerak handitzen ditu.

1irudia: Kruger parke nazionalean dago lehoien populazio handienetakoa munduan. Harrapakari nagusia izan arren, gainerako animaliek beldur gehiago bide diete gizakiei. (Argakzia: Diego Morales. Iturria: Unsplash.com)

Batez ere emeen ardura izaten da ehiza, eta dena abiatu ohi da horietako batek harrapakina uxatzen duenean, gainerakoengana bideratuz. Harrapakinak bere abiadura izan ohi du halako eraso baten osteko esperantza bakarra, etengabean jokatzen den bizitzaren eta heriotzaren arteko lehia horretan egun bat gehiago munduan irauteko.

Biziraupenaren jokoan bikain nabarmendu dena gizakia da, baina hori izan da, jakina, beste espezieen kalterako. Zenbaitetan, irudiezinak diren moduetan. Horietako batean sakondu dute Current Biology aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean.

Hegoafrikan egindako esperimentu baten berri eman dute bertan. Zehazki, Kruger parke nazionalean bizi diren ugaztunak aztertu dituzten ikertzaileek ondorioztatu dute animaliek beldur gehiago dietela giza ahotsei, bestelako hotsei baino. Ikusi dutenez, lehoiaren bokalizazioek, txakurren zaunkek edo eskopeta tiroek gutxiago uxatzen dituzte animaliak, giza ahotsekin konparatuta.

Gizakion ahotsa beldur-iturri

Esperimentua burutzeko, neurrira egindako tresnak jarri dituzte: kamera tranpa bat eta bozgorailuaz osatuta, hainbat hilabetez egunean 24 orduz grabatzeko kapazak direnak. Tresna horiek uraska baten ondoan jarri dituzte, urtaro idorrean, animalia guztiak halabeharrez hurbildu behar direlako gune horietara. Ur putzuen aukeraketaren beste arrazoi bat izan da bertan lehoiak eta giza ehiztariak ahalegintzen direla animaliak harrapatzen. Parke horretan dago, hain justu, munduko lehoi populazio handienetakoa. Modu berean, kokapenak ikertzaileei ahalbidetu die ere askotariko animaliak izatea esperimenturako.

Giza ahotsak solasaldi normal baten bolumenean jarri dituzte; telebistatik hartutakoak izan dira, inguruan mintzo diren lau hizkuntzatan: tsongera, pediera, ingelesa eta afrikaansa. Txakurren zaunkekin eta eskopetetako tiro hotsekin ehiza jardun baten soinua imitatzen ahalegindu dira. Lehoien orroa imitatuz, berriz, inguruetako harrapakari nagusia adierazi nahi izan dute. Espezie horretan aditu den zientzialari batekin prestatu dituzte lehoien soinuak, beren arteko komunikazio bat irudikatuz. Hau da, ahalegindu dira marmarak izan daitezela, eta ez, berez, orroak. Gauzak hala atonduz, uste dute gizakien arteko solasaldi batekin parekatu daitezkeela beste animaliei aurkeztu dizkieten lehoien bokalizazioak. Azkenean, kontrol soinu modura, hegaztien soinuak erabili dituzte.

2. irudia: esperimentua egiteko, kamera eta bozgorailu automatizatuak erabili dituzte. Irudian, Liana Zanette biologoa, halako gailu baten ondoan. (Argazkia: Liana Zanette. Iturria: Western University)

Hamar metrotara animaliaren bat hurbiltzen zenean, zuhaitz batean jarritako kamerak automatikoki grabatzeari ekiten zion, eta hamar segundoko soinu grabazioa abiatzen zuen, bozgorailu batetik. Teknika horri esker, 15.000 bideo inguru grabatu dituzte. Besteak beste, jirafak, lehoinabarrak, hienak, zebrak, kuduak, fakokeroak, inpalak, elefanteak eta errinozeroak grabatu dituzte. Bideoak aztertuta, zientzialariek kalkulatu dute espezieen %95 arinago korrika egiten zutela, edo azkarrago aldentzen zirela gizakiak entzutean, lehoien soinua entzunean baino. Kalkulatu dute uraskatik %40 azkarrago ateratzen zirela gizakiak entzutean. Basa txakurrak, lehoinabarrak eta bufaloak izan dira giza ahotsak entzunda ere ur putzuan denbora gehien mantendu direnak.

Ikusitakoak kontserbazioari buruzko bestelako ikuspegi bat ematen duela babestu dute ikertzaileek. Hala adierazi du Michael Clinchy biologoak: “Ehiza egon ezean, animaliak gizakietara ohituko direlako ideia zabalduta dago, baina gauzak hala ez direla demostratu dugu. Gizakiekiko beldurra sustraituta eta orokortuta dago; beraz, kontserbazioari begira seriotasunez aintzat hartu behar dugun zerbait da”.

Ideia horretan sakondu du Liana Y. Zanette biologoak. Adituak uste du emaitzak “gizakiak planetan duen ingurumen inpaktuaren benetako testigantza” direla. “Paisaia horretan egote soila arrisku seinale nahikoa da [animaliek] era irmo batean erantzun dezaten”, laburbildu du.

Ezagutza soila eskuratzeaz harago, ondorio praktikoak izan ditzake alor horretako ikerketak, biologoak Living on Earth irratsaioan egindako adierazpenetan argitu duenez. Harrapakarien eta harrapakinen arteko elkarrekintzak ikertzen ditu Zanettek, beldurraren ekologia zertan den argitu nahian. Hortaz, ongi ezagutzen du beldurrak izan ditzakeen ondorioak. Dioenez, animaliek uste dutenean inguruan harrapakariak daudela, gutxiago elikatu eta ugaltzen dira, eta horrek eragiten du %53 kume gutxiago jaiotzen direla. Ondorioz, beldurrak berak populazioen beherakada ekar dezake, batere harrapakaritza egon gabe ere.

Bideoetan jaso dituzte animalien erantzuna. Orotara, 15.000 bideo lortu dituzte.

Ondorioetako bat da turismoak animaliak aztoratzen dituela, animaliengandik gertu hitz egite soilagatik eragin bat sortzen duelako. Horrek kontraesan bat eragiten du, noski, hein handi batean turismoari esker sustengatzen direlako babestutako gune asko Afrikan. Zanetteren hitzetan, jaso duten emaitza “ikaragarria da, baina baita etsigarria ere”.

Eraginaren tamainaz jabetzeko, biologoak nabarmendu du animaliek ur putzutik aldentzen direnean beste bat aurkitu behar dutela, eta horrek, logikoa denez, kostu bat suposatzen duela haientzat.

Giza inguruan bizi diren animaliak gurera zergatik hain erraz ohitu diren galdetuta, biologoak zalantzan jarri du hori hala denik. Erresuma Batuan aurretik azkonarrekin egindako beste esperimentu bat jarri du adibidetzat –irratsaioan erreferentzia zehatza egin ez badute ere, badirudi hau dela aipatutako ikerketa.

Ondorioztatu zuten gizakien alboan bizi arren azkonarrek ez dituztela gizakiak batere gustuko, eta gizakia dela, hain justu, Erresuma Batuan azkonarrei beldur gehien ematen dien harrapakaria. “Egia da hirietan eta aldirietan ikusten ditugun animaliak gurekin bizi direla, baina probableena da haiek gu gustuko ez izatea”, argudiatu du biologoak. Gogora ekarri du gizakia dela, alde handiz, tamaina erdiko ugaztunak gehien akabatzen dituena.

Afrikan egindako azken ikerketara bueltatuz, egileek aurreratu dute haien hurrengo pausoa izango dela ikustea ea posible den beldurra nahita erabiltzea kontrako norabidean: bozgorailu hauetaz baliatzea arriskuan dauden espezieak babesteko, hain justu; adibidez, ezkutuko ehiza guneetatik errinozero zuriak uxatzeko. Izan ere, azken urteotan errinozero zurien ezkutuko ehiza izugarri handitu da, ehiztariek animaliaren adarra lortu eta merkatu beltzean saldu nahi dutelako.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zanette, Liana Y.; Frizzelle, Nikita R.; Clinchy, Michael; Peel, Michael J.S.; Keller, Carson B.; Huebner, Sarah E.; Packer, Craig (2023). Fear of the human “super predator” pervades the South African savanna. Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2023.08.089

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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patognomónico
Cada vez que un paciente acude a la consulta del médico se da un complejo proceso diagnóstico que se inicia con la entrevista clínica y puede incorporar exploraciones físicas y pruebas complementarias (análisis de sangre, radiografías, endoscopias, electrocardiogramas…). Tras estos pasos, en la mayoría de los casos el galeno podrá identificar sin problemas la dolencia y pautar el correspondiente tratamiento. Sin embargo, en muchas ocasiones no hay una certeza al 100 %. La medicina dista de ser una ciencia exacta, pues diagnosticar a un enfermo casi siempre cuenta con un grado variable de incertidumbre. Por esta y otras razones, legalmente, no se le pueden exigir resultados a los médicos (salvo en medicina estética), pero sí que actúen según los conocimientos científicos más actuales y apliquen las mejores prácticas.

El signo de Trousseau es uno de los signos de tetania observado en situaciones de hipocalcemia. Fuente: Wikimedia Commons

Como da a entender el conocido aforismo médico «No hay enfermedades, sino enfermos», las dolencias pueden manifestarse de maneras extremadamente variables en cada persona, lo que supone una dificultad de peso en el diagnóstico. Hay diversas afecciones que suelen ser de muy fáciles de identificar por su forma característica de presentarse como, por ejemplo, la diabetes tipo 1. Otras, en cambio, pueden resultar todo un desafío, incluso para los especialistas más veteranos porque los signos y síntomas que se presentan son muy atípicos o poco claros. Si, además, la enfermedad es rara o sin una causa conocida, llegar a un diagnóstico acertado puede resultar un proceso extremadamente complicado y lento.

Por suerte, también hay ciertas manifestaciones clínicas en diversas dolencias que son una enorme ayuda para el médico en el diagnóstico, son los denominados «signos patognomónicos». Cuando un signo patognomónico está presente, no hay lugar para la duda: con un 100 % de probabilidades ese signo identifica una enfermedad concreta, y no otra. Si todas las enfermedades contaran con algún signo patognomónico que apareciera siempre y de forma temprana, diagnosticar sería un juego de niños. Desafortunadamente, son raros los signos verdaderamente patognomónicos y no suelen estar presentes en todos los pacientes aquejados por una enfermedad.

Un signo patognomónico muy visual es el eritema migratorio: una erupción cutánea circular con forma de diana que aparece días o semanas después de la picadura de una garrapata infectada por bacterias del género Borrelia. Su presencia indica una enfermedad de Lyme en fase precoz y justifica acudir rápidamente a urgencias para un tratamiento antibiótico temprano. Entre el 70 y el 80 % de las personas infectadas muestran este particular signo, que se va agrandando 2-3 centímetros en la piel conforme pasan los días (de ahí lo de «migratorio»).

Eritema migratorio. Fuente: Wikimedia Commons

Otro signo patognomónico, muy típico, son las manchas de Koplik, que confirman al 100 % un sarampión. Se trata de pequeñas manchas blanquecinas, con forma de granos de arena, sobre un fondo rojo brillante que aparecen en la mucosa oral en las etapas iniciales de esta enfermedad infecciosa. Suelen aparecer 2 o 3 días antes de que se presenten las típicas lesiones cutáneas del sarampión. Antes de que la vacunación generalizada disminuyera drásticamente los casos de enfermedad infecciosa, estas lesiones eran muy útiles para aislar a los individuos afectados de los demás, en una fase temprana. No obstante: estas manchas de Koplik tienen dos grandes desventajas: solo se detectan en el 50 y el 70 % de las personas que sufren sarampión y suelen desaparecer a las 24 horas de su aparición, por lo que es muy fácil que pasen desapercibidas.

Manchas de Koplik. Fuente: Wikimedia Commons

Uno de los signos patognomónicos que más destacan por ser especialmente llamativo es el miedo al agua (hidrofobia) que padecen algunas personas afectadas por la rabia en una fase avanzada. Estos pacientes llegan a sentir verdadero pánico cuando se les da un vaso con cualquier líquido para beber. ¿La razón? El virus de la rabia ataca al sistema nervioso y provoca violentos espasmos de la laringe y la garganta. Estos espasmos pueden desencadenarse también cuando la persona infectada intenta beber algo, lo que le impide tragar cualquier gota de líquido, aunque esté extremadamente sedienta.

El paciente pronto se da cuenta de que tan solo acercarse a un vaso con agua o cualquier otro liquido puede generarle el reflejo de tragar y, con ello, empezar a sufrir espasmos intensos, lo que termina por generarle un gran pánico. Se trata de un mecanismo ideal para la transmisión del virus de la rabia: dado que la persona apenas puede tragar líquidos e incluso su propia saliva, el virus puede acumularse en las glándulas salivares, y así se aumentan las probabilidades para transmitirse si el paciente mordiera a alguien (algo que se ha documentado muy pocas veces, por suerte) .

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Hydrophobia_in_rabies.webm

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo Signo patognomónico: el «blanco y en botella» de la medicina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Anetoko glaziarra, oso glaziar txikitzat jotzen bada ere, Pirinioetako glaziarrik handiena da, baita Europa hegoaldeko handiena ere. Baina klima aldaketak bizkortu egin du haren desagerpena, mendikateko gainerako glaziarren kasuan bezala. Irismen laburreko teledetekzio tekniken eboluzioari esker, posible da glaziarraren azalera oso xehetasun maila altuarekin behatzea eta, horri esker, glaziarrak hainbat urtetan izandako azaleraren eta aldaketen ebaluazioa aldera daiteke.

Mendiko glaziarrak aldakortasunaren eta klima aldaketaren adierazle bikainak dira; izan ere, hotz garaian elurra metatzearen eta urtaro beroenean izotza eta elurra urtzearen arteko orekaren araberakoa da glaziarren bilakaera. Anetoko glaziarra Europako glaziarrik hegoaldekoenetako bat da, eta oso glaziar txikia den arren (2), Pirinioetako handiena da.

Irudia: ikertzaileak glaziarraren lodiera neurtzen. (Iturria: EHUko prentsa bulegoa)

Pirinioetako Ekologia Institutua (IPE-CSIC) buru duen eta The Cryosphere aldizkarian argitaratu den ikerketa batek berretsi duenez, 1981-2022 aldian, Anetoko glaziarraren azalera % 64,7 murriztu da, –135,7 ha (1,36 km2) izatetik 48,1 ha (0,48 km2) izatera igaro da–. Glaziarraren aurrealdea, berriz, 2.828 metrokoa izatetik 3.026 metrokoa izatera igaro da.

Azterketaren helburua zen Pirinioetako glaziar handi eta altuenaren bilakaera aztertzea, Pirinioetako glaziarren lodiera galeraren denboran zeharreko datu multzo zabalenak erabilita. Gainera, lan horri esker, denboraldi biziki bero eta lehor batek (2022) glaziarren bilakaeran izan duen eragina ebaluatu ahal izan da.

“Anetoko glaziarraren unera arteko azterketa xehakatuena (glaziarraren bereizmen handiko hiru dimentsioko ereduak) eta luzeena (41 urte) egin dugu. Horretarako, glaziarraren 1981etik 2022ra bitarteko azalerak berreraiki ditugu, bereizmen handiko airetiko irudiak erabiliz. Irudi horiek, batetik, Geografia Institutu Nazionalak lortu zituen 1981. urtearen kasuan eta LIDAR hegaldien bidez eskuratu ziren, berriz, 2011. urtearen kasuan. Horiez gain, tripulaziorik gabeko aireko gailuak (droneak) erabili ziren 2020an, 2021ean eta 2022an”, Eñaut Izagirre Estibaritzek, UPV/EHUko Geografia, Historiaurrea eta Arkeologia Saileko irakasleak eta ikerketako parte hartzaileak azaldu duenez. “Hori guztia osatzeko, georradar kanpaina handia egin zen 2020. urtean. Horretan, hainbat trantsekturen bidez, eta glaziarraren gainean 7 km baino gehiago eginda, glaziarrak urte hartan zuen lodiera ezagutu ahal izan genuen”.

Glaziarren desagerpena

Azalera glaziarraren galera nabarmena da Pirinioetan: 100 glaziar baino gehiago zeuden 1850ean; 39 ziren 1984an; 21, berriz, 2020an; eta 18 glaziar, 2022an. 1850ean, 2.060 ha-ko azalera hartzen zuten (20,6 km2), 810 ha-koa (8,1 km2) 1984an, 232 ha-koa (2,3 km2) 2020an eta 170 ha-koa (1,7 km2), berriz, 2022an. Hau da, glaziar eremuan % 92ko galera izan da Izotz Aro Txikiaren amaieraz geroztik.

Zehazki, Aneton, azken 41 urteetan, azalera glaziarra % 64,7 murriztu da eta izotzaren lodiera 30,5 m murriztu da, batez beste. “Gainerako izotzaren batez besteko lodiera 11,9 m-koa izan zen 2022ko udazkenean, 1981. eta 2011. urteetarako berreraikitako eta 2020an behatutako 32,9, 19,2 eta 15,0 m-ko batez besteko lodieraren aldean, hurrenez hurren. Emaitzek agerian uzten dute glaziarraren egoera kritikoa, hiru izotz gorputz txikiagotan segmentatuko baita berehala, metatze eremu baten ebidentziarik gabe. Halaber, ikusi dugunez, 2021-2022 denboraldian urte oso bero eta lehorra izan ostean, glaziarra zeharo degradatu zen, eta horrek arrisku handia dakar Aneto glaziarraren iraunkortasunerako. Egoera hori Pirinioetako gainerako glaziarretara ere zabal liteke nahiko denbora laburrean”, zehaztu dute ikertzaileek.

Ikerketaren datuen arabera, izotzaren lodieraren banaketak oso lodiera txikiko ( inguru horiek hurrengo udetan desglaziatzetik oso gertu daude. Anetoko glaziarraren azalera eta lodiera galerek agerian uzten dute izotz masa horren egoera kritikoa. Etapa terminalean dago, izotz gorputz txikiagoetan zatikatzen ari baita eta higakinen estalkia baitu zenbait eremutan. “Glaziarraren mehetze tasak –urtean 1 m ingurukoak ziren– hirukoiztu egin dira azken azterketa urtean (2021etik eta 2022ra). Argi dago, bada, urte nahiko lehor eta, batez ere, oso bero batek (hala nola 2022an bizi izandakoak) Anetoko glaziarrean elurra eta izotza urtzearen gainean izandako eragina”, ondorioztatu du UPV/EHUko irakasleak.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Anetoko glaziarraren izotz galera hirukoiztu egin da 2022ko bero boladaren ondorioz.

Erreferentzia bibliografikoa:

Vidaller, Ixeia; Izagirre, Eñaut; del Rio, Luis Mariano; Alonso-González, Esteban; Rojas-Heredia, Francisco; Serrano, Enrique; Moreno, Ana; López-Moreno, Juan Ignacio; Revuelto, Jesús (2023). The Aneto glacier’s (Central Pyrenees) evolution from 1981 to 2022: ice loss observed from historic aerial image photogrammetry and remote sensing techniques. The Cryosphere, 17, 3177–3192. DOI: 10.5194/tc-17-3177-2023

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castel

“Estos tres colores, el rojo, el azul y el violeta, me dieron el punto de apoyo, los otros fueron dispuestos en el sistema de asociaciones de colores de espectro y el círculo de tonalidades”. A. Scriabin

Cuando Louis ingresó en la escuela jesuita Saint Stanislas en Toulouse, corría el año 1703, tan solo tenía 15 años y la idea de estudiar literatura. Louis solo era un joven más de los que ingresaban en esas escuelas a instancias de sus progenitores, que al finalizar sus estudios empezó a impartir clases en diferentes escuelas del sur de Francia. Sin embargo, Louis empezó a desarrollar mucho interés por las matemáticas y la filosofía natural, es decir, lo que se podría entender como la precursora de lo que hoy se conoce como ciencias naturales y física. Esto, aderezado con cierta extravagancia e ideas osadas, lo llevó años más tarde a un periplo por las amistades y enemistades de los científicos más destacados de su época. Tan solo le bastó una idea que no pasó del cuaderno de dibujo y algunos modelos experimentales para forjar su fama, directamente proporcional a su fracaso.

Este joven inquieto intelectual era Louis Bertrand Castel, matemático y físico jesuita francés que durante un tiempo supo ser el centro de atención gracias a su intento de sistematizar el emparejamiento de dos vías sensoriales, el oído y la vista, a través de la música, una especie de sinestesia inducida mediante un instrumento que bautizó con el nombre de clavecín ocular. La primera descripción de un caso de sinestesia se realizó 55 años después de la muerte de Castel, aunque no hay que olvidar que la sinestesia es involuntaria, una activación de una vía sensorial o cognitiva adicional, cuando, por ejemplo, al escuchar música algunas personas “ven” colores. Nada sabía Castel de este fenómeno involuntario, lo cual no le impidió tratar de etiquetar los sonidos con un color concreto sirviéndose para ello de la física newtoniana. Esta especie de sinestesia inducida y unívoca que pretendía demostrar mediante un instrumento musical revolucionario resultó en el distanciamiento de varios colegas de la Academia de las Ciencias de Francia, aunque eso no le impidiera moverse en la alta sociedad del París de la época y conseguir financiación para su proyecto.

Chromasoul por la artista argentina María Inés Aguirre (Mia), sobre la base de un gran piano de concierto Steinway Model D. Fuente: World Piano News

El anuncio del invento de Castel se realizó en la revista “Mercure de France”, una de las revistas culturales más importantes de Francia, aunque él era editor científico de otra revista titulada “Mémories de Trevoux”. En 1725, año de la publicación del primer artículo sobre el clavecín, Louis no era un hombre desconocido ni discreto. Tanto el escritor y filósofo Bernard Le Bouyer de Fontenelle como el también filósofo René-Joseph de Tournemine (profesor y amigo de Voltaire) parecen estar involucrados en el hecho de que Castel consiguiera ser profesor en el Collège Louis-le-Grand de París. Allí enseñó varias materias, como matemáticas, mecánica, relojería, pirotecnia o arquitectura civil y militar. Gracias a que fue profesor del hijo de Montesquieu, éste influyó para que fuera admitido en la Royal Society (la sociedad científica más antigua del Reino Unido).

Quizá esta ayuda para llegar a París proviniera del hecho de que Castel no era amigo de la cada vez más asentada filosofía newtoniana. No en vano, Castel pensaba que Isaac Newton era un brillante matemático y que eso era lo que lo convertía en un mal físico1. Esta “alegre” afirmación dejaba claro que Louis no huía de las polémicas que siempre han rondado a la ciencia desde sus inicios. Tampoco era una opinión basada en una animadversión infundada, ya que había estudiado a fondo los “Principia” de Newton. En 1724 Castel publicaba su “Tratado de física sobre la gravedad universal de los cuerpos” donde daba cuenta de un estilo exuberante de escritura y de sus ideas con ciertas connotaciones religiosas. Toda esta polémica con un ya anciano Newton no le impidió usar su libro “Óptica: o un tratado de las reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz” para avalar su invento que apareció en forma de carta, titulada “Clavecín para los ojos, con el arte de pintar los sonidos y todo tipo de piezas de música”.

Música de colores

La idea de Castel no era otra que dar origen a una nueva forma de arte mediante analogías entre los fenómenos del sonido y la luz. Las teorías sobre la luz de Newton no fueron mencionadas en un primer momento, aludiendo, como buen jesuita, a Athanasius Kircher como su verdadero maestro. Realizó una serie de analogías “libres” entre el sonido y los colores apoyadas en los escritos de Kircher para fundamentar su hipótesis. Posteriormente también nombró a Newton y su libro para hablar de los siete colores del espectro. Siete, como las notas musicales, algo nada casual en la mente de Castel. Además, hubo otra coincidencia para que la mente de Louis volara precipitadamente hacia una escala-color. Las medidas que hizo Newton del espacio que cada color ocupaba en el espectro, sus anchos relativos, se ajustaban perfectamente a las diferencias en la longitud de una cuerda cuando emitía las sucesivas notas de la escala diatónica mayor (Do, Re, Mi, Fa…). Esto no podía ser casualidad, tenía que ser el resultado de un orden superior, una demostración más de la perfección del universo que casaba perfectamente con la religiosidad de Castel.

Supuso que tanto la luz como el sonido eran fenómenos vibratorios, apoyado en afirmaciones que aparecían en los textos de Kircher que “sorprendentemente” venían a confirmar sus hipótesis: “Si, cuando un instrumento musical suena, alguien percibiera los más finos movimientos del aire, ciertamente no vería más que una pintura con una extraordinaria variedad de colores”2. Nada importaron las reticencias de Newton a esta analogía. Tampoco importó que la analogía entre sonido y color tuviera importantes grietas, ya que el color es algo permanente y el sonido efímero, ni que los colores no se mezclaran en un todo en el arte pictórico como sí hacían los sonidos en la armonía. La solución estaba clara para este matemático excéntrico, si no era posible en el s. XVIII hacer que el sonido fuera permanente, tenía que ser posible que los colores aparecieran y desaparecieran al igual que los diferentes sonidos. La idea era que los sonidos provocaran la visión simultánea de su color análogo modificando el mecanismo de un clavecín de la época, capaz de proyectar y aunar el color y el sonido en un arte nuevo, la música de color. El cambio de impresiones de los diferentes colores en el tiempo, al igual que el cambio de los sonidos, provocaría una sensación mucho más placentera que la música ordinaria o la contemplación de un cuadro.
Para Castel, la combinación de la física de la luz y la del sonido darían como resultado un nuevo tipo de arte. La idea de que la suma de diferentes preceptos científicos haría avanzar al arte, es algo que ha sucedido en diversos momentos de nuestra historia, sin embargo, en este caso, el intento de buscar una conexión, un orden superior, estuvo basado en conjeturas y en una motivación que en la ciencia ha estado presente en ocasiones: la belleza. Más allá de las coincidencias, la hipótesis de Castel tenía que ser cierta porque era bella. La belleza como criterio de verdad se ha dado en algunos momentos en el mundo de la ciencia, con diferentes consecuencias.

Para demostrar esta hipótesis y crear un nuevo arte, Louis necesitaba fabricar el medio para conseguirlo. Había nacido, de momento de manera teórica, un nuevo instrumento.

El clavecín ocular

Antes de que el fortepiano y el piano posterior desbancaran al clavecín, éste gozaba de una gran popularidad. Era el instrumento de teclado por excelencia, en la Francia de Castel, al igual que en Alemania, tenía gran prestigio y difusión. Era la época dorada de François Couperin y Jean-Philippe Rameau y el mismo instrumento donde J. S. Bach compondría su Clave bien temperado o sus célebres Variaciones Goldberg. Posiblemente, la gran fama del clavecín hizo que Castel pensara en este instrumento para la demostración de sus teorías y, por consiguiente, la creación de un nuevo arte. Sin embargo, la construcción de un clavecín modificado para que proyectara colores y se mezclaran no parecía ser, en un primer momento, la principal preocupación del matemático, ya que en sus propias palabras “no es como artesano sino como filósofo que me propongo demostrarles este nuevo arte” y mucho tiempo después comentaría, más para justificarse que como confesión, “Era solo una idea, y no tenía intención de llevarla a cabo”3. A pesar de estas afirmaciones, el clavecín se intentó construir, dando lugar a algunos prototipos (gracias a varias inyecciones de dinero), pero para eso había que afinar la teoría, con algunas ideas de Newton y otras de cosecha propia.

Newton había distinguido siete colores en el espectro: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Castel optó por el violeta como tono fundamental para construir su escala diatónica, aunque esto cambiaría cuando reanudó el proyecto de su construcción. Empezó a tener la necesidad de cargar de justificación teórica su nuevo arte, por lo que escribió un artículo posterior con un enfoque más geométrico que aludía a las proporciones de las cuerdas vibrantes de los sonidos. Siguiendo las proporciones de la octava (2:1) o la quinta (3:2) llegó a la conclusión de que así funcionaban el placer y el desagrado en todos nuestros sentidos, por supuesto también en la vista. Las vibraciones en proporción armónica era su orden superior y nada lo sacaría de esa convicción. Es más, también realizó el camino inverso, tratando al sonido como la luz e intentando (sin éxito) construir un “prisma auricular” que fuera capaz de separar las notas de un acorde.

Castel no se rendía fácilmente, así que empezó a darle vueltas a su escala de colores basada en Newton y a descartar el violeta como tono fundamental. Realizó varios experimentos sobre los colores con la ayuda de un amigo pintor y sus conclusiones se convirtieron en un artículo de 321 páginas en la revista «Mémoires de Trevoux». Nadie podrá decir que Louis no fuera prolífico ni que no se preocupara de intentar argumentar de manera sólida sus teorías, más allá de que la realidad le devolviera más de un jarro de agua fría. La escala de colores ya no fue diatónica sino cromática, puesto que se afanó en argumentar que entre los siete colores había colores intermedios, al igual que en la escala musical de 12 sonidos. Su escala ahora era azul, celadón, verde, oliva, amarillo, ocre, nacarado, rojo, carmesí, violeta, ágata y violáceo, representando un análogo directo con la escala cromática musical (Do, Do#, Re, Re#…). Sin embargo, renunció a poder coger cualquier sonido como tono fundamental de cualquier escala o tonalidad, él quería una tónica absoluta, que en los colores era el azul porque en la mente de Castel todos los colores de la naturaleza se ven contra el fondo del cielo azul. En la música hizo lo propio, aludiendo al sonido “Do” como tónica absoluta justificándola por el rango de la voz humana. De esta manera, las tres notas más importantes de la escala, primero (Do), tercero (Mi) y quinto (Sol) (con los que se forma el acorde) coincidían con los colores azul, rojo y amarillo. Es fácil imaginar el sudor de las manos de Castel al ver cómo estas “pruebas” demostraban su teoría y la frenética sensación de estar a orillas de un descubrimiento. No contento con esto, usó el claro-oscuro para resolver el problema de las diferentes octavas, dándole 12 octavas completas entre el negro y el blanco. El clavecín es un instrumento de uno o dos teclados (según modelo y época) con un número de teclas variable, los hay con 49 pero también con 61. En cualquier caso, Castel necesitaba construir uno con 144 o 145 teclas (para hacernos una idea del tamaño, el piano actual tiene 88 teclas). Había que fabricarlo.

Hay testimonios de que hizo algunos prototipos, como el del compositor más prolífico de la historia, Georg Philipp Telemann, quien alabó el invento del matemático después de una visita a París. Sin embargo, solo nos queda la especulación teórica y algunos prototipos que se realizaron posteriormente a la muerte de Castel. Existe un diseño del año 1743 fabricado por Johann Gottlob Kriiger y conservado en la biblioteca de la universidad de Ámsterdam:

Diseño de un clavecín ocular. En Miscellanea Berolinensia. Fuente: Franssen, 1991.

Posteriormente, alguien llamado Guyot había escrito un libro que contenía todo tipo de entretenimientos basados en experimentos científicos, titulado “Nouvelles recreations physiques et mathematiques”, donde aparece la teoría de Castel para realizar una versión simplificada con un cilindro de cartón y una vela en su interior. Tanta especulación y teorización reducida a un juguete, que afortunadamente Castel nunca conoció, puesto que el volumen se publicó 12 años después de su muerte. El diseño se conserva en la biblioteca de la universidad de Utrecht:

Clavecín ocular en su versión de juguete. En Nouvelles recreations physiques et mathematiques, Paris, 1769-1770. Fuente: Franssen, 1991.

Incluso fue objeto de burla, puesto que también existe una caricatura de Louis-Bertrand Castel hecha por Charles Germain de Saint Aubin. Esto da una idea de lo mucho que insistió en su teoría y las enemistades que cultivó en el mundo académico:

Caricatura de Castel con el clavecín ocular conservada en Waddesdon. Fuente: Wikimedia Commons.

Finalmente, Castel nunca consiguió su objetivo, algo obvio desde nuestra perspectiva actual, pero puso en pie un simbolismo que sí fue aceptado por escritores contemporáneos suyos como Goethe o posteriormente en músicos como Alexander Scriabin, aunque sin pretensiones científicas. Llegó, incluso, a la desesperación, sobre todo por un problema común a cualquier proyecto científico: el dinero. Trató de construirlo con linternas de la época, vidrios, cuernos, redes, etc., pero solo quedó un anciano entre restos de sus modelos y un resentimiento que volcaba su ineficacia en “su público”, que, según él, se tomaron demasiado en serio sus teorías y le hicieron creer que lo estaba consiguiendo. Nunca renunció a su idea, pero la culpa siempre fue de los demás.

Dentro de nuestra visión actual de la música y la ciencia, el invento de Castel no pasaría de ser una suerte de luces de discoteca provocadas por las teclas de un instrumento musical de forma arbitraria, sin embargo, en la época tuvo tantos detractores (entre los que destacan Newton, Rameau o el propio Montesquieu posteriormente) como defensores de sus teorías, aunque los primeros fueran aumentando con el tiempo. Desde la perspectiva del presente comprobamos como teorías e inventos científicos no pasan de ser intentos fallidos, absurdos o simplemente ingenuos. Sin embargo, la historia de la ciencia nos devuelve una constante en su principio dialéctico: intentar lo imposible es una tentación (o un deber) difícil de sortear.

Referencias:

1 Castel, L. B. (1743). Le vrai systême de physique generale de M. Isaac Newton, exposé et analysé en parallele avec celui de Descartes; à la portée du commun des physiciens.

2 Kircher, A. (1650). Musurgia Universalis, sive Ars Magna Consoni et Dissoni, vol. 2.

3 Franssen, M. (1991). The ocular harpsichord of louis-bertrand castel. Tractrix, 3, 15-77.

Sobre el autor: José Manuel González Gamarro es profesor de guitarra e investigador para la Asociación para el Estudio de la Guitarra del Real Conservatorio Superior de Música “Victoria Eugenia” de Granada.

El artículo Música para mis ojos, el clavecín ocular de Castel se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Demografia

Munduan, mutil gehiago jaiotzen dira neskak baino. Zehazki, gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira emakumezko 100 haur bakoitzeko. 2015ean argitaratu zen ikerketa baten arabera, giza enbrioiek aukera berdina dute sexu maskulinoa edo femeninoa izateko, baina haurdunaldian zehar, enbrioi edota fetu femeninoak ez jaiotzeko eta hiltzeko probabilitatea handiagoa da gizonena baino. Zientzialarien ustetan, bizitzan zehar gizonezkoek emakumezkoek baino hiltzeko arrisku handiagoa izatearen ondoriozko egokitzapen bat izango litzateke. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Zergatik jaiotzen dira neska baino mutil gehiago munduan?

Osasuna

Ikerketa batek iradoki du Brasilgo haurren leuzemia-kasuen igoera pestizidekin lotuta egon litekeela. Ez dute lotura kausalik aztertu, baina ohartarazi dute populazioa pestiziden eraginpean dagoela ur-horniduraren bidez. Gai hau bereziki garrantzitsua da Brasilen, munduko soja-ekoizle nagusia bihurtu baita, eta, horrekin batera, baita pestizida arriskutsu gehien erabiltzen duen herrialdea ere. Egileen arabera, 2008 eta 2019 urteen artean 10 urtetik beherako haurren artean leuzemiagatik gertatutako heriotzen %50 pestizidekin lotuta egon daitezke. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Berrikuspen zientifiko batek ondorioztatu du intsektiziden eraginpean dauden gizonek espermatozoide gutxiago dituztela. Zehazki, gehien erabiltzen diren bi intsektizida-motaren eragina aztertu dute: organofosfatoak eta N-metilo karbamatoak. Emaitzen arabera, lotura zuzena dago intsektizida horien eraginpean egotearen eta espermatozoide-kontzentrazio txikia izatearen artean. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Ingurumena

Frogatu dute aireko mikroplastikoek eguraldian eragin dezaketela. Ikerketa batek Txinako Tai mendiaren gaineko hodeiak aztertu ditu, eta ikusi dute hodeiek mikroplastikoak dituztela. Baina hortik haratago: ondorioztatu dute mikroplastiko horiek hodeiak sorrarazteko gai direla. Hainbat eredu matematiko erabiliz, azaldu dute plastiko partikula zaharrenek azalean erantsita dituztela berun, merkurio eta oxigeno molekula gehiago, eta partikula horiek hodeiak sortzeko ahalmena dutela. Bestalde, azaldu dute partikula horien jatorria lur lehorreko eremu populatuetan dagoela seguruenik. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Mikrobiologia

Ikerketa berri batek argitu du nolakoa den 7.000 metrotik gora bizi diren mikrobioen komunitatea. Lan hori gauzatzeko laginak Everest mendiaren hegoaldean dagoen IV kanpamentuaren ondoan hartu ziren, 7.900 metrotik gora eta -33ºC-ko tenperatura izan ohi den eremuan. Lagin horietan zegoen DNA aztertu zuten, eta, muturreko baldintzetara moldatutako mikroorganismoak aurkitu zituzten, baina baita kosmopolitak ere. Ikertzaileek uste dute azken horiek mendizaleek utzitakoak izan litezkeela, eztularen edo sudur-jariakinen bidez. Datuak Zientzia Kaieran.

Informatika

Gaur egun algoritmoak gauza askotarako erabiltzen dira, baina duela ia mende bat Alan Turing zientzialari informatikoak erakutsi zuen badirela algoritmoen bidez ebatzi ezin daitezkeen zenbait problema. Turingek ebazteko saio oro arbuiatzen duen problema bat definitu zuen. Artikulu berea, gainera, konputazioaren modelo matematikoa formulatu zuen, eta informatika modernoaren abiapuntu izan zen modelo hori. Turingek planteatutako problema irakurri daiteke Zientzia Kaieran: Alan Turing eta pentsamendu negatiboaren boterea.

Teknologia

Ibilgailu elektrikoen optimizazioak ikerkuntza handia behar du oraindik. Erronka horietako bat da, esaterako, etengailuen bizi-zikloa handitzea eta arkuaren iraupena txikitzea. Alor horren ikerketan, gas desberdinen erabilera ikertzen ari dira gaur egun zientzialariak, eta 3D simulazio magnetohidrodinamikoak erabili daitezke horretarako. UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikertzaileek eta Pablo Eguia Leibniz Institute for Plasma an Technology-ko ikertzaileak hidrogenoaren baliagarritasuna aztertu dute lan berri batean, etengailuaren gas isolatzaile modura. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Astronomia

Europako Espazio Agentziak argitaratu berri ditu Euclid misioaren lehen irudiak. Izen bereko teleskopio bat jaurti zuten uztailean Lurretik 1,5 milioi kilometrora, eta, haren helburua unibertsoaren 3D-ko mapa zehatza egitea da. Mapa hori osatzeko materia eta energia ilunak ere aztertu behar ditu, unibertsoaren % 95 osatzen baitute elementu horiek. Oraingoz bost argazki argitaratu dira, argi ikusgarria eta infragorria batzen ditizten argazkiak. Espero da argazki horiek informazio esanguratsua eskaintzea energia eta materia ilunak batera aztertzeko. Berri honen inguruko informazioa Elhuyar aldizkarian eta Berrian irakur daiteke.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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docente

La jornada Las Pruebas de la Educación tuvo lugar con el objetivo de analizar la validez de las estrategias educativas puestas en marcha durante los últimos años. El enfoque STEAM o las clases virtuales fueron analizados desde la evidencia científica por un grupo de expertos y expertas que se reunió en la Facultad de Educación de Bilbao de la Universidad del País Vasco. La jornada, fruto de la colaboración entre la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la facultad de Educación de Bilbao, tuvo lugar el 27 de octubre pasado.

Esta sexta edición volvió a estar dirigida a profesionales del ámbito de la educación y a quienes, en un futuro, formarán parte de este colectivo. Su objetivo ha sido reflexionar, desde la evidencia científica, sobre la validez de las estrategias utilizadas hoy en día. El seminario ha contado, una vez más, con la dirección académica de la vicedecana de Investigación y Transferencia de la Universidad Autónoma de Madrid, Marta Ferrero González.

La conferencia de apertura, ¿Qué puede aportar la investigación científica al trabajo de los y las docentes en el aula?, fue impartida por la propia Marta Ferrero González, experta en educación basada en la evidencia.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo ¿Qué puede aportar la investigación científica al trabajo docente en el aula? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Minbizi ezberdin bakoitza (berrehun mota baino gehiago daude) mundu bat da. Diana berri bakoitza itxaropen berria da. Cutaneous lymphocyte antigen is a potential therapeutic target in cutaneous T-cell lymphoma, Marta Irigoyenen eskutik.

Baieztatzen bada (kontu handiarekin ibili behar da, ideia eztabaidagarria baita) inplikazio ekonomiko serioak dituzten aplikazioak ia berehalakoak dira: Photomolecular effect: light can make water evaporate without heat

Gogoan izan oraindik ere animali-fisiologiaren zati esanguratsua ez dugula ezagutzen. Oxigenoa falta bazaizu, kartilagoak hemoglobina sortuz erantzuten du: The cartilage produces hemoglobin to adapt to hypoxia, Ramón Muñoz-Cónpuli.

DIPCko jendeak urrats esperimental garrantzitsua eman du Kondo sareen funtsezko egoera ulertzeko eta, agian, supereroankortasun exotikoetarako bidea irekitzeko. Ground state coherence in a two-dimensional Kondo lattice

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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La sequía está afectando de forma masiva a los ecosistemas forestales en todo el mundo y es imprescindible comprender la vulnerabilidad individual de los árboles a la mortalidad por sequía. Según un estudio en el que ha participado la UPV/EHU, un desacoplamiento entre el crecimiento de los árboles y el clima puede provocar esa mortalidad, y el uso de la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad hídrica podría servir como una señal de alerta temprana de mortalidad. Ese tipo de indicadores puede ser de gran ayuda a la hora de diseñar medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en ecosistemas forestales.

Fuente: Wikimedia Commons

Los eventos de mortalidad arbórea masiva asociados a la sequía han aumentado en todo el mundo en las últimas décadas, afectando a la estructura y al funcionamiento de los ecosistemas forestales. Sin embargo, el conocimiento existente sobre la vulnerabilidad individual a la mortalidad inducida por la sequía sigue siendo limitado. El nuevo trabajo trata de arrojar luz sobre ese problema. “El objetivo del estudio fue identificar los factores que desencadenaron un evento de mortalidad masiva en una extensa área forestal del centro de España dominada por Pinus sylvestris L., una especie de amplia distribución e importancia económica y ecológica”, comenta Asier Herrero, profesor ayudante doctor del Departamento Biología vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco en la Facultad de Farmacia.

Para ello, se compararon los patrones de crecimiento radial en parejas de individuos vivos y recientemente muertos que coocurrían en estrecha proximidad y presentaban edad y tamaño similares, aislando así los efectos del tamaño y el entorno del proceso de mortalidad. Se comparó la dinámica temporal del crecimiento, la sincronía del crecimiento (patrones anuales coincidentes entre individuos a lo largo del tiempo) y la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua (estimada como la precipitación menos la evapotranspiración potencial) entre árboles vivos y muertos.

En los últimos 50 años, aunque no se detectaron diferencias significativas en el crecimiento entre árboles vivos y muertos, sí se observó un aumento de la sincronía del crecimiento y de la sensibilidad a la disponibilidad de agua (es decir, la pendiente del balance hídrico en el modelo de crecimiento) en todos los árboles a medida que aumentaba la intensidad de la sequía. “20 años antes de la mortalidad, los individuos muertos mostraron una menor sincronía de crecimiento y una menor sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua que los vivos”, destacan los investigadores.

La reducción registrada en la sincronía del crecimiento y en la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua en los árboles muertos sugiere un desacoplamiento entre el crecimiento arbóreo y el clima, lo que podría aumentar el riesgo de fallo hidráulico y de inanición de carbono bajo condiciones cada vez más áridas. Así, el uso de la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad hídrica podría servir como una señal de alerta temprana de mortalidad arbórea, que merece ser estudiada en mayor profundidad en el futuro, particularmente en zonas con condiciones de sequía estacional. Ese tipo de indicadores de riesgo de mortalidad puede ser de gran ayuda a la hora de diseñar medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en ecosistemas forestales.

Referencia:

Asier Herrero, Raquel González-Gascueña, Patricia González-Díaz, Paloma Ruiz-Benito, Enrique Andivia. (2023) Reduced growth sensitivity to water availability as potential indicator of drought-induced tree mortality risk in a Mediterranean Pinus sylvestris L. forest Frontiers in Forests and Global Change doi:10.3389/ffgc.2023.1249246

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

El artículo Mortalidad masiva de los pinos inducida por la sequía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ez da beti jakin errekuntza oso oxidazio azkarra dela. XVII. mendean ez zekiten zergatik objetu batzuk erretzen diren eta beste batzuk ez, eta zergatik ia beti gutxiago pisatzen duten hondarrak erretzen direnan. Horiek horrela, Johann Becher-ri azalpen bat bururatu zitzaion.

Alkimista eta mediku ingelesaren arabera, objektu sukoiak substantzia misteriotsu batez inpregnatuta zeuden. Zerbait erretzean, flogistoa erretzen zen, eta errekuntza amaitzenan, objektu horrek barruan flogisto gehiago ez zuelako zen. Horrek azaltzen zuen, halaber, zerbait erre ondoren, lehen baino gutxiago pisatzeak.

UPS! ataleko bideoek gure historia zientifiko eta teknologikoaren akatsak aurkezten dizkigute labur-labur. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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Este mes de noviembre se celebra el mayor evento anual de divulgación y comunicación social de la ciencia en Europa: las semanas de la ciencia y la tecnología, que ofrecen cientos de actividades para acercar la investigación a la sociedad y, en particular, a la gente más joven.

La cultura nos representa, es el armazón de conocimientos, gustos y costumbres en el que nos reconocemos y con el que disfrutamos. La ciencia es parte de la gran aventura intelectual del ser humano, fruto de su curiosidad y del intento de representar y entender el mundo en el que vivimos. Y como producto del pensamiento humano, la ciencia es un componente esencial de la cultura. Porque la ciencia no es una actividad extraña a la vida y, por tanto, sus respuestas también son de carácter cultural.

Los avances científicos han impulsado el progreso y han moldeado nuestra cultura en términos de cómo vivimos, trabajamos y nos relacionamos. Más aún, las ideas científicas, a veces de modo velado, han condicionado profundamente las ideas sociales.

Es absurdo que el mejor conocimiento disponible sobre cómo funciona el mundo quede fuera del concepto de cultura. Es algo tan evidente que, en vez de explicarlo, parece más necesario analizar por qué esa consideración no está generalizada.

Una división inexplicable

La tradicional división de la educación en ciencias y humanidades (¡como si la ciencia no fuera humana!) puede sugerir que unas forman parte de la cultura y las otras son “otra cosa”. Pero la realidad es que el conocimiento detallado y disciplinar de la historia del arte, de la lingüística o de las lenguas clásicas, por ejemplo, es tan propio de los especialistas como el de la física, la geología o las neurociencias.

La ciencia no solo se limita a laboratorios y a gente del mundo académico, sino que está presente en todos los aspectos de nuestra vida. Y del mismo modo que una persona culta conoce y disfruta del arte o la literatura, conocerá y disfrutará de una visión panorámica de la historia del universo, de las peculiaridades del comportamiento animal o de cómo funciona una célula.

A nadie le parece extraño, más bien al contrario, saber quién fue Velázquez y admirar sus cuadros sin ser un especialista historiador del arte. Pues tampoco hay que ser una persona experta o erudita para conocer quienes fueron Darwin o Curie.

La naturaleza no tiene la culpa de los planes de estudio. La realidad no entiende de ciencias o de humanidades. El mundo se nos presenta para conocerlo, entenderlo y cambiarlo mediante todas las herramientas de que dispongamos.

Además, la ciencia no solo proporciona un conocimiento empírico, sino que también plantea preguntas éticas y filosóficas, debates que son parte integral de nuestra cultura y sociedad.

Quién difunde la cultura científica

La existencia de instalaciones de cultura científica como museos de ciencias o planetarios no es nueva. Desde el año 2007, la mayoría de los centros de investigación y universidades han promovido las Unidades de Cultura Científica que son hoy en día uno de los principales agentes en la difusión y divulgación de la cultura ciencia y la innovación.

Además, en la última década se ha hecho un considerable esfuerzo por añadir al panorama cultural una oferta científica cada vez más variada y, por qué no decirlo, alejada del estereotipo de seriedad y torre de marfil que tradicionalmente ha tenido. Programas de televisión como Órbita Laika, compañías de monólogos científicos humorísticos como Big Van Ciencia o espectáculos escénicos como Naukas son algunos ejemplos.

Este tipo de actividades culturales de divulgación científica permiten que el público en general se involucre en la exploración del mundo natural y comprenda cómo la ciencia contribuye a nuestro entendimiento del mundo.

Y la ciencia sirve también como fuente de inspiración para la creatividad artística.

Una semilla fecunda

Las personas que nos dedicamos a diario a tareas de divulgación científica vivimos convencidas de que “la ciencia es cultura” pero en la sociedad en general sigue sin ser algo suficientemente aceptado.

Por eso es tan urgente incrementar la cultura científica de la población. La información científica es una fecundísima semilla para el desarrollo social, económico y político de los pueblos. La complicidad entre los científicos y el resto de los ciudadanos es una excepcional celebración de la democracia.

Pero, además, esa nueva cultura contribuiría a frenar las supercherías disfrazadas de ciencia, aumentaría la capacidad crítica de los ciudadanos, derribaría miedos y supersticiones…

En definitiva, haría a los seres humanos menos manipulables, más libres y más audaces.

Los enemigos a batir por la ciencia son los mismos que los de la filosofía, el arte o la literatura. Esto es, la incultura, el oscurantismo, la barbarie, la miseria, la explotación humana.

Sobre los autores: Ignacio López-Goñi, MIembro de la SEM (Sociedad Española de Microbiología) y Catedrático de Microbiología, Universidad de Navarra; Javier Armentia, Astrofísico y director del Planetario de Pamplona y Joaquín Sevilla, Catedrático de Tecnología Electrónica, Universidad Pública de Navarra

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

El artículo La ciencia sí es cultura se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez, Pablo Eguia, Unai Villena

Europan isurtzen diren berotegi-efektuko gasen % 25 inguru, garraioaren ondoriozkoak dira eta etengabe handitzen da. 2017an garraioak isuritako berotegi-efektuko gasen % 71,7 lurreko garraioen emisioei zegokion. Beraz, Europar Batasunak isuri horiek % 90 murriztu nahi ditu 2050erako.

Europar Batasunak finkatutako helburua lortzeko, ibilgailu elektrikoak garraio aukera lehiakor eta eskuragarria bihurtzea ezinbestekoa izango da. Bide horretan, besteak beste, ibilgailuak optimizatu beharko dira, beraien prezioa jaitsi eta hauen erabilera bultzatu beharko da.

Ibilgailu elektrikoen optimizazioak, ikerkuntza handia behar du oraindik hainbat arlotan, esaterako: pisua eta galerak murriztea, energia biltegiratzeko eta korrontea eteteko ahalmena handitzea, bateria pizteko eta itzaltzeko segurtasuna mantentzea. Segurtasunari dagokionez, erabiltzaileen segurtasunaz harago, etengailuen bizi-zikloa handitzea litzateke gakoetako bat.

Irudia: ibilgailu elektrikoen optimizazioak ikerkuntza handia behar du oraindik hainbat arlotan. (Argazkia: Kindel Media – erabilera libreko irudia. Iturria. Pexels.com)

Etengailuen bizi-zikloa handitzea eta arkuaren iraupena txikitzea ekar dezaketen estrategien artean, gas desberdinen erabilerari erreparatu diezaiokegu. Izan ere, korronte zuzeneko etengailuetan, gasen erabilerak, arkuaren denbora txikitzeaz gain, arkuaren erresistentzia elektrikoa handitzen du, arkua amatatzeko lagungarria dena. Bestalde, kontaktoreen fusioa handitzen da, kontrolatu beharreko fenomeno kaltegarria dena. Bai eragin positiboak bai negatiboak kuantifikatzeko, 3D simulazio magnetohidrodinamikoak (ingelesez, MagnetoHydroDinamics MHD) erabili daitezke.

MHD simulazioak jariakinen dinamika konputazionalean (ingelesez, Computational Fluids Dynamics, CFD) oinarrituta daude eta arku elektrikoaren jokaerari buruzko informazioa ematen dute jariakinen mekanikako legeak eta lege termodinamikoak aplikatuta. CFDa jariakinen mekanikako adarra da, zeinak problemak ebazteko zenbakizko metodoak eta algoritmoak erabiltzen dituen. Behin eredua finkatuta dagoela, oso erraza eta merkea da aldaketak egitea, adibidez, geometrian, gasen konposizioan, materialetan eta abar.

Arku elektrikoa etengailuetan ematen den efektua da, korrontearen etete prozesuaren barruan. Etengailuaren kontaktuak bata bestetik aldentzen direnean, etengailutik igarotzen den korronte elektrikoa kontaktuetatik etengailuaren gas isolatzailera pasatzen da, eta hau ionizatuz, bertan arku elektrikoa sortzen da. Arku elektrikoak efektu ez desiragarriak sor ditzake etengailuetan, beraz, efektu horiek murrizteko asmoz, lan honen helburu nagusia hidrogenoaren baliagarritasuna aztertzea da etengailuaren gas isolatzaile modura. Horretarako, Navier-Stokesen ekuazioak eta Bolumen Finituen Metodoa (ingelesez, Finite Volume Method, FVM) oinarritzat hartuz, simulazio magnetohidrodinamikoak definitu dira ANSYS CFX programaren bitartez. Hala, arku elektrikoaren prozesuan oinarrizkoak diren aldagaiak kalkulatu dira, hala nola, tentsioa, tenperatura eta presioa. Emaitza horiek airea isolatzaile modura darabilten etengailuetan lortutakoekin alderatuz, hidrogenoa simulatutako aplikaziorako gas egokia dela ondorioztatuko da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 44
• Artikuluaren izena: Arku Elektrikoaren FVM Bidezko Simulazioa Ibilgailu Elektrikoen Baterietako Hidrogenozko Etengailuetan
• Laburpena: Arku elektrikoa etengailuetan gertatzen den efektua da. Etengailuaren kontaktuak bata bestetik aldentzen direnean, etengailutik pasatzen den korronte elektrikoa kontaktuetatik etengailuaren gas isolatzailera pasatzen da, eta hau ionizatuz, bertan arku elektrikoa sortzen da. Arku elektrikoak efektu ez-desiragarriak sor ditzake etengailuetan; beraz, efektu horiek murrizteko asmoz, lan honen helburu nagusia hidrogenoaren baliagarritasuna aztertzea da etengailuaren gas isolatzaile modura. Horretarako, Navier-Stokesen ekuazioak eta Bolumen Finituen Metodoa (ingelesez, Finite Volume Method, FVM) oinarritzat hartuz, simulazio Magnetohidrodinamikoak (ingelesez, Magnetohydrodynamics, MHD) definitu dira ANSYS CFX programaren bitartez. Hala, arku elektrikoaren prozesuan oinarrizkoak diren aldagaiak kalkulatu dira, hala nola, tentsioa, tenperatura eta presioa. Emaitza horiek airea isolatzaile modura darabilten etengailuetan lortutakoekin alderatuz, hidrogenoa simulatutako aplikaziorako gas egokia den ala ez ondorioztatuko da.
• Egileak: Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez, Pablo Eguia, Unai Villena
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 319-33
• DOI: 10.1387/ekaia.23847

Egileez:

• Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez eta Unai Villena UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikertzaileak dira.
• Pablo Eguia Greifswald Unibertsitateko Leibniz Institute for Plasma an Technology-ko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En la entrada del Cuaderno de Cultura Científica El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I) iniciamos una serie sobre tres superficies relacionadas con la banda de Moebius, a saber, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Toro de Villarceau, realizado en cartulina, por la matemática valenciana María García Monera. En la página web de María García Monera podéis encontrar las plantillas y un tutorial para construir este toro mediante las secciones de Villarceau

 

La botella de Klein

A partir de una tira de papel rectangular ABCD (véase la siguiente imagen) -en general, una superficie rectangular-, se pueden construir dos superficies abiertas, la superficie normal o cilindro (si se pegan dos extremos, por ejemplo, AB con DC), que tiene dos caras y dos bordes, y la banda de Moebius (si primero giramos uno de los extremos del papel media vuelta y después los juntamos, es decir, ahora AB se “pega” con CD), que tiene una sola cara y un solo borde (como ya hemos visto en la anterior entrada y otras relacionadas).

Además, se pueden construir tres superficies cerradas -es decir, que no tienen bordes-, que son las que nos ocupan en esta serie de entradas, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Si volvemos al rectángulo ABCD, como hemos comentado, pegando los lados AB con DC se obtiene un cilindro, pero en función de cómo se junten los otros dos lados generaremos dos nuevas e interesantes superficies. Si lo hacen de forma directa (AD con BC, como indican las flechas de la siguiente imagen) se obtiene una superficie cerrada con dos caras, denominada en matemáticas “toro”, que tiene forma de rosquilla o flotador, a la cual hemos dedicado la entrada anterior El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I) .

Construcción de la superficie del toro

Si los otros dos lados se pegan en el sentido contrario (AD con CB), girando media vuelta antes de pegarse, entonces se obtiene la superficie llamada “botella de Klein”, que es una superficie cerrada y solo tiene una cara. Como se muestra en la siguiente imagen, los extremos del cilindro no se pegan de forma directa, sino en sentido contrario, luego sería como si se pegaran “por detrás”. El problema es que para hacer esto tenemos que cruzar la propia superficie para poder unir esos dos extremos en la forma descrita. De esta manera, lo que se genera es una representación de la botella de Klein que se autointerseca, como se muestra en la imagen.

Construcción de la botella de Klein con autointersección

Sin embargo, la botella de Klein, tal cual la hemos definido, no debiera de tener autointersecciones. El problema está en que esta construcción geométrica “ideal” no genera una superficie que esté dentro de nuestro espacio tridimensional, sino que su espacio natural es el espacio de dimensión cuatro (sobre la cuarta dimensión puede leerse el libro La cuarta dimensión, que se incluye en la bibliografía o las entradas Hipercubo, visualizando la cuarta dimensión, Hipercubo, visualizando la cuarta dimensión (y 2) y ¿Entiendo la cuarta dimensión?), y aquí nos encontramos con un gran problema, ya que no somos capaces de visualizar la cuarta dimensión. Por este motivo, nos quedaremos con la anterior representación, que al menos habita en el espacio visual, en el espacio tridimensional.

Puede pensarse en la botella de Klein como una superficie formada por la unión de dos bandas de Moebius. O al revés, estas se obtienen si cortamos la botella de Klein por la mitad, como se muestra en la siguiente imagen, generando dos partes iguales, que son bandas de Moebius.

A la izquierda la imagen de una botella de Klein, donde las líneas de colores vienen de líneas horizontales y verticales pintadas en el rectángulo ABCD originario, mientras que en el centro y la derecha tenemos las dos mitades de la botella de Klein, al cortarla por la mitad, la parte inferior (centro) y la parte superior (derecha). Imagen del artículo From Möbius Bands to Klein-Knottles, del artista y experto en ciencias de la computación Carlo H. Séquin

Para terminar esta sección, traemos un clásico de las botellas de Klein, las realizaciones en cristal realizadas por el astrónomo y divulgador científico estadounidense Clifford (Cliff) Stoll (1950), que vende estas hermosas piezas a través de su página Acme Klein Bottle. Veamos algunas de estas realizaciones de la botella de Klein en cristal. La primera es una serie de botellas de Klein con diferentes formas, aunque topológicamente son la misma, ya que se puede “deformar” unas en otras (para una pequeña reflexión sobre lo que es la topología podéis leer la entrada La topología modifica la trayectoria de los peces).

Botellas de Klein de cristal con diferentes formas, pero topológicamente iguales, realizadas por Cliff Stoll. Imagen de Acme Klein Bottle

La siguiente imagen sería una botella de Klein realizada en cristal y las dos mitades, si la cortamos por la mitad, que son bandas de Moebius.

Botella de Klein de cristal y las bandas de moebius que se obtienen al cortar la superficie de la botella de Klein por la mitad, realizadas por Cliff Stoll. Imagen de Acme Klein BottleBotellas de Klein artísticas

A pesar de la complejidad que subyace a la botella de Klein, puesto que es una superficie con una sola cara, pero además su espacio natural para visualizarla sería un espacio de dimensión cuatro y tenemos que conformarnos con representarla con autointersecciones en nuestro espacio tridimensional, sí nos podemos encontrar artistas que han creado esculturas con la forma de esta superficie.

Empecemos con el artista mexicano Pedro Reyes (1972), un artista multidisciplinar que trabaja tanto la escultura, la arquitectura, el diseño, el video arte o la performance, y que está muy interesado en la topología. Como no podía ser de otra manera, trabaja en algunas de sus obras con el concepto de la banda de Moebius. Por ejemplo, crea una “silla de moebius” para que se sienten dos personas, cara a cara, al estilo de las sillas para dos personas del siglo xix, que se conocen con varios nombres, como “sillas tú y yo”, “sillas confidente” o incluso “sillas de los enamorados”. Una versión de la Silla moebius, del año 2005, es una silla realizada al estilo de las sillas acapulco (véase la entrada En busca de la banda de Moebius más corta posible), mientras que la versión de 2006, que vemos en la siguiente imagen, está realizada en fibra de vidrio y acero.

Silla de Moebius (2006), del artista mexicano Pedro Reyes

 

Y tiene una tercera versión en mármol, de 2018, llamada Silla infinita.

Silla infinita (2018), del artista mexicano Pedro Reyes. Imagen de la Lisson Gallery

También en el siglo xix se crearon sillas de los enamorados con tres asientos, dos para la pareja de enamorados y una más para la persona que hacía de acompañante. Siguiendo esta idea, el artista mexicano realizó en 2007 una silla triple, llamada Nudo gordiano, que sería una continuación de la Silla Moebius, aunque ahora la superficie nos es una banda de Moebius, sino una banda normal retorcida, con dos caras.

Silla nudo gordiano (2007), del artista mexicano Pedro Reyes. Imagen de la página web del artista Pedro Reyes

Pero, como comentábamos, este artista mexicano también se ha inspirado en la botella de Klein para crear alguna de sus obras, en particular, la obra Capula Klein’s Bottle / Cápula botella de Klein (2007), que es una escultura colgante, a la que además se puede acceder, como vemos en una de las siguientes imágenes.

Vista de la sala “topologías” de la exposición Pedro Reyes: Escultura Social, en el Museo de Arte Contemporáneo de Monterrey (MARCO), en 2022, en la que puede verse la escultura colgante Cápula botella de Klein o un cuadro sobre los puentes de KönigsbergFotografía de la escultura Cápula botella de Klein con dos personas en su interior. Imagen de Design Boom

A continuación, vamos a mostrar una interesante y hermosa escultura de la artista parisina Bettina Samson (1978), cuyo título Three loops in a fourth dimensión / Tres bucles en una cuarta dimensión (2012-2013), hace mención a la idea de que el espacio natural de esta superficie es la cuarta dimensión.

Imagen de la obra Tres bucles en una cuarta dimensión (2012-2013), de la artista francesa Bettina Samson, en la Galerie Sultura

Aunque no es la única obra de la artista parisina en la que trabaja con la botella de Klein. La serie Mètis & Metiista (2013) es una serie de cinco esculturas “de vidrio borosilicato transparente, deformado y soplado a continuación”, que está inspirada en las variaciones sobre la botella Klein que creó el científico y soplador de vidrio británico Alan Bennett, en 1995, y que está expuestas en el Museo de la Ciencia de Londres (pueden verse en la página web de la colección del Museo de la Ciencia de Londres).

Mètis & Metiista II (2013) , de la artista francesa Bettina Samson, que consiste en tres botellas de Klein, una dentro de otra, que a su vez está dentro de otra. Imagen de la página web documentsdartistesMètis & Metiista V (2013) , de la artista francesa Bettina Samson, que consiste en una botella de Klein, con tubo enrollado o bobina en su interior. Imagen de la página web documentsdartistes.

Mientras preparaba esta entrada he descubierto una interesante exposición que tuvo lugar la pasada primavera (del año 2023), en el Simons Center for Geometry and Physics de la Universidad Stony Brook de Nueva York, de la matemática y artista argentina que trabaja en la Universidad Stony Brook, Moira Chas, titulada Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (proyecciones de la Botella de Klein), cuyo cartel se muestra a continuación.

Cartel de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle, que tuvo lugar en la galería del Simons Center for Geometry and Physics de la Universidad Stony Brook de Nueva York, entre abril y junio de 2023, en el que aparece una botella de Klein realizada con una malla de alambre.

Aquí os dejo un par de imágenes de la exposición, cuyas hermosas obras me recuerdan mucho a las esculturas de la artista estadounidense, de origen japonés, Ruth Asawa (1926-2013).

Dos esculturas, realizadas con mallas de alambre, de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (2023), organizada en la Universidad Stony Brook de Nueva YorkVista general de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (2023), organizada en la Universidad Stony Brook de Nueva York

La escultora estadounidense Bathsheba Grossman (1966), cuyas esculturas están profundamente conectadas con las matemáticas, utilizó la representación tridimensional de la botella de Klein para diseñar un abrebotellas para frikis.

Abrebotellas con forma de botella de Klein diseñado por la escultora Bathsheba Grossman

 

Vamos a cerrar esta entrada con un par de ilustraciones. La primera del matemático ruso Anatoly T. Fomenko (1945), de cuyas ilustraciones matemáticas ya hemos hablado en la entrada Ilustraciones artísticas de un matemático. En alguna de sus oscuras y expresionistas ilustraciones nos encontramos a la botella de Klein, como en la siguiente ilustración perteneciente a uno de los libros de geometría.

Ilustración “Un toroide de doble hoja que cubre una botella de Klein”, del matemático ruso Anatoly Fomenko

 

La siguiente ilustración es del sicólogo estadounidense Roger N. Shepard, quien realizó algunas ilustraciones sobre figuras imposibles, como el famoso elefante con un número indeterminado de patas. Su ilustración Impossible Three Wheeled Machine / Máquiina imposible de tres ruedas incluye una botella de Klein, en la parte donde va el motor.

Ilustración Impossible Three Wheeled Machine / Máquiina imposible de tres ruedas, del sicólogo estadounidense, conocido por sus figuras imposibles, Roger N. Shepard

Aunque he anunciado que terminaba con las anteriores ilustraciones, no puedo dejar pasar la oportunidad de mostrar la aparición de botellas de Klein en la serie Futurama, de los creadores de Los Simpson. En uno de sus capítulos, titulado La ruta de todo mal, Fry y Bender entran a comprar cerveza a un supermercado y nos encontramos con una serie de cervezas con referencias científicas, una de ellas la Cerveza de Klein, cuya botella no es otra que nuestra botella de Klein.

Cervezas que aparecen en el supermercado al que entran los protagonistas, Fry y Bender, en la serie Futurama

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, colección Miradas matemáticas, Catarata, 2023.

2.- Clifford A. Pickover, La banda de Möbius, Almuzara, 2009.

3.- Martin Gardner, Festival mágico-matemático, Alianza editorial, 1984.

4.- Stephen Barr, Experiments in Topology, Dover, 1989.

5.- Martin Gardner, The Sixth Scientific American Book of Mathematical Puzzles and Diversions, Simon & Schuster, 1971.

6.- Raúl Ibáñez, La cuarta dimensión, RBA, 2010.

 

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 El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Gaur egun, munduko biztanleriaren % 50 inguru gizonezkoak dira, eta % 50 emakumezkoak (zehazki, % 50,5 gizonezkoak eta % 49,5 emakumezkoak dira). Ehuneko horiek hainbat faktoreren ondorioz alda daitezke, hala nola gerrak edo herrialde jakin batzuetan (Txinan, Pakistanen, Indian edo Vietnamen, esaterako) seme-alabak sexu jakin batekoak nahiago izatea; hala ere, nahiko egonkor mantendu ohi dira historian zehar.

Hori ikusita, pentsa genezake jaiotzean mutila edo neska izateko aukerak ere % 50ekoak direla sexu bakoitzarentzat, baina, harrigarria bada ere, ez da horrela. Gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira, batez beste, emakumezko 100 haur bakoitzeko. Herrialdea eta historiaren unea alde batera utzita (erregistro fidagarriak daudenetik), beti mutil gehiago jaiotzen dira neskak baino, eta horrek agerian uzten du ez dela fenomeno kultural bat (non abortu selektiboak egiten diren sexuaren arabera), baizik eta batez ere biologikoa.

Irudia: gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira, batez beste, emakumezko 100 haur bakoitzeko. (Argazkia: bingngu93 – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pixabay.com)

Beraz, faktoreren bat badago sortzetik jaio arte gertatzen dena eta gizakiengan sexuen arteko desberdintasun horren erantzulea dena. Baina, zein zehazki? Gai horrek denbora luzez demografoen, biologien, obstetren, pediatren eta estatistikoen jakin-mina piztu du. 2015ean Proceedings of the National Academy of Sciences aldizkarian argitaratu zen gai horri buruzko ikerketarik osatuenak eta zabalenak ondorio sendoak ezarri zituen horren inguruan.

Egileek fenomenoa ikertzeko honako datu hauek hartu zituzten kontuan: ugalkortasun kliniken 3 eta 6 egun bitarteko 140.000 enbrioi, plazentaren eta amniozentesiaren 900.000 lagin (ile korionikoa) eta 30 milioi abortu eta jaiotza bizien erregistroetatik lortutako datuak. Hori guztia haurdunaldi bakoitzean, ernalkuntzatik hasi eta erditzeraino, sexuen proportzioaren berri izateko.

Berdintasuna enbrioietan, baina mutil gehiago jaiotzen dira

Emaitzek erakutsi zuten ez dagoela alderik sexu maskulinoko eta sexu femeninoko enbrioien proportzioan, sortu eta egun batzuetara. Baieztapen hori mundu zientifikotik kanpo eta barne hedatuta dagoen sinesmen baten kontrakoa da; izan ere, uste zen ernalketaren une berean aukera gehiago zeudela sexu maskulinoko zigotoa (XY) gertatzeko, femeninoa (XX) baino.

Egia esan, ikertzaileek aurkitu zutena hauxe da: haurdunaldian, enbrioi eta fetu femeninoak ez jaiotzeko eta hiltzeko probabilitatea gizonena baino pixka bat handiagoa da. Hortaz, lehen hiruhilekotik haurdunaldia amaitu arte, enbrioi eta fetu maskulinoen proportzioak gora egiten du pixkanaka. Hala ere, bi etapa daude non gizonezkoen fetuen hilkortasuna emakumezkoena baino handiagoa den: sortzearen ondorengo lehen astea (aldaketa kromosomikoen ondorioz), eta haurdunaldiaren 28. eta 35. asteen artean.

Theodosius Dobzhansky biologoak esango lukeen moduan: «Biologian ezerk ez du zentzurik eboluzioaren argitan ez bada». Hortaz, zer zentzu ebolutibo du haurdunaldia arrisku handiagoko prozesua izateak enbrioi eta fetu femeninoentzat (abortuen ehuneko handiagoarekin) horrek jaio ondoren desproportzio nabarmena badakar mutil eta nesken maiztasunean? Nagusi den hipotesiaren arabera, hori gizakiengan orokortutako fenomeno baten ondorioa da: bizitza osoan zehar, gizonezkoek emakumezkoek baino hiltzeko arrisku handiagoa dute hainbat faktorerengatik: gaixotasunak, istripuak, drogen kontsumoa, suizidioak… Horren ondorioz, emakumeek baino bizi itxaropen txikiagoa dute.

Beraz, nahiz eta mutil gehiago jaio, denborak aurrera egin ahala, emakumeen eta gizonen proportzioa orekatu egiten da, kolektibo bakoitzarentzat ia % 50 izateraino. Hala ere, baliteke hori aldatzea krisi klimatikoaren ondorioz. Azterlan batzuen arabera, ingurumeneko tenperaturak eragin desberdina du giza enbrioien/fetuen biziraupen probabilitateetan sexu femeninokoak edo maskulinokoak badira. Tenperaturak pixkanaka gora eginez gero, baliteke jaiotzen diren mutilezkoen ehunekoa are handiagoa izatea neskena baino. Oraindik babes zientifiko ahula duen hipotesia da (beste faktore batzuk ere egon daitezke tartean), baina itsas dortoketan gertatzen denaren guztiz kontrakoa izango litzateke. Krisi klimatikoaren ondorioz, munduko leku ezberdinetan jaiotzen ari diren dortoka ia guztiak emeak dira, eta hori oso arriskutsua da haien biziraupenerako.

Egileaz:

Esther Samper (@Shora) medikua da, Ehunen Ingeniaritza Kardiobaskularrean doktorea eta zientzia-dibulgatzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko abuztuaren 28an: ¿Por qué nacen más niños que niñas en el mundo?.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Las burbujas de aire que aparecen cuando se agita una masa de agua pura se fusionan entre sí fácilmente. La fusión es mucho más lenta en el agua de mar o en otros líquidos que contienen sales disueltas, razón por la que estos líquidos suelen generar espumas duraderas. Pero, ¿por qué ocurre esto?

Ahora un equipo de ingenieros cree haber identificado la causa fundamental de esta diferencia: fuerzas sutiles creadas por los electrolitos, los iones móviles en los que las sustancias se disocian cuando se disuelven en un líquido. Cuando dos burbujas colisionan estas fuerzas reducen notablemente la velocidad a la que el líquido que las separa puede fluir. Según los investigadores, este hecho explicaría por qué las espumas surgen tan fácilmente en el agua de mar. Este hallazgo podría ser útil en muchas aplicaciones industriales.

Foto: Jens Aber / Unsplash

Las disoluciones con altas concentraciones de electrolitos suelen producir espumas persistentes, por lo que se ha sospechado durante décadas que los electrolitos disueltos retardan de algún modo la fusión de las burbujas. Por otra parte, muchos modelos llegan a sugerir que los electrolitos deberían acelerar las fusiones, por lo que el efecto seguía siendo un misterio.

Los investigadores han llevado a cabo una serie de experimentos para medir con mayor precisión cómo la presencia de electrolitos afecta a las fusiones de burbujas. Sumergiendo el extremo de un capilar de vidrio debajo de la superficie de un líquido podían crear burbujas de aire en la punta. Luego forzaban cada burbuja hacia abajo a una velocidad de 3 mm/s hasta que se fusionaba con otra burbuja que estaba adherida a una superficie de sílice. Por interferometría el equipo pudo medir el espesor de la película líquida que separaba las burbujas con precisión nanométrica y controlar la evolución de este espesor hasta que se hacía cero.

En agua pura, las burbujas actuan como esferas rígidas, acercándose sin cambiar de forma y luego fusionándose nada más contactar. Sin embargo, en una variedad de soluciones de electrolitos los investigadores observaron un proceso de fusión de dos etapas sorprendentemente diferente. Al principio, las superficies de las burbujas se acercan, como en el agua pura. Pero una vez que la separación disminuye a aproximadamente 40 nanómetros (nm), los «bordes de ataque» de las superficies que se acercan se aplanan como si hubiera alguna fuerza repulsiva. Este aplanamiento retrasa la fusión de las burbujas entre 2 y 14 milisegundos, dependiendo del electrolito y del tamaño de las burbujas.

Estos experimentos son los primeros en mostrar tan claramente que la presencia de electrolitos ralentiza la fusión de las burbujas en la etapa final, cuando la película líquida entre las burbujas se vuelve muy fina. Pero explicar este efecto teóricamente no es precisamente trivial. Ningún modelo conocido daba una explicación satisfactoria.

Sin embargo, al estudiar los resultados de experimentos realizados por otros, los investigadores notaron diferencias significativas en las mediciones de la tensión superficial en varias soluciones de electrolitos en comparación con el agua pura. Estas observaciones les animaron a desarrollar un modelo matemático detallado del transporte de electrolitos en la fina película entre las burbujas que se fusionan. Utilizando ecuaciones de dinámica de fluidos pudieron describir cómo el flujo de electrolitos podría influir en la tensión superficial de la película.

Los investigadores descubrieron que cuando el espesor de la película cae a 30-50 nm, hay una diferencia en la concentración de electrolitos entre la película y el resto del fluido. Esta diferencia genera un pequeño gradiente de tensión superficial y una fuerza asociada que ralentiza el flujo de salida de líquido de la película.

En simulaciones de las ecuaciones de transporte, los investigadores descubrieron que este efecto ralentiza el drenaje de la película lo suficiente como para retrasar la ruptura de la película (y la fusión final de las burbujas), en concordancia precisa con los experimentos. Es decir, la presencia de electrolitos retrasa enormemente la coalescencia de las burbujas al prolongar la vida útil de la película líquida.

Este modelo explica por qué se forman las crestas blancas tan fácilmente en las olas de los mares y océanos de agua salada, que contienen muchos electrolitos, pero son menos comunes en ríos y lagos de agua dulce.

Este descubrimiento también puede encontrar algunas aplicaciones industriales futuras, por ejemplo, en la electrólisis de moléculas de agua para la producción de hidrógeno. En este proceso la forma en que se forman y fusionan las burbujas en una solución tiene un impacto fundamental en la energía consumida y en la eficiencia de la producción.

Referencia:

B. Liu et al. (2023) Nanoscale transport during liquid film thinning inhibits bubble coalescing behavior in electrolyte solutions Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.104003

 

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

El artículo El origen de la espuma del mar se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Koldo Garcia

Gero eta ohikoagoak dira Everest mendia jendez gainezka erakusten diguten irudiak. Duela denbora asko, mendi hori abenturarekin eta mugak gainditzearekin lotzen genuen; gaur egun, tontorrera igotzeko txanda zain dauden turisten ilara besterik ez dirudi. Gaurkoan, paraje horietara bidaiatuko dugu, txandaren zain dauden pertsonen inguruan bizi diren beste bizidun batzuk ezagutzera.

Toki garaietan biziraun behar duten bizidunek muturreko hainbat baldintzari egin behar diete aurre: tenperatura hotzak, atmosfera-presio baxuak, uhin ultramoreen esposizio handia, oxigeno-eskuragarritasun txikia eta ur-aktibitate urria. Gainera, altuera igo ahala zailagoak dira baldintzak bizirik irauteko eta horrek jaitsiera eragiten du dibertsitatearen.

Himalayaren kasuan ezaguna da altueraren arabera bizidun komunitate ezberdinak bizi direla: 3.000 eta 3.500 metro artean onddoak dira nagusi; 4.000 eta 5.400 metro artean amonioa oxidatzen duten arkeobakterioak dira nagusi; eta 6.500 metroraino amonioa oxidatzen duten bakterioak dira nagusi. Gainera, susmoa egon da argia erabiltzen duten bakterioak ez direla garaiera horietan bizi, baina, espero ez bazen ere, aurkitu egin dira halako bakterioak 5.500 metrotik gora. Hala ere, 7.000 metrotik gora bizi diren mikrobioen komunitatea ezezaguna zen eta ikerketa berri batek argitu du bertan bizi diren mikrobioak nolakoak diren.

1. irudia: Everest mendia (Argazkia: lutz6078 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Lan berri honetan hiru lagin aztertu ziren eta Everest mendiaren hegoaldean dagoen IV kanpamendutik ehun bat metrora hartu ziren. Paraje horiek 7.900 metrotik gora kokatzen dira, tenperaturak -33ºC-ra heltzen dira askotan, atmosfera-presioa itsaso-mailara dagoenaren heren bat da eta haizea oso bortitza izatera hel daiteke. Hartutako laginek ez zuten ur askorik, karbono-edukiera txikia zuten, pH basikoa zen eta, batez ere, silizioz osatuta zeuden. Zein motatako mikroorganismoak bizi litezke halako muturreko ingurune batean?

Lagin horietan zegoen DNA aztertu zen bakterioak eta eukariotoak detektatzeko erabiltzen diren ohiko prozedurak erabilita. Espero zitekeen bezala, lagin horietan detektatu zen espezieen kopurua txikia izan zen. Gainera, bakterio gehiago detektatu ziren eukariotoak baino, eta ez zen arkeobakteriorik detektatu. Bakterioen artean Firmicutes, Proteobacteria eta Actinobacteria taldeak izan ziren nagusiak; eta onddoen artean, Ascomycota eta Basidiomycota taldeak. Gainera, horietako hainbat bakterio eta onddo laborategian hazteko gai izan ziren.

2. irudia: Everest mendira igotzeak eragina du bertan bizi diren bakterioetan (Argazkia: 12019 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Bakterio talde horietako kideak aurkitu izan dira Antartikako lurzoruan, Kilimanjaroko tontorrean edo Puna de Atacaman. Hau da, muturreko baldintzetara moldatu diren bakterio taldeak aurkitu dira Everesten. Hala ere, kosmopolitak diren bakterio taldeak ere aurkitu ziren, edozein lurzorutan aurkitu badaitezke ere: lekaleekin sinbiosian bizi diren bakterioak edo giza patogenoak diren hainbat talde. Onddoen kasuan beste horrenbeste gertatu zen: hotzean bizitzera moldatuta dauden taldeak aurkitu ziren eta kosmopolitagoak ziren beste batzuk, besteak beste, landareekin sinbiosian bizi diren onddo taldeak.

Arestian aipatutako joera berretsi du lan berri honek: zenbat eta garaiago, txikiagoa da bizidunen dibertsitatea. Izan ere, lan honetan aurkitu duten dibertsitatea Atacamako basamortukoaren parekoa da eta baxuagoa da Everest mendiko altuera baxuagoko guneekin konparatuta. Gainera, egileek uste dute bizidun horietako asko haizeak garraiatu dituela altuera baxuagoetatik haizearen bidez hara. Garraiobide hori ohikoa da mikrobioentzat hainbat ingurunetan eta, ondorioz, hazi ezin daitezkeen inguruneetan detektatu izan dira. Izan ere, lan honetan detektatu diren bakterio eta onddo talde nagusiak munduko hainbat txokotako airean detektatu izan dira. Alderdi hau garrantzitsua da, lan honetan detektatu diren bizidun gehienak bertan egon badaude ere, ez baitira gai izango bertan hazteko. Hau da, bizidun horiek altuera horietan ez-aktibo daude baldintza hobeagoen zain.

3. irudia: mikrobio dibertsoak aurki daitezke izoztuta Everest mendian (Argazkia: monicore – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Kosmopolitagoak diren bizidunak detektatzea giza kutsaduren ondoriozkoa izan litekeela iradoki dute lanaren egileek. Ideia hori indartzeko, egileek argudiatzen dute lortu dituzten DNA sekuentziak gizakien azal eta sudurrean bizi diren bakterioen berdin berdinak direla. Hala, detektatu dituzten bizidun asko mendizaleek utzitakoak izan litezke, eztularen edo sudur-jariakinen bidez. Gero eta mendizale gehiagok txanda itxaron behar dutenez Everesteko tontorrera igotzeko, pentsatzekoa da kutsadura hori handituz joango dela, Himalayako paraje baxuagoetan ikusi den bezala.

Aipatu beharra dago ikerketa honek muga handi bat duela: laginak modu aseptikoan jaso baziren ere eta ontzi esteriletan zigilatuta gorde baziren ere, ez ziren hotzean eduki garraio-prozesu osoan. Horrek eragina izan lezake detektatu daitekeen DNAn eta, ondorioz, egileek garrantzi gehiago eman zioten organismoen dibertsitateari organismoen kopuruari baino.

Everest mendiaren hegoaldean, 7.900 metroko altueran, hainbat bakterio eta onddo detektatu dira muturreko baldintzetan. Detektatu diren espezie batzuk hotzean bizitzera moldatuta daude eta beste batzuk kosmopolitak dira, beste paraje batzuetatik gizakiak ekarriak izan litezkeenak. Hala, Everest mendian beren txanden zain dauden gizakiek egiten dituzten selfiez gain, beste oroigarri batzuk uzten dituzte izoztuta.

Erreferentzia bibliografikoa:

Dragone, Nicholas B.; Perry, L. Baker; Solon, Adam J.; Seimon, Anton; Seimon, Tracie A.; Schmidt, Steven K. (2023). Genetic analysis of the frozen microbiome at 7900 m a.s.l., on the South Col of Sagarmatha (Mount Everest). Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 55, 1, 2164999. DOI: 10.1080/15230430.2023.2164999

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu), genetikan doktorea, Biodonostia Osasun Ikerketa Institutuko Dibulgazio eta Kultura Zientifikoko arduraduna da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

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manto

Imaginemos nuestro Sistema Solar durante su infancia, hace aproximadamente 4.500 millones de años. A mí me gusta pensar en estos momentos como si nuestro sistema planetario se tratase de una gigantesca pista de patinaje como las que vemos en algunas películas norteamericanas -a los más mayores les sonará por el Xanadú de Olivia Newton-John y a los más jóvenes quizás por la serie Stranger Things-, de esas en las que los patinadores van girando alrededor de un centro -en nuestro caso, el Sol- en una coreografía que debe ser perfecta para que los patinadores no choquen unos contra otros.

Y es que la pista de nuestro Sistema Solar se encontraba en esos primeros momentos abarrotada de cuerpos de distintos tamaños que se cruzaban los unos con los otros, en ocasiones colisionando. A veces, como consecuencia de estos impactos se formarían simples cráteres, pero en otras, los impactos serían tan violentos que probablemente tendrían la capacidad de cambiar la historia geológica de los planetas.

En algún momento de esta primera etapa de nuestro Sistema Solar, un cuerpo de un tamaño aproximado al que tiene Marte -al que llamamos Tea o Theia- chocó con nuestro planeta, resultando de esta colisión la formación de nuestra Luna, y los consiguientes cambios en la Tierra. Hasta el momento, esta es la teoría más aceptada para explicar la formación de nuestro satélite.

Simulación de la colisión entre nuestro planeta y Tea. Imagen cortesía de la NASA y SVS.

Probar esta teoría y resolver algunas de las dudas que todavía plantea es un asunto muy complejo, que requiere de muchos enfoques distintos: desde seguir recogiendo muestras lunares al diseño de simulaciones numéricas. Simulaciones que cada vez son capaces de lograr un mayor nivel de detalle no solo en lo físico sino también en lo químico -que nos explique el reparto de los elementos- y que nos permitan reconstruir de una manera más fiel que fue lo que ocurrió.

El manto de la Tierra no es homogéneo

Pero, ¿y si hubiese más pruebas de esta colisión de las que podríamos haber imaginado anteriormente? Durante décadas, los científicos, gracias a los datos obtenidos por las redes de sismómetros distribuidas por nuestro planeta y que nos permiten obtener una radiografía -en el sentido laxo de la palabra- de nuestro interior, han observado unas estructuras que conocemos como Large Low-Velocity Provinces (LLVPs a partir de ahora) o grandes provincias de baja velocidad.

Cuando vemos un esquema del interior de nuestro planeta como los que aparecen en los libros de texto, lo normal es que el manto se vea como una zona homogénea, pero lo cierto es que la realidad es más compleja y heterogénea. En la base del manto -en lo que sería la zona próxima al límite entre el manto y el núcleo- es el lugar donde se encontrarían estas provincias, y de ahí se extenderían hacia arriba a través del manto.

Pensemos en un vaso de agua sobre el que echamos un chorro de miel. Esta caerá hasta el fondo y además podremos verla claramente porque sus propiedades -como la densidad, el color o su transparencia- son bien distintas a las del agua en las que está sumergida. Pues así podríamos imaginarnos un poco a las LLVPs, solo que sobre nuestro manto y en vez de verlas las detectamos a través del cambio de propiedades de las ondas sísmicas que las atraviesan.

El nombre de LLVPs nombre se le da porque cuando las ondas sísmicas las atraviesan, estas se ven ralentizadas y de ahí el apellido de baja velocidad. Las más importantes son las que existen bajo el continente africano y bajo el Pacífico. Y el nombre de grandes provincias se debe a su extensión, ya que ocupan prácticamente un 6% del volumen de nuestro planeta.

Pero hay novedades importantes sobre las LLVPs: Un nuevo artículo publicado en la revista Nature apuntan como responsable del origen de estas al impacto que formó de nuestra Luna de la siguiente manera: la colisión fue tan violenta que partes del manto de Tea se incorporaron a nuestro planeta.

Modelo simplificado de la colisión de Tea. Cortesía de Yuan et al. (2023)

Como los elementos que formaban este manto de Tea eran más densos que el propio manto terrestre -los autores estiman que entre un 2% y un 3.5% más denso-, lentamente fueron hundiéndose hasta llegar a la frontera entre el manto y el núcleo, donde ya no podían descender más, como si fuese el fondo del vaso donde dejamos caer nuestra miel. Y probablemente estos no solo tenían una mayor densidad, sino que tenían una temperatura mayor que el manto.

Lo más complicado de explicar por ahora es si las LLVPs realmente tienen este origen, como es posible que hayan aguantado hasta nuestros días de una manera tan evidente y marcada, sin haber acabado mezclándose y homogeneizándose con el manto, como cuando echamos un tinte al agua y al caer lo vemos muy concentrado, pero poco a poco va dispersándose en todo el volumen de agua.

Pero todavía hay más. Los autores del estudio sugieren que podrían ser como una verdadera cápsula del tiempo capaz de guardar otro regalo escondido de la historia de nuestro Sistema Solar: Y es que la LLVPs podrían haberse llevado consigo elementos volátiles representativos de la composición original del disco protoplanetario.

Estos gases quedarían reflejados en la firma geoquímica de algunas rocas volcánicas, como en los basaltos de isla oceánica (OIB por sus siglas en inglés), que son similares a las de algunas rocas lunares, un detalle que quedaría explicado por la inclusión de estos volátiles procedentes de Tea.

Desde luego, esta teoría nos abre un escenario apasionante, pero por supuesto, no está exenta de críticas y algunos científicos apuntan a que no sabemos si realmente las LLVPs son algo tan antiguo -tanto como para remontarlo al origen del Sistema Solar- o si son una característica formada en un periodo más reciente de la historia de nuestro planeta, por lo que se necesitarán más datos para afirmar o descartar esta teoría.

Así que de momento tendremos que esperar a saber si realmente nuestro planeta esconde un trocito de otro planeta en su interior.

Referencias:

Yuan, Q., Li, M., Desch, S. J., Ko, B., Deng, H., Garnero, E. J., Gabriel, T. S., Kegerreis, J. A., Miyazaki, Y., Eke, V., & Asimow, P. D. (2023). Moon-forming Impactor as a source of earth’s basal mantle anomalies. Nature, 623(7985), 95–99. doi: 10.1038/s41586-023-06589-1

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

El artículo Un trocito de planeta dentro de otro planeta se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Diagonalizazioa izeneko teknika batean oinarritutako proba matematikoak erabat aurkakoak izan daitezke, baina algoritmoen mugen berri ematen laguntzen dute.

Algoritmoak toki guztietan daude. Gure bidaiak optimizatzen dituzte, ordainketak prozesatzen dituzte eta trafikoaren fluxua koordinatzen dute Interneten. Termino matematiko zehatzetan artikulatu daitekeen arazo bakoitzarentzat hori ebatz dezakeen algoritmo bat dagoela dirudi, gutxienez printzipioz.

1. irudia: termino matematiko zehatzetan artikulatu daitekeen arazo bakoitzarentzat hori ebatz dezakeen algoritmo bat dagoela dirudi. (Ilustrazioa: Kristina Armitage. Iturria: Quanta Magazine)

Baina ez da hala: itxuraz arruntak diren zenbait problema inoiz ere ezin dira algoritmoen bidez ebatzi. Alan Turing zientzialari informatiko aitzindariak duela ia mende bat erakutsi zuen arazo “konputaezin” horiek bazirela, informatika modernoaren abiapuntu izan zen konputazioaren modelo matematikoa formulatu zuen artikulu berdinean.

Turingek emaitza berritzaile hori erakusteko intuizioaren aurkako estrategia bat erabili zuen: ebazteko saio oro arbuiatzen duen problema bat definitu zuen.

«Zer egiten ari zaren galdetzen dizut eta gero esaten dut: ‘Ez, beste zerbait egitera noa’», azaldu du Rahul Ilangok, Massachusettseko Teknologia Institutuko graduondoko ikasle batek, informatika teorikoa ikasten ari dena.

Turingen estrategia diagonalizazioa izeneko teknika matematiko batean oinarritzen da eta historia entzutetsua du. Hona hemen proba horren logikaren azalpen sinplifikatua.

Kateen teoria

Diagonalizazioa bit katea baten problema arrunt bat ebazteko trikimailu argi baten ondorioz sortu zen. Bit bakoitza 0 edo 1 izan daiteke, eta kate horien zerrenda bat emanda, denak luzera berekoak, sortu daiteke zerrendan ez dagoen kate berri bat?

Estrategiarik errazena da balizko kate bakoitza txandaka hartzea kontuan. Demagun bost kate dituzula, bakoitza bost biteko luzerakoa. Hasi zerrenda errepasatzen 00000 aurkitzeko. Ez badago, geratu; baldin badago, pasa 00001era eta errepikatu prozesua. Nahiko sinplea da, baina mantsoa, kate luzeen zerrenda luzeetarako.

Diagonalizazioa ikuspegi alternatiboa da eta pixkanaka eraikitzen du kate berri bat. Hasi zerrendako lehenengo kateko lehenengo bitarekin eta inbertitu; hori izango da zure kate berriko lehenengo bita. Gero inbertitu bigarren kateko bigarren bita eta kate berriko bigarren bita izateko erabili eta errepikatu zerrendaren amaierara iritsi arte. Inbertitzen dituzun bitek bermatu egiten dute kate berria eta jatorrizko zerrendako kate bakoitza desberdinak izango direla gutxienez toki batean. (Kate zerrendaren bidez lerro diagonal bat ere eratzen da eta horrek ematen dio izena teknikari).

2. irudia: Diagonalizazioa ikuspegi alternatiboa da eta pixkanaka eraikitzen du kate berri bat. (Ilustrazioa: Merrill Sherman. Iturria: Quanta Magazine)

Diagonalizazioak zerrendako kate bakoitzeko bit bakarra aztertu behar du, beraz, beste metodoak baino askoz azkarragoa izaten da. Baina infinituarekin duen jokabide ona da diagonalizazioaren egiazko boterea.

“Orain kateak infinituak izan daitezke; zerrenda infinitua izan daiteke; eta hala ere funtzionatu egiten du”, dio Ryan Williams MITeko zientzialari informatiko teorikoak.

Ahal hori aprobetxatu zuen lehenengo pertsona Georg Cantor izan zen, multzoen teoriaren azpiatal matematikoaren sortzailea. 1873an Cantorrek diagonalizazioa erabili zuen infinitu batzuk besteak baino handiagoak zirela erakusteko. Handik sei hamarkadara, Cantorren diagonalizazioaren bertsioa konputazioaren teoriara egokitu zuen Turingek, kontrakorrentean zen tonu argia emanaz.

Mugapenaren jolasa [*]

Turingek erakutsi nahi zuen bazirela inongo algoritmok ebatzi ezin zituen problema matematikoak, hau da, sarrerak eta irteerak ongi definitutako problemak baina sarreratik irteerara joateko prozedura hutsezinik gabeak. Egiteko lauso hori erabilerrazago bihurtu zuen erabakitzeko problemak soilik hartu zituenean, non sarrera zeroen eta batekoen edozein kate izan daitekeen eta irteera 0 edo 1 den.

Zenbaki bat zenbaki lehena (1ekin eta bere buruarekin bakarrik zatitu daitekeena) den zehaztea da erabakitzeko problema baten adibidea: zenbaki bat ordezkatzen duen sarrerako kate bat emanda, irteera zuzena 1 da zenbaki lehena bada eta ez bada, 0 da irteera zuzena. Beste adibide bat da programa informatikoak egiaztatzea, sintaxiko akatsen bila (akats gramatikalen parekidea). Hemen sarrerako kateek kode bat irudikatzen dute programa desberdinetarako (programa guztiak horrela irudikatu daitezke, horrela biltegiratzen eta exekutatzen baitira ordenagailuetan) eta xedea da 1 sortzea kodeak sintaxiko akatsen bat badu eta 0 sortzea, akatsik ez badu.

Algoritmoak problema ebatziko du, soilik irteera zuzena sortzen badu balizko sarrera bakoitzerako; huts egiten badu, behin bakarrik egin arren, ez da algoritmo generalista izango problema horrentzat. Eskuarki, lehenengo ebatzi nahi dizun problema zehaztuko zenuke eta gero hori ebazteko algoritmo bat aurkitzen saiatuko zinateke. Turing ebatzi ezin ziren problemen bila zebilen eta logika horri bira eman zion: algoritmo posible guztien zerrenda infinitua irudikatu zuen eta diagonalizazioa erabili zuen, zerrendako algoritmo guztiek porrot egiteko moduko problema etengabe bat eraikitzeko.

Demagun ’20 galderako’ [**] prestatutako joko bat, non buruan objektu jakin bat dugula hasi ordez, erantzuten duenak (‘erantzuleak’) aitzakia bat asmatzen duen galdera bakoitzari ez esateko. Jokoaren amaieran, falta zaizkion kualitateen bidez erabat definitutako objektu bat deskribatu da.

Turingen diagonalizazioaren proba, joko horren bertsio bat da non galderek algoritmo posibleen zerrenda infinitua igarotzen duten, behin eta berriro galdetuz: «Algoritmo horrek ebatzi al dezake inkonputagarria dela erakutsi nahiko genukeen problema?»

«’Galdera infinituak’ moduko bat da», esan du Williamsek.

Jokoa irabazteko, Turingek problema bat landu behar zuen algoritmo bakoitzaren erantzuna ez izango zena. Horrek esan nahi du sarrera partikular bat identifikatzea lehenengo algoritmoak erantzun okerra sortzeko, beste sarrera batek bigarrenaren okerra sortzea eta horrela, denekin. Sarrera berezi horiek aurkitu zituen Kurt Gödel-ek duela gutxi erabili zuen antzeko trikimailu bat erabilita; Gödelek horrelakoak erabili zituen erakusteko “baieztapen hau ezin da demostratu” bezalako baieztapen autoerreferentzialak problemak direla matematikaren funtsentzat.

Ideia giltzarria izan zen algoritmo (edo programa) bakoitza zero eta bat zifren katea bezala irudikatu daitekeela. Horrek esan nahi du, akatsak egiaztatzeko programaren adibidean bezala, algoritmo batek beste algoritmo baten kodea har dezakeela sarrera gisa. Printzipioz, algoritmo batek bere kodea ere har dezake sarrera gisa.

Ideia horrekin, Turingen probakoa bezalako problema ez konputagarri bat defini dezakegu: “Algoritmo baten kodea irudikatzen duen sarrerako kate bat emanda, 1 sortzen du algoritmo horrek 0 sortzen badu bere kodea sarrera denean; aitzitik, irteera 0 da”. Problema hau ebazten saiatzen den algoritmo bakoitzak irteera okerra emango luke gutxienez sarrera batean, hau da, bere kodeari dagokion sarreran. Horrek esan nahi du problema zital hori ezin dela ebatzi inongo algoritmoren bidez.

Negazioak egin ezin duena

Informatikariek oraindik ez dute diagonalizazioarekin amaitu. 1965ean Juris Hartmanis eta Richard Stearns-ek Turingen argumentua egokitu zuten erakusteko problema konputagarri guztiak ez direla berdinak: batzuk berez besteak baino zailagoak dira. Emaitza horrek hasi zuen konplexutasun konputazionalaren teoriaren alorra, problema konputazionalen zailtasuna aztertzen duena.

Baina konplexutasunaren teoriak Turingen aurkako metodoaren mugak ere erakutsi zituen. 1975ean, Theodore Baker, John Gill eta Robert Solovay-k erakutsi zuten konplexutasunaren teorian irekitako gai asko inoiz ezin direla ebatzi soilik diagonalizazioa erabilita. Horietan nagusia P eta NP konplexutasun moten problema ospetsua da, non galdetzen den erraz egiazta daitezkeen irtenbideak dituzten problema guztiak algoritmo egokiarekin ebazteko ere errazak al diren.

Diagonalizazioaren puntu itsuak abstrakzio maila altuaren zuzeneko ondorioak dira eta abstrakzio maila horrek egiten du diagnolazizaioa hain ahaltsu. Turingen demostrazioak ez zuen praktikan sor zitekeen problema konputaezinek aipatzen; aldiz, mota horretako problema bat asmatu zuen sortu ahala. Diagonalizazioaren beste proba batzuk ere oso aldenduta daude mundu errealetik, beraz, ezin dituzten ebatzi mundu errealeko xehetasunek garrantzia duten gaiak.

«Urruneko konputazioa darabilte» dio Williamsek. «Tipo bat irudikatzen dut birus baten aurrean eta birus horrengana eskularru-kaxa baten bidez heltzen».

Diagonalizazioaren porrota adierazle goiztiarra izan zen, P eta NP kategoriako problemak ebaztea bide luzea izango zela argi uzten zuena. Mugak izan arren, diagonalizazioa tresna giltzarria da konplexutasunaren teorikoen pilan. 2011n Williamsek beste teknika batzuekin batera erabili zuen konputazio eredu murriztu jakin batek ezin zituela ebatzi problema bereziki zail batzuk, ikertzaileek 25 urtez emaitza horri heldu ez zioten arren. P eta NP kategorien problema ebaztetik oso urrun zegoen, baina aurrerapen handia izan zen.

Zerbait ez dela posible erakutsi nahi baduzu, ez gutxietsi ez esate soilaren boterea.

Itzultzailearen oharrak:

[*] Ingeleseko jatorrizkoa, “The limitation game”, hitz-joko bat da “The Imitation Game” filmaren izenburuan oinarritua; film hori Alan Turingen bizitza eta obrako alderdi batzuei buruzkoa da.

[**] ‘20 galdera’ izeneko jokoan erantzuten duenak (‘erantzuleak’) gainerako jokalariek (interrogatuek) igarri beharreko zerbait aukeratzen du. Galderak egiten dituzte txandaka eta erantzuleak «bai» edo «ez» erantzun behar du. Hona hemen galderen adibide batzuk: «Mugikor bat baino handiagoa da?», «Bizirik dago?» eta, amaitzeko, «Boligrafo hau da?». Ezin da gezurrik esan. Interrogatzaile batek erantzun zuzena asmatzen badu, irabazi egiten du eta hurrengo txandako erantzulea izango da. 20 galdera egin eta erantzun zuzenik ez bada, erantzuleak irabazten du eta hurrengo txandan ere bera izango da erantzulea.

Jatorrizko artikulua:

Ben Brubaker (2023). Alan Turing and the Power of Negative Thinking, Quanta Magazine, 2023ko irailaren 5a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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La obesidad y el sobrepeso en la población infantil y en la adolescencia son más altos cuanto menor es el nivel socioeconómico de los hogares en los que viven. Este es un fenómeno bien conocido en los países occidentales.

Imagen: (Joenomias) Menno de Jong / Pixabay

En nuestras sociedades la sobrealimentación o la alimentación inadecuada pero abundante constituye un problema de mucha mayor entidad que la escasez de alimento. Del mismo modo que hay zonas del planeta en que mucha gente pasa hambre (cerca de 830 millones de personas según los últimos datos oficiales), en otras, como los países occidentales, el problema es el contrario. La gente come demasiado y, además, desarrolla muy poca actividad física. Como consecuencia de esa escasa actividad (vida sedentaria), del exceso de comida y de la gran proporción que tienen en nuestras dietas los carbohidratos refinados (azúcares, pan, pasta, cereales de desayuno, etc.), la obesidad ha crecido mucho en las últimas décadas, y de ella se han derivado problemas de salud pública.

Según un estudio publicado en agosto de este mismo año en España, no solamente existe esa relación inversa, sino que obedece a una tendencia que se sigue manifestando. Entre 2015 y 2019 en los hogares de renta baja aumentaron el sobrepeso (0,9 puntos porcentuales) y la obesidad (0,5 puntos), y en los de renta media, el sobrepeso (1,2 puntos). En los de renta alta, sin embargo, el sobrepeso disminuyó 1,5 puntos y la obesidad 0,8 puntos. En otros países occidentales se produce el mismo fenómeno.

De forma nada sorprendente, la vinculación entre obesidad y pobreza también se observa en los adultos; de hecho, en los hogares con progenitores obesos o con sobrepeso, es mayor el riesgo de que estas condiciones afecten también a hijas y, sobre todo, a hijos. En los hogares de nivel socioeconómico más bajo, además, los padres tienden a no percibir el exceso de peso de sus hijos como un problema.

Aunque este estudio, como casi todos los que se hacen sobre este tema, no identifican causas sino asociaciones, es difícil sustraerse a la tentación de especular acerca de los factores que están en la base. Los sospechosos habituales son el nivel educativo de padres y madres (peor información sobre nutrición), las menores opciones de compra (sobre todo de productos frescos y, en especial, frutas y verduras, por su elevado precio) y el recurso, por falta de tiempo, a alimentos precocinados (con exceso de palatabilidad, y mayor contenido en carbohidratos refinados y grasas).

Otros sospechosos tienen que ver con la actividad. La falta de ejercicio físico (y sedentarismo) es más habitual en chicos y, sobre todo, chicas de familias de baja extracción socioeconómica que en los de alto nivel de ingresos familiares. El nivel educativo de padres y madres incide en este factor porque la actividad física y deportiva se reconoce como fuente de salud en las clases altas en una medida mayor y porque en los hogares de bajo nivel socioeconómico hay más pantallas a disposición de las criaturas.

En resumidas cuentas, cuanto menor es el nivel socioeconómico de las familias, el entorno en que se crían los chicos y chicas favorece una alimentación basada en dietas inadecuadas y menor actividad física; en definitiva, es más obesogénico.

Hoy sabemos que el sobrepeso y la obesidad están en la base de afecciones que empeoran la calidad de vida de la gente y que, además, eleva el riesgo de mortalidad. Diabetes tipo II, enfermedades cardiovasculares y un buen número de cánceres se relacionan directamente con la alimentación inadecuada, la falta de actividad física y con el sobrepeso. Y dado que esos factores inciden con intensidad diferente dependiendo del nivel socioeconómico familiar, deberían recibir una atención mayor y ser objeto de políticas públicas orientadas a corregir sus efectos desde edades tempranas.

Hay poderosas razones de justicia social –tratando de ofrecer a todas las personas las mismas oportunidades, también en lo que a gozar de buena salud se refiere–, y de economía, puesto que, aunque el gasto en pensiones se resienta, la prevención acaba redundando en un menor gasto sanitario en su conjunto.

Fuentes:

C. B. Frederick, K. Snellman, R. D. Putnam (2014): Increasing socioeconomic disparities in adolescent obesity. Proceedings of the National Academy of Sciences U S A 111 (4): 1338-1342. DOI: 10.1073/pnas.1321355110.

E. Gutiérrez-González, F. Sánchez Arenas, A. M. López-Sobaler , B. Andreu Ivorra, A. Rollán Gordo, M. García-Solano (2023): Desigualdades socioeconómicas y de género en la obesidad infantil en España. Anales de Pediatría 99 (2): 111-121. DOI: 10.1016/j.anpedi.2023.05.013.

 

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 Chicos y chicas con más sobrepeso en las familias más pobres se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako gehigarria da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Medikuntza

Natalia Zylberlast-Zand Europako lehenengo neurologo akademikoetako bat izan zen. Natalia Varsovian jaio zen 1883an, eta Suitzara joan zen Genevako Unibertsitatean Medikuntza ikastera. Neurologiaz interesatu zen berehala, eta ehunetan eta garuneko eta bizkarrezurreko patologietan aditua egin zen. Bigarren Mundu Gerra hasi zenean Varsoviako ghettora joatera behartu zuten, eta bertatik irtetea lortu zuen. Alabaina, bi astetara preso hartu eta hil zuten judutar jatorrikoa izateagatik. Zientzialari honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran irakur daiteke.

Klima-aldaketa

Pirinioetako glaziarrak galzorian direla ohartarazi dute glaziologoek. Horietako bat Ibai Rico da, Gasteizko EHUko Geografia saileko ikertzailea. Glaziarrak hiru hamarkadatan desager zitezkeela ohartarazi zuten garai bateko ikerketek, baina prozesu hori aurreratu daitekeela diote egungo datuek. 2010ean 24 glaziar geratzen ziren Pirinioetan, eta 17 daude egun. 2022ko urtea bereziki txarra izan zela gogoratu du Ricok. Glaziarrak ikertuz klima eta ingurumen informazio interesgarria eskuratu daitekeela azaldu du glaziologoak, baina martxa honetan informazio hori guztiz galduko dugula ohartarazi du. Azalpen guztiak Alea aldizkarian.

Ingurumena

Toxico Watch fundazioko zientzialariek egindako ikerketaren arabera, dioxinen eta metal astunen kutsadura gero eta handiagoa da Zubietako erraustegiaren inguruan. Toxico Watch erraustegia martxan jarri aurretik hasi zen lehen neurketak egiten, eta hala aurreko eta ondorengo egoerak alderatu ahal izan dituzte. Hala ikusi dute erraustegiaren ondoko goroldioetan eta pinuen hostoetan dioxinen igoera nabarmena gertatu dela. Ondoan dagoen Arkaitzerrekako sedimentuetan ere atzeman dute metal astunen hazkundea. Inguruko etxaldeetako arrautzetan ere topatu dituzte toxikoak. Informazio gehiago Berrian.

Kimika

Doitasun handiko grafeno-nanozintak sintetizatzeko metodo berri bat garatu du UPV/EHUko ikerketa talde batek. Grafenoa zinta nanometrikoetan mozten bada, propietate elektriko eta magnetiko desberdinak dituzten materialak lor daitezke, eta oso garrantzitsua da horiek doitasun atomikoarekin ekoizteko moduko metodoak garatzea aplikazio potentzialak garatzeko. Hain zuzen ere, helburu hori lortu dute POLYMAT zentroko ikertziale batzuek, eta nanozinta osagarriak konbinatuz erabateko doitasun atomikoa duten nanozintak sortu dituzte. Datuak Zientzia Kaieran.

Geologia

Geologian, arroken konposizioa edota barne propietateak aztertzeko mikroskopio petrografikoa erabiltzen da. Mikroskopio biologikoekin duten alde nagusia da bi iragazkik osatutako argi sistema polarizatuko sistema dutela. Bi iragazkiko sistema honi esker, begien aurrean interferentzia kolore batzuk agertzen dira, eta horrek mineralak identifikatzeko balio du. Mikroskopio horiek erabiltzeko, alabaina, Biologian eta Medikuntzan bezala, laginaren xafla fin-fina moztu behar da arroka-ebakitzaile baten bidez. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: Kolore mikroskopikoen fantasiak.

Osasuna

Obesitatearen eta 2. motako diabetesaren prebalentzia goraka doa, eta horiei aurre egiteko tratamendu dietetiko desberdinak erabiltzen dira. Horietako bat Aldizkako baraua elikadura-eredu da. UPV/EHUko ikertzaile talde batek berrikuspen sistematiko bat egin du ikusteko ea dieta hori benetan erabilgarria izan daitekeen bi gaixotasun horiek tratatzeko. Emaitzen arabera, baraualdia gai da pisu galera eta gantz-masaren murrizketa eragiteko, eta diabetesaren parametroak hobe ditzakeela ere ikusi da. Datuak Zientzia Kaieran.

Yesenia García Alonsok bere doktoretza-tesian frogatu du itxialdian ariketa egin zuten haurrek osasun mental hobea dutela. Azaldu duenez, egunero gutxienez ordubetez, intentsitate ertaineko edo biziko jarduera fisikoa egin zuten eskolaurreko haurrek neurri txikiagoan sentitzen dituzte lotsa, beldurrak, fobiak, tristura edo kezkak, COVID-19aren itxialdian bizimodu sedentarioa egin zutenek baino. Gainera, adierazi du jokabide horiek lotura estua dutela amaren jokabideekin. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Biodibertsitatearen kontserbazioa

Ibis eremita espezieak berriz migratu du Iberiar penintsulara, lehen aldiz Erdi Aroaz geroztik. Espezie hori jatorrian ia Europa osoan zabalduta zegoen, baina guztiz desagertu zen kontinentean duela 400 bat urte. Egoera larria ikusirik, Alemaniako ikerketa talde bat eta Jerezeko Zoobotanikoa paraleloki ibisen populazio egonkor bana sortzen hasi ziren 2004an. Alemaniako taldeak Toscanara migratzen erakutsi zien hegaztiei, ultrarin batez baliatuz, baina azken urteetan Alpeak gurutzatzea erronka handia izan da, klima-aldaketa dela eta. Hau ikusirik, aurtengo udazkenean, Alemaniako ibisak Cadizera migratu dute. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Ibisak bueltan dira Iberiar penintsulan.

Ikerketa berri baten arabera, Europako ibaietako biodibertsitatearen leheneratzea moteldu egin da 2010etik. EHUko Ibai Ekologia taldeak parte hartu du ikerketan, eta ondorio horretara iristeko 22 herrialdetako ibai-sistemetan 1968 eta 2020 bitartean bildutako datuak aztertu dituzte. Emaitzek erakutsi dute, oro har, ibai eta erreketako biodibertsitateak hobera egin zuela 2000ko hamarkada arte. Baina hortik aurrera biodibertsitatearen ugaritzea geratu egin da. Aitor Larrañaga ikertzaileak eta bere lankideek ur gezatako biodibertsitatea leheneratzeko prozesuak berraktibatzeko ahaleginak areagotzeko eskatu dute. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Teknologia

DNA erabiliz kuasikristal koloidalak diseinatzeko metodologia berritzaile bat aurkeztu du CIC biomaGUNEk, beste zentro batzuekin lankidetzan. Zehazki, ikerketa honek erakutsi du nola balia daiteken DNAren programagarritasuna kuasikristalak diseinatzeko eta eratzeko. Ikertzaileek azaldu dute DNA-kateak nanopartikulei lotzea lortu dutela nanopartikulen antolatzea gidatzeko, baita modu itzulgarrian ere egin daitekeela adierazi dute. Aurkikuntza horrek material aurreratuetarako eta aplikazio nanoteknologiko berrietarako atea zabaldu du. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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No siempre ha sido conocido que la combustión es una oxidación muy rápida. Por ello, en el siglo XVII, a Johan Becher se le ocurrió una explicación que daba respuesta a por qué algunas cosa arden y otras no y por qué cuando algo arde los restos casi siempre pesan menos. Según el alquimista y médico inglés los objetos inflamables estaban impregnados de una misteriosa sustancia a la que llamó flogisto. Cuando quemabas algo, lo que ardía era el flogisto y cuando la combustión terminaba era porque ese objeto ya no tenía más flogisto en su interior. Eso explicaba también que tras quemar algo, pesara menos que antes. Este razonamiento se desarrolló en la época de los imponderables.

Los vídeos de ¡UPS¡ presentan de forma breve y amena errores de la nuestra historia científica y tecnológica. Los vídeos, realizados para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU, se han emitido en el programa de ciencia Órbita Laika (@orbitalaika_tve), en la 2 de RTVE.

Producción ejecutiva: Blanca Baena

Guion: José Antonio Pérez Ledo

Grafismo: Cristina Serrano

Música: Israel Santamaría

Producción: Olatz Vitorica

Doblaje: K 2000

Locución: José Antonio Pérez Ledo

Edición realizada por César Tomé López

El artículo ¡Ups! El flogisto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.