Cuaderno de Cultura Científica

alcohol

Foto: Kelsey Knight / Unsplash

Las bebidas alcohólicas irrumpieron en las sociedades humanas en épocas muy tempranas de la historia. La hipótesis más plausible sostiene que el descubrimiento de la fermentación alcohólica se dio poco después del nacimiento de la agricultura, hace unos 10.000 años. Los efectos agudos del consumo de esta droga sobre el cuerpo humano fueron los primeros en conocerse por ser evidentes: desinhibición, euforia, depresión del sistema nervioso central, descoordinación de los movimientos, lagunas de memoria, vómitos, náuseas…

Sin embargo, conocer los efectos de la ingesta de bebidas alcohólicas sobre la salud a largo plazo es una tarea mucho más complicada y, aún hoy, seguimos sin saber bien toda su magnitud. Según la monografía «Alcohol 2021. Consumo y Consecuencias», del Ministerio de Sanidad, la ingesta de bebidas alcohólicas se asocia con más de 200 problemas de salud y lesiones, incluyendo enfermedades cardiovasculares, hepáticas y neuropsiquiátricas, entre otras.

Discapacidad, cáncer y muertes

Por su parte, los estudios poblacionales muestran que el consumo de alcohol es un factor que incrementa el riesgo de discapacidad y de muerte por diversas causas. En España concretamente, este hábito es la segunda causa evitable de mortalidad prematura y cada año fallecen en nuestro país unas 15.000 personas por enfermedades relacionadas con la ingesta de alcohol.

Además, el alcohol es una sustancia cancerígena (por alterar el ADN), aunque se tome a dosis moderadas. A mayor consumo, mayor riesgo de aparición de tumores, sin que exista una cantidad mínima segura. La «copita de vino saludable» sencillamente no existe, pues cualquier ingesta de alcohol, por mínima que sea, incrementa el riesgo de aparición de cáncer en diversos lugares: boca, faringe, laringe, esófago, colorrectal, mama e hígado. De hecho, el consumo de alcohol es la segunda causa evitable, tras el tabaco, de cáncer en el mundo. La Organización Mundial de la Salud (OMS) estimó que 750.000 casos de cáncer (el 4 % del total) en 2020 se debían al consumo de bebidas alcohólicas. 

El alcohol altera el funcionamiento del encéfalo

Por otro lado, en la cultura popular está bastante extendida la idea de que tomar alcohol mata directamente a las neuronas del cerebro. Aunque el consumo de esta molécula altera el funcionamiento de este órgano vital, esto no se produce mediante la destrucción de neuronas, sino a través de otros mecanismos.

En primer lugar, el alcohol puede dañar las conexiones entre neuronas al lesionar las dendritas y los axones (las prolongaciones de dichas células), lo que complica el envío de señales entre ellas. El consumo elevado y crónico de esta droga provoca inflamación en el cerebro que, a la larga, destroza la vaina de mielina que recubre los axones de las neuronas y dificulta la transmisión del impulso nervioso.

Por otro lado, el alcohol provoca importantes cambios en el normal funcionamiento de los neurotransmisores (las moléculas mensajeras de las neuronas), en especial del ácido gamma aminobutírico (más conocido como GABA). El GABA es el principal neurotransmisor inhibidor del cerebro (inhibe la transmisión de las señales nerviosas)  y su mayor actividad por el consumo de alcohol provoca los típicos efectos sedantes. Estos efectos sedantes se ven potenciados, a su vez, por la inhibición de neurotransmisores excitadores del sistema nervioso central como el glutamato. La alteración conjunta de los niveles de diversos neurotransmisores en cada persona determinará que aparezcan ira, bajo estado de ánimo, euforia o agresividad, entre otros estados de ánimo.

En los alcohólicos crónicos, en los que se da un consumo elevado de alcohol mantenido en el tiempo, la alteración de la actividad de los neurotransmisores puede perpetuarse y aparecer cambios crónicos e incluso modificaciones estructurales en el cerebro con atrofia en diferentes regiones. Esto puede desencadenar problemas emocionales, de equilibrio y de memoria. Si el consumo de alcohol se da durante el embarazo, se pueden generar alteraciones en el desarrollo cerebral del embrión/feto que se traduzcan en déficit de atención e hiperactividad (TDAH) o en discapacidad intelectual, uno de los signos del síndrome alcohólico fetal.

Por supuesto, el alcohol también puede provocar lesiones cerebrales (y, por tanto, daño neuronal) de forma indirecta al aumentar el riesgo de sufrir accidentes (de tráfico, por caídas o golpes…), coma e ictus. Si se tiene en cuenta todos los datos anteriores, queda claro que la única bebida alcohólica saludable es aquella que no se toma.

Para saber más:

Daños estructurales por consumo de alcohol en el cerebro humano
«Una copita de vino es buena para el corazón». Claro que sí, guapi.
Alcohol y sandía

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

El artículo El consumo del alcohol no mata a las neuronas, pero sí las trastorna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

pensar la ciencia

Por si toda la trayectoria de la humanidad no hubiera sido suficiente para despejar cualquier duda, el premio Nobel Max Perutz nos proporcionó la respuesta. Lo hizo en 1989, en su libro ¿Es necesaria la ciencia?.

La respuesta la seguimos encontrando a nuestro alrededor, en nuestra vida cotidiana. Sin ciencia no existiría la electrónica. No tendríamos internet, ¡ni redes sociales! Y no habríamos salido de la pandemia de covid-19 como lo hemos hecho.

Aun así, sin duda son muchas las personas que aún se preguntarán que para qué sirve la ciencia. Y quizás lo hagan mientras leen este artículo en su dispositivo móvil –una caja que encierra mucha ciencia– o toman su medicación –auténticas píldoras de ciencia concentrada– durante el desayuno.

Foto: SpaceX / UnsplashPensar la ciencia

Cada cual tenemos unas ideas, una percepción, una imagen, unas actitudes, con respecto a la ciencia. En definitiva, un modo de pensar la ciencia.

Recientemente se ha llevado a cabo el estudio Estilos de pensar la ciencia: diagnóstico y prevalencia, dirigido desde la Unidad de Investigación en Ciencia, Tecnología y Sociedad del Ciemat. En él hemos escuchado a una muestra de la población española para mirar, desde diferentes prismas, a esos diversos modos de pensar la ciencia.

Para ello hemos empleado el cuestionario LAIC (Lente conformada por la Actitud y la Ideología hacia la Ciencia). Se trata de una investigación innovadora, que experimenta sobre el modo en que se aborda el estudio de la percepción de la ciencia.

Por un lado, supera las aproximaciones estrictamente psicológicas o sociológicas: pone el foco en el individuo, sin olvidar la influencia del contexto. Además, tiene en cuenta las dimensiones actitudinal e ideológica.

La actitud tiene que ver con la valoración o sentir de cada persona, con lo que sentimos con respecto al objeto que analizamos: por ejemplo, gusto o disgusto, interés, o la percepción de sus riesgos y beneficios.

La ideología hace referencia a las ideas clave que cada uno tenemos, las que nos definen o caracterizan, a lo que consideramos importante: por ejemplo, a las creencias, los valores o la orientación política.

Áreas del cuestionario LAIC (Lente conformada por la Actitud y la Ideología hacia la Ciencia).
Author providedPensar la crisis ecológica

Nos hemos preguntado antes para qué sirve la ciencia. Podemos identificar tres utilidades genéricas, no excluyentes:

• la ciencia como fuente de conocimiento;
• la ciencia práctica, que proporciona respuestas concretas a problemas específicos;
• y la ciencia orientada a la obtención de beneficios.

Como fuente de conocimiento, la ciencia permite entender lo que ocurre en la naturaleza. Y en su faceta práctica, proporcionar soluciones para enfrentar los problemas del medio ambiente. Dejaremos los beneficios económicos derivados de ello para otra ocasión.

No nos detendremos aquí en los problemas ambientales resultantes de la actividad humana: calentamiento global, contaminación, sobreexplotación de los recursos naturales, pérdida de biodiversidad, etc. Las evidencias científicas sobre su ocurrencia son cada vez más abundantes y explícitas. Y sus efectos, cada vez más evidentes.

Pero la percepción que la ciudadanía tiene tanto de la ciencia como de la crisis ecológica no se elabora únicamente con datos y evidencias.

La imagen de la ciencia tiene un doble componente, individual y contextual: depende de la propia persona, de la lente con la que procesa la información, así como del contexto en el que vive. Y a su vez está influida por la imagen de la ciencia que tiene el conjunto de la sociedad.

Lo mismo ocurre con la percepción y la imagen del calentamiento global y la crisis climática y ecológica. Esta imagen puede ser perfilada o condicionada por fenómenos ambientales. Pero también por acontecimientos políticos y sociales, y por su cobertura mediática.

Entre los distintos aspectos estudiados se encuentra la percepción de las consecuencias de la actividad humana sobre la naturaleza, de la crisis ecológica y del papel de la ciencia para hacer frente a los problemas medioambientales.

Cinco de las preguntas incluidas en el cuestionario presentaban afirmaciones sobre estos temas. Las personas encuestadas debían señalar su grado de acuerdo con ellas (de 0 nada de acuerdo a 10 totalmente de acuerdo).

Los resultados indican que la ciudadanía española muestra un elevado grado de acuerdo con que “el impacto de nuestras acciones sobre la naturaleza tiene consecuencias desastrosas” y “los impactos de la industria ponen en peligro el equilibrio de la naturaleza”. Y están poco de acuerdo con que “la crisis ecológica se ha exagerado”.

Estas opiniones enlazan con una percepción positiva de la ciencia. La mayoría de las personas encuestadas creen que “descubre leyes que representan exactamente lo que ocurre en la naturaleza” y que “proporcionará soluciones para hacer frente a los problemas del medio ambiente”.

Relación con nuestra ideología

Hemos explorado en qué medida esta percepción está relacionada con variables individuales, sociodemográficas e ideológicas. Para ello, hemos identificado cinco perfiles poblacionales de percepción de la ciencia y la crisis ecológica.

 

El resultado más relevante es que la lente con la que cada cual miramos e interpretamos la ciencia, el entorno que nos rodea y los efectos de nuestras acciones sobre él, está relacionada con la ideología, concretamente política y religiosa. Más que con la edad, el género, el nivel y área de estudios, o el número de habitantes de la población de residencia.

Los detalles de esta relación pueden consultarse en el capítulo 6 del libro Pensar la ciencia. Una mirada desde diferentes prismas. En él se muestran y discuten los resultados del estudio y sus implicaciones.

Niveles de reflexión y actuación

Conocer las opiniones, imágenes, representaciones y creencias que los ciudadanos tienen sobre la ciencia y la crisis ecológica tiene un doble ámbito de importancia: ético y político, individual y colectivo.

Las actuaciones políticas en defensa y promoción de la ciencia y en relación con el equilibrio entre la explotación del planeta y su conservación, discurren por el ámbito de lo colectivo. Están orientadas, o al menos así debería ser, al bien común.

La ética apela al individuo, al igual que la espiritualidad y la religión, y por tanto a sus actitudes, acciones y responsabilidades. En los sistemas plenamente democráticos, además, la agregación de lo individual tiene un efecto más o menos intenso en la configuración de lo político-colectivo a través de los mecanismos de participación.

Así pues, conocer esas opiniones, imágenes, representaciones y creencias puede ayudar a informar y configurar la acción colectiva frente a la crisis ecológica, ya sea en uno u otro sentido. Al igual que, no seamos ingenuos, puede contribuir a desinformarla y manipularla.

Las posturas frente al calentamiento global y la crisis ecológica no deberían guiarse por la ideología o los intereses políticos o económicos. O al menos no preferentemente, por más que las posturas más negacionistas, recalcitrantes y reaccionarias se empeñen en mantenerse.

Los datos disponibles y las evidencias proporcionadas por la ciencia son cada vez más abundantes, indiscutibles e incontestables. Y por tanto, inexcusablemente deben tenerse en cuenta en un diálogo equilibrado. Los intereses políticos y económicos no deberían determinar qué conocimiento puede o no hacerse público, y qué acciones deben o no acometerse para prevenir y mitigar la crisis ecológica y la degradación de las condiciones de vida en el planeta.

Sobre los autores: Jesús Rey Rocha, Investigador Científico. Grupo de investigación ‘Ciencia, vida y sociedad’, Instituto de Filosofía (IFS-CSIC); Ana Muñoz van den Eynde, Responsable de la Unidad de Investigación CTS (Ciencia, Tecnología y Sociedad) del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y Emilio Muñoz Ruiz, Profesor de Investigación. Unidad de Investigación CTS (Ciencia, Tecnología y Sociedad) del CIEMAT, Instituto de Filosofía (IFS-CSIC).

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

Para saber más:

Los males de la ciencia (serie)
Los valores de la ciencia (serie)
Goethe, pensar la ciencia con el espíritu del arte
Anticiencia (I): la unidad perdida

El artículo Una mirada a los modos de pensar la ciencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El telescopio espacial James Webb lleva 48 gramos de oro en forma de una capa de solo 100 nanómetros de espesor, recubriendo los espejos hexagonales que aparecen en el cartel anunciador del evento. Y ¿por qué de oro? Eso nos lo explica Ángel Gómez Roldán en su charla.

Ángel Gómez Roldán ha sido durante muchos años operador de telescopio en el Observatorio del Teide del Instituto de Astrofísica de Canarias, es autor y coautor de varios libros de divulgación astronómica, pertenece a multitud de sociedades y ha recibido varios premios por su tarea divulgativa a lo largo de los años. Es el director y editor de la revista Astronomía.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Más sobre el tema:

El sucesor del Hubble: el telescopio espacial James Webb

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

El artículo Naukas Bilbao 2022: Un telescopio de oro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El conjunto de microorganismos de una colmena de abejas melíferas (el apibioma) varía considerablemente dependiendo del grado de transformación que haya ejercido el ser humano (antropización) sobre el entorno. Tras trasladar colmenas de un entorno agrícola a uno seminatural en tan solo 16 días el desequilibrio microbiano disminuye.

Foto:  Maxime Bouffard / Unsplash

La abeja melífera occidental (Apis mellifera) está en peligro debido a muchos de los factores de estrés que sufren en zonas dependientes de los seres humanos, como la mala nutrición, los pesticidas y los patógenos. “Desde hace varios años se está evidenciando que la mortalidad de las abejas ha aumentado mucho; es por eso que hace unos 6 años empezamos a investigar qué factores influyen en la microbiota de la abeja y qué relación tiene esto con las enfermedades o la salud de las abejas”, explica Iratxe Zarraonaindia, investigadora Ikerbasque del grupo Applied Genomics and Bioinformatics de la UPV/EHU.

En colaboración con tres universidades croatas el grupo ha tenido la oportunidad de investigar algunas colmenas situadas en la isla croata de Unije, lejos de la influencia humana. Durante diez años estas colmenas no han recibido tratamiento alguno; se sabía que sus abejas tenían una larga supervivencia a pesar de la presencia del ácaro Varroa destructor, causante de una enfermedad mortal para las abejas. La idea era estudiar cómo influye la antropización en la microbiota de las abejas. Para ello, se han comparado las colmenas de la isla de Unije con la microbiota de dos colmenas situadas en zonas rurales.

Para que las dos colmenas de la zona agrícola fueran comparables, se han utilizado «hermanas genéticas» (colmenas formadas por abejas que contienen el mismo material genético que las de la zona agraria), una de las cuales se ha trasladado a una zona seminatural. “Hemos visto claramente que la antropización tiene un impacto importante, ya que sólo 16 días después detectamos que el desequilibrio microbiano por estrés agrícola se había atenuado en la colmena trasladada a la zona seminatural”, explica Zarraonaindia. Esto demostraría que la microbiota de las abejas melíferas tiene una gran capacidad de adaptación. “No suponíamos que la composición de la microbiota fuera a cambiar tan rápido”, dice.

Los investigadores han encontrado un claro gradiente relacionado con el grado de antropización y la comunidad microbiana de la colmena: “La microbiota de la colmena de la isla Unije está más equilibrada, su proporción de microorganismos beneficiosos es mayor y en ambiente seminatural la proporción va reduciéndose, mientras que en el ámbito agrícola la colmena tiene una composición muy desequilibrada, se encuentran más bacterias oportunistas y es más sensible a las enfermedades”, explica Zarraonaindia. Según la investigadora, “en las zonas agrícolas los factores de estrés están muy activados”.

Las investigadoras del grupo Applied Genomics and Bioinformatics Andone Estonba e Iratxe Zarraonaindia en la isla Unije, preparando las colmenas para el estudio, junto a sus colegas croatas. Foto: Marin Kovačić / Universidad de OsijekInvestigación del apibioma

Estas conclusiones han permitido al grupo investigador determinar biomarcadores que aportarán información sobre la salud de las abejas. Por ejemplo, los investigadores han detectado que una bacteria determinada, Arsenophonus, es muy abundante en las zonas agrícolas, que está menos presente en las zonas seminaturales, y que apenas aparece en las zonas naturales.

Han estudiado la colmena en su totalidad, no sólo las abejas. Esta es una de las claves más importantes de esta investigación: “Este enfoque es innovador. Hemos estudiado el apibioma: el conjunto de microorganismos en los nichos presentes en la colmena. Hemos estudiado el intestino de las abejas, la entrada de la colmena, el pan de abeja (la sustancia de la que se alimentan las abejas) y el aire interior de la colmena”. Como se ha comentado anteriormente, la bacteria Arsenophonus es la más frecuente en la zona agrícola, y se trata de una tendencia que se ha encontrado en todos los nichos. Por lo tanto, es un biomarcador muy adecuado para medir el impacto de la agricultura en las colmenas y medir su salud; además, “este método no es invasivo, ya que se puede llevar a cabo tomando una muestra de la entrada de la colmena”.

La investigación recogida en el artículo de referencia solo representa un primer año de trabajo. Las investigaciones continúan: “Ahora hemos trasladado la colmena de la zona seminatural a una zona natural para observar si se le equilibra la microbiota y llega a ser la misma que la de las abejas de la zona natural. Esto nos permitirá conocer el alcance tanto de la contribución genética como de la contribución ambiental”.

Referencia:

June Gorrochategui Ortega, Marta Muñoz Colmenero, Marin Kovačić, Janja Filipi, Zlatko Puškadija, Nikola Kezić, Melanie Parejo, Ralph Büchler, Andone Estonba, Iratxe Zarraonaindia (2022) A short exposure to a seminatural habitat alleviates the honey bee hive microbial imbalance caused by agricultural stress Scientific Reports DOI: 10.1038/s41598-022-23287-6

Para saber más:

Qué puedes hacer tú para proteger a las abejas
La mente de una abeja

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

El artículo Apibioma y antropización se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Perca del Nilo (Lates niloticus). Fuente: Wikimedia Commons

Es un invasor de otros hábitats, no de nuestro entorno más cercano y, sin embargo, desde aquí subvencionamos esa invasión. Y, es curioso, ahora ni eso pues ha desaparecido, que sepamos, de nuestros mercados. Es un pez de gran tamaño, de agua dulce y hasta 1.80 metros de longitud y 200 kilogramos de peso, que vive en África central y oriental y que, para promocionar la pesca, se ha introducido en lagos y ríos de ese continente. Durante un tiempo, era habitual verlo a la venta en pescaderías y supermercados de nuestro entorno pero en poco tiempo ha desaparecido. Ya no se vende porque adquirió mala fama pues era típico que se ofreciera sustituyendo a otras especies como, por ejemplo, el mero, en los menús del día de muchos restaurantes. En el estudio de José Luis Horreo y sus colegas de la Universidad Complutense con 77 platos de pescado en el menú de 53 restaurantes de Madrid, publicado en 2019, siete especies y el 30% de las muestras están mal etiquetadas en cuanto a la especie que indican. Y entre ellas varios platos de mero, Epinephelus marginatus, contienen perca del Nilo cuyo parecido con esa especie es muy alto.

Además, un estudio detallado que lleva varios años en marcha ha encontrado que los cíclidos del lago Victoria están desapareciendo al ser alimento para la perca del Nilo, un depredador voraz.

Los cíclidos son peces de agua dulce del hemisferio sur, sobre todo de África, y muy populares entre los aficionados a los acuarios; entre ellos están los discos o los peces ángel. Los que habitan en Lago Victoria son únicos y han aparecido en una radiación evolutiva única entre los vertebrados. Antes de llegar la perca había más de 300 especies que ocupaban una gran variedad de nichos y, por ello, cada hábitat del lago tenía su propia comunidad de cíclidos.

La perca del Nilo, un “elefante” del agua dulce por su tamaño, fue introducido en el norte del lago y avanza hacia el sur alimentándose de los cíclidos. Donde se ha hecho dominante, más de la mitad de las especies de cíclidos han desaparecido. Ha sido introducida en otros lagos africanos y como decía, en el caso mejor conocido, en el Lago Victoria al que llegó en la década de los cincuenta para reforzar la pesca y promocionar la pesca deportiva para turistas.

Ejemplar de perca del Nilo capturado en el lago Victoria, en aguas de Uganda. Habida cuenta del efecto de la perspectiva la longitud de la perca es aproximadamente la altura del hombre. Fuente: Wikimedia Commons

Es un lago con una superficie de 68.000 kilómetros cuadrados y su costa se reparte entre tres países con el 51% en Tanzania, el 43% en Uganda y el 6% en Kenia. En 2007, alrededor de tres millones de personas dependían de la pesca en el lago.

Para 1980, la perca suponía el 2% de la pesca en el Lago Victoria; para 1986, era el 80%. Fue en los años 1983-84 cuando se detectó un crecimiento dramático de las poblaciones de perca del Nilo. Además, la pesca en el lago era de 100.000 toneladas anuales en los sesenta y, tres décadas después, en los noventa e incluyendo la perca del Nilo, llegaba a las 500.000 toneladas. Mas datos de la pesquería en Uganda muestran que los peces nativos pasaron de casi el 92% a casi cero entre 1981 y 1985 y, por el contrario, la perca pasó, en esas fechas, del 5% al 96%.

El número de pescadores aumentó un 32% en 2002, las embarcaciones lo hicieron en un 24%, las redes en el 50% y el número de anzuelos de palangre se dobló. Incluso la potencia de los motores fuera borda de las embarcaciones de los pescadores creció un 47%. El número de barcos pasó de 12.000 en 1983 a 23.000 en 1990 y 42.000 en 2000. Todo ello es, concluye John Balirwa, del Instituto Nacional de Recursos Pesqueros de Uganda en Jirja, un caso claro de síntomas de sobreexplotación.

Además, la perca capturada se destinó a ser fileteada para la exportación mientras que para los habitantes de la costa solo quedaban los desechos como los esqueletos, las cabezas o las colas o, también los ejemplares de tamaño pequeño. Los salarios han caído, el sistema tradicional de pesca familiar casi ha desaparecido, escasea la alimentación adecuada y el número de personas que sufren hambre había crecido un 25% en los últimos diez años según datos de 2007.

Por todo ello, la perca del Nilo aparece en la lista de las 100 especies invasoras más peligrosas del planeta.

La perca del Nilo, Lates niloticus, es una especie de agua dulce con una distribución original por África tropical y nativa del Congo, Senegal, Níger y, en concreto, en el Nilo, el lago Chad, Volta o Turkana. Es parte sustancial de la economía y la alimentación de África Oriental. Puede alcanzar gran tamaño y en la madurez llega a una longitud de 1.20-1.40 metros, con un peso de hasta 200 kilogramos. Crece entre 21 y 28 centímetros por año y hay datos de que puede llegar a los 40 centímetros anuales. Es un predador feroz que ocupa todos los ambientes con suficiente oxígeno y se alimenta de peces, incluso ejemplares de su propia especie, así como crustáceos, moluscos e insectos. Habitualmente se mueve en grupo como sistema de defensa ante otros predadores, entre ellos los de su especie.

Probaremos la perca del Nilo con una receta fácil de la cocina de Tanzania según la experta Eva Pendaeli-Sarakikya. Vamos a freír unos filetes de perca.

Filetes de perca del Nilo fritos servidos en un hotel de Zambia. Fuente: Wikimedia Commons

Mezclamos harina, sal y pimienta y, a la vez, limpiamos los filetes de perca con un trapo limpio hasta que estén secos. Recubrimos los filetes con la mezcla de harina. Para freír usaremos grasa animal, quizá manteca. La calentamos y freímos los filetes por ambos lados, bajamos el fuego y seguimos hasta que estén marrón dotado. Los servimos en caliente, quizá adornados con rodajas de limón.

Introducida de forma activa

Llegó al Lago Victoria, en África Oriental, a Uganda, según relata Robert Pringle, de la Universidad de Oxford, en la década de los cincuenta del siglo pasado, hacia 1954 por iniciativa de funcionarios británicos de la colonia. El objetivo era contrarrestar la caída de los stocks de peces nativos que comenzaban a escasear debido a la sobrepesca. En los sesenta, la mayoría de las especies de peces de gran tamaño del Lago Victoria estaban sobreexplotadas. La respuesta de las autoridades fue la introducción de la perca. Sin embargo, contribuyó a la extinción de más de 200 especies endémicas por depredación y competencia por el alimento.

Además, la acción de la perca provocó la invasión de algas y, sobre todo, del jacinto acuático o Euchornia crassipes. Así disminuyó el oxígeno en las aguas del lago lo que ayudó a la extinción de más especies de cíclidos. Para Tijs Goldschmidt y sus colegas, de la Universidad de Leiden, en Holanda, el 18% de los cíclidos se alimentaban de fitoplancton y hasta el 31% lo hacían de detritos. En total, calculan que más del 58% de su alimento son fitoplancton y detritos. La desaparición de estas especies aumentó la turbidez de las aguas del lago con más fitoplancton, mayor escasez de oxígeno y contribuyó a la colonización por el jacinto acuático.

El aumento de población de la perca del Nilo se detectó a finales de los setenta en Kenia, a principios de los ochenta, un par de años después, en Uganda, y a mediados de esta década en Tanzania, según la revisión publicada en 2008 por Kees Goudswaard y sus colegas, también de la Universidad de Leiden, en Holanda.

Puesto de pescadería en la orilla ugandesa del lago Victoria. En primer plano, piezas de perca del Nilo.La perca del Nilo cambió la economía local

Además, la introducción y pesca de la perca del Nilo cambió el sistema socioeconómico de los habitantes del lago. Muchos de los habitantes han sido desplazados de sus ocupaciones tradicionales en la pesca y el comercio de los productos pesqueros y se han visto obligados a entrar en las empresas que se dedican a la preparación y exportación de perca del Nilo. Son, en este momento, refugiados económicos. La preparación de la perca no es la habitual para los cíclidos. Tiene más componentes grasos y no funciona bien el secado al sol y, además, necesita el ahumado. Por tanto, necesita madera para quemar en una región con problemas de deforestación.

Todo ello se refleja en el documental La pesadilla de Darwin, estrenado en 2004, y dirigido por Hubert Sauper. En la película aparece el comercio en tres etapas que se ha desarrollado con la exportación de la perca del Nilo a Europa en aviones de Rusia que, una vez descargado el pescado en Europa, viajan a Rusia y cargan armas que llevan al centro de África y surten a las numerosas guerrillas que allí operan. En el lago ahora se reúnen pescadores locales, ejecutivos financieros internacionales, ministros africanos, niños sin hogar, comisarios de la Unión Europea, pilotos rusos y prostitutas locales. Para su director, Hubert Sauper, el documental “es una historia sobre seres humanos del norte y del sur, sobre la globalización y sobre pescado”. Es un buen resumen.

En 2003 las exportaciones a la Unión Europea llegaron a 169 millones de euros. Sin embargo, las exportaciones totales de perca del Nilo en el comercio mundial cayeron casi un 30% en 2020. Entre los exportadores están Tanzania, Uganda, con el 65% del total, y Kenia, países que rodean el Lago Victoria. Entre los importadores están y pertenecen a la Unión Europea, Polonia, Rumania y Grecia, con el 23% del total. España, en 2020, importó el 6.50%.

Hay que añadir que la pesca deportiva de perca del Nilo atrae a numerosos turistas a Uganda, Tanzania y Kenia. También se ha propuesto la introducción de la perca del Nilo en Australia pero expertos como Christopher Barlow y Allan Lisle, de la Estación de Investigación de Walkamin, se oponen a ello y argumentan con datos de lo que ha supuesto la perca en el lago Victoria para la fauna indígena. Los riesgos asociados se consideran muy superiores a los futuros beneficios. Se ha abandonado la propuesta.

Pero, años después, en 2013, biólogos de la Universidad de Leiden, en Holanda, descubren que, más o menos, un 25% de las especies de cíclidos se han recuperado del “desierto” que provocó la perca e, incluso, algunas de las especies recuperadas son ahora más abundantes que en el pasado. Algunas de esas especies recuperadas han cambiado en parte su morfología y son más ágiles y rápidas para huir de los depredadores, entre ellos, de la perca del Nilo.

Y para terminar no hay nada mejor que una buena receta, algo más complicada que la anterior. Es perca al curry, un plato que muestra la influencia de la cocina de la India, al otro lado del Océano Índico, sobre el África Oriental.

Primero cortar en cubos un filete grueso de perca. Después pelar y picar ajo, cebolla y tomate. Mezclar pimentón, ralladura de coco, zumo de limón, sal y curry en polvo. Calentar aceite o manteca en la sartén y freír al ajo y la cebolla y añadir la mezcla anterior. Solo unos minutos y añadir el tomate y cocinar algo más. Añadir los cubos de perca, leche y agua y cocinar suave un cuarto de hora o algo más hasta que el pescado esté hecho. Servir caliente.

Referencias:

Altimira i Palau, J. 2007. Efectos socioeconómicos y medioambientales de la introducción de la Perca del Nilo (Lates niloticus) en el Lago Victoria. Ecología Política 32: 111-114.

Balirwa, J.S. 2007. Ecological, environmental and socioeconomic aspects of the Lake Victoria’s introduced Nile perch fishery in relation to the native fisheries and the species culture potential: lessons to learn. African Journal of Ecology 45: 120-129.

Barlow, C.G. & A. Lisle. 1987. Biology of the Nile perch Lates niloticus (Pisces: Centropomidae) with reference to its proposed role as a sport fish in Australia. Biological Conservation 39: 269-289.

Chapman, L.J. et al. 2008. Biodiversity conservation in African inland waters: Lessons of the Lake Victoria region. Verhandlungen des Internationalen Verein Limnologie 30: 16-34.

De Zeeuw, M.P. et al. 2013. Two new species of zooplanktivorous haplochromine cichlids from Lake Victoria. ZooKeys 256: 1-34.

Goldschmidt, T. et al. 1993. Cascading effects of the introduced Nile Perch on the detritivorous/phytoplanktivorous species in the sublittoral areas of Lake Victoria. Conservation Biology 7: 686-700.

Goudswaard, K. (P.C.) et al. 2008. The invasion of an introduced predator, Nile perch (Lates niloticus, L.) in Lake Victoria (East Africa): chronology and causes. Environmental Biology of Fishes 81: 127-139.

Horreo, J.L. et al. 2019. Amplification of 16S rDNA reveals important fish mislabeling in Madrid restaurants. Food Control 96: 146-150.

IUCN. 2000. 100 of the World’s worst invasive alien species. A selection from the Global Invasive Species Database. University of Auckland. New Zealand. 10 pp.

Mercadal Orfila, R. 2005. La pesadilla de Darwin. Making of: cuadernos de cine y educación 35: 16-21.

Pendaeli-Sarakikya, E. 1978. Tanzania cookbook. Tanzania Publ. House. Dar Es Salaam. 165 pp.

Prados, L. 1999. El mayor lago de África se muere por la introducción de especies foráneas. El País 21 noviembre.

Pringle, R.M. 2005. The origins of the Nile Perch in the Lake Victoria. BioScience 55: 780-787.

Wanink, J.H. 1991. Survival in a perturbed environment: the effects of Nile perch introduction on the zooplanktivorous fish community of Lake Victoria. En “Terrestrial and aquatic ecosystems: perturbation and recovery”, p. 268-275. Ed. por O. Ravera. Ellis Horwood Ltd. Chichester.

Wikipedia. 2023. Nile perch. 23 January.

Wilson, E.O. 1995. La diversidad de la vida. En defensa de la pluralidad biológica. Círculo de Lectores. Barcelona. 561 pp.

Para saber más:

Los invasores

Catástrofe Ultravioleta #18 INVASORES

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

El artículo Los invasores: La perca del Nilo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La banda de Moebius es un sorprendente objeto geométrico, y más concretamente topológico (véase la entrada La topología modifica la trayectoria de los peces), que ha cautivado a personas de dentro y fuera de las matemáticas. En el Cuaderno de Cultura Científica hemos hablado en varias ocasiones, tanto de sus sorprendentes propiedades matemáticas, como de su utilización en el arte (algunas interesantes entradas sobre la misma son: Poesía retorcida sobre banda de Möbius, De menú para hoy, dos novelas gráficas negras con salsa matemática, Arte Moebius (I), Arte Moebius (II), En busca de la banda de Moebius más corta posible).

Libertas quae sera tambem (2021), del artista brasileño Valin Branco. Triánngulo, curva de Moebius con corte central. Madera dura: Caoba. Dimensiones: 34cm x 30cm x 17cm. Imagen de la cuenta de instagram de Valin Branco

Podéis leer más sobre la banda de Moebius y su utilización en el arte contemporáneo en el libro Las matemáticas como herramienta de creación artística (R. Ibáñez, colección Miradas matemáticas, Catarata, 2023), que estará en las librerías a finales del mes de marzo.

Pero en esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica queremos hablar de una curiosa propiedad de la banda de Moebius, que tiene que ver con la teoría de grafos. Aunque esta superficie es un objeto matemático de sobra conocido, no está de más volver a recordar su construcción. Una banda de Moebius es una banda retorcida que podemos construir de forma sencilla de la siguiente forma. Si tomamos una tira de papel y pegamos los extremos se obtiene una banda normal con dos caras y dos bordes, pero si primero giramos uno de los extremos del papel media vuelta y después juntamos los extremos se obtiene la banda de Moebius, una superficie que solo tiene una cara y un solo borde (como se observa en la siguiente imagen).

Por otra parte, la teoría de grafos es la rama de las matemáticas que estudia los grafos, estructuras formadas por puntos –llamados vértices– y líneas uniendo pares de puntos –llamadas aristas–, que son estructuras matemáticas muy sencillas, pero a la vez muy versátiles, con muchas aplicaciones en ciencia y tecnología (véase, por ejemplo, El problema de los tres caballeros y los tres criados, El grafo de Marion (Gray) o El juego de Sim, entre otros).

El conocido grafo de Petersen, con 10 vértices y 15 aristas. Imagen: Leshabirukov / Wikimedia Commons

Antes de adentrarnos en la mencionada propiedad de los grafos sobre la banda de Moebius, primero vamos a plantear un sencillo problema sobre grafos en el plano.

Problema: ¿Cual es el mayor número de puntos (vértices) que puede unirse mediante líneas (aristas), sin que estas se crucen unas con otras y de manera que todos los pares de puntos queden unidos por líneas?

Si tomamos un trozo de papel y empezamos a pintar puntos y líneas uniendo esos puntos, es fácil ver que el problema es trivial para 2, 3 y 4 puntos del plano, como se muestra en la siguiente imagen.

Pero parémonos a pensar un momento qué ocurre para 5 puntos. Empecemos dibujando el grafo de 5 puntos con todas las aristas posibles que unen dos de esos puntos, es lo que en matemáticas, en concreto, en teoría de grafos, se denomina el “grafo completo” de 5 vértices (y se denota como K5).

En el dibujo que hemos realizado del grafo completo de 5 vértices. Observamos que las aristas se cruzan entre ellas y nos planteamos si será posible redibujar las aristas de tal manera que estas no se crucen, como hemos visto que sí es posible para el grafo completo de 4 vértices, K4. Por cierto, esto es lo que en teoría de grafos se dice que es un “grafo plano”, un grafo que podemos dibujar en el plano sin que las aristas se crucen. Luego nuestro problema consiste en averiguar si el grafo completo de 5 vértices es plano, o no. La respuesta es negativa. Veamos una idea de cómo demostrarlo.

Para probar que el grafo completo de 5 vértices no es plano se hace uso de la fórmula de Euler. Esta establece que para los grafos planos “conexos” (esto quiere decir que cada par de vértices está conectado por un camino de aristas que empieza y termina en esos dos vértices) con v vértices, a aristas y c caras (se incluye también como cara la zona exterior no acotada) se verifica la fórmula:

Por ejemplo, el grafo de Goldner-Harary, que vemos en la siguiente imagen, es un grafo plano y se verifica la fórmula de Euler (v = 11, a = 27 y c = 17).

Grafo de Goldner-Harary. Imagen: David Eppstein / Wikimedia Commons

 

Ahora, si tenemos un grafo plano y simple (esto quiere decir que en ese grafo no hay bucles, es decir, aristas que unan un vértice consigo mismo, ni tampoco hay aristas múltiples, esto es, que no hay dos aristas distintas que unan los mismos dos vértices) con más de dos vértices, la fórmula de Euler permite afirmar (la prueba es simple) que

A partir de esta fórmula se demuestra que el grafo completo de 5 vértices no es plano, ya que v = 5, pero el número de aristas, al ser completo, es a = 10, y no se verifica la anterior desigualdad. Por lo tanto, queda demostrado que el grafo completo de 5 vértices K5 no es plano.

¿Pero qué ocurre si consideramos el problema sobre la banda de Moebius?

Problema: Dados 5 puntos en la banda de Moebius, ¿pueden unirse mediante líneas, sin que estas se crucen unas con otras y de manera que todos los pares de puntos queden unidos por líneas? ¿Es el grafo completo de 5 vértices sobre la banda de Moebius un “grafo plano”, es decir, cuyas aristas pueden trazarse de forma que no se crucen?

Antes de abordar esta cuestión, una pequeña reflexión sobre el concepto de superficie, ya que la banda de Moebius es una superficie (matemáticamente hablando). Esto es algo trivial, a priori, pero para entender bien este concepto, lo primero que hay que comprender es que una superficie matemática “ideal” no tiene grosor, luego sus puntos están “dentro” de la misma, no “sobre” ella. Para visualizar esto pensemos en una superficie transparente (por ejemplo, acetato) sobre la que se pinta un punto, este podrá verse “desde los dos lados”, lo cual nos permite entender qué significa que el punto está en la superficie, pero no sobre uno de sus lados. De hecho, podríamos decir que la superficie matemática no tiene “lados” en sí misma, sino que estos son una manifestación de la relación de la superficie con el espacio tridimensional que la contiene. En conclusión, a la hora de resolver el problema anterior sobre la banda de Moebius, es conveniente que pensemos en la banda de Moebius como si fuese una superficie transparente sobre la que pintamos las aristas.

Ahora, contrariamente a lo que ocurría para el plano, dados 5 puntos en la banda de Moebius sí se pueden trazar líneas que unan todas las parejas de puntos sin que se crucen entre ellas, como se muestra en la siguiente imagen (se realiza el dibujo sobre la tira de papel estirada, teniendo en cuenta que luego los extremos se unen después de medio giro, por eso la línea que pasa por y en el lado AB, arriba a la izquierda, continua por abajo a la derecha en el lado CD).

El grafo completo K5 de 5 puntos es un grafo “plano” en la banda de Moebius

El siguiente paso sería ver si es posible lo mismo para 6 puntos, es decir, si el grafo completo de 6 vértices es un grafo “plano” en la banda de Moebius.

Problema: Dados 6 puntos en la banda de Moebius, ¿pueden unirse mediante líneas, sin que estas se crucen unas con otras y de manera que todos los pares de puntos queden unidos por líneas?

Este problema queda para quienes queráis divertiros intentando resolverlo. No olvidéis que estáis sobre una banda de Moebius, es decir, una tira de papel cuyos extremos se unen después de dar media vuelta a la misma. ¡Que os divirtáis!

El problema anterior está relacionado con un pasatiempo matemático clásico, el problema del agua, el gas y la electricidad, también conocido como problema de los tres servicios. Este problema aparece recogido en el libro Amusements in mathematics (1917), que fue publicado en castellano en tres partes, con el nombre conjunto de Diversiones Matemáticas (El acertijo del mandarín, Los gatos del hechicero y El misterio del muelle), del experto inglés en matemática recreativa Henry E. Dudeney (1857-1930). Aunque ya lo había publicado con anterioridad, en 1913, en la revista The Strand Magazine. Dudeney dice que es un pasatiempo matemático muy antiguo, que él ha bautizado como el problema del agua, el gas y la electricidad, aunque es más antiguo que la utilización de la electricidad para iluminar las casas. El problema, traducido del original de Dudeney, dice así.

El problema del agua, el gas y la electricidad: El rompecabezas consiste en tender agua, gas y electricidad, desde W, G y E, a cada una de las tres casas, A, B y C, sin que ninguna tubería se cruce con otra. Coge tu lápiz y dibuja líneas que muestren cómo hacerlo. Pronto te encontrarás con dificultades.

Según vayáis intentando resolver este problema clásico os daréis cuenta de que nos encontramos ante una cuestión similar a la anterior, que era intentar dibujar el grafo completo K5 de 5 vértices sin que se crucen las líneas. Sin embargo, ahora el grafo asociado al problema del agua, el gas y la electricidad, que es el grafo bipartito completo K3,3 (que aparece en la siguiente imagen), es decir, está formado por dos conjuntos de vértices, en este caso, de 3 vértices cada uno, y están todas las aristas que unen los vértices de un conjunto con los del otro.

El grafo bipartito completo K3,3, que es el grafo asociado al pasatiempo del agua, la electricidad y el gas

Utilizando de nuevo la fórmula que es consecuencia de la fórmula de Euler puede demostrarse que el grafo bipartito completo K3,3 no es plano y el problema del agua, el gas y la electricidad no tiene solución.

Para terminar…

Problema: ¿es posible resolver el problema del agua, el gas y la electricidad para la banda de Moebius?

Curva clásica de Moebius (2021), del artista brasileño Valin Branco. Madera dura: Cedro. Dimensiones: 21cm x 20cm x 13cm. Imagen: Instagram de Valin Branco

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.- Raúl Ibáñez, Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos, El mundo es matemático, RBA, 2015.

5.- David E. Kullman, The utilities problem, Mathematics Magazine, 52 (5), pp. 299–302, 1979.

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 Dibujando grafos sobre la banda de Moebius se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

El bombeo intermitente de un fluido por una tubería reduce significativamente el coste de transporte.

Foto: Pedro Netto / Unsplash

En un estudio de prueba de concepto, los investigadores utilizaron simulaciones numéricas para demostrar que, cuando se conecta y se apaga periódicamente una bomba, el flujo sigue cambiando entre un estado turbulento y otro laminar. Esto redujo los costes de energía hasta en un 22%, una cifra que, según los investigadores, puede optimizarse aún más.

Los flujos laminares, como el que se ve cuando se abre lentamente un grifo, son regulares, ocupan el menor espacio posible y son energéticamente eficientes. Los flujos turbulentos, por otro lado, como cuando un grifo abre a tope, son caóticos y desperdician energía.

Si inyectamos tinta en un flujo laminar en una tubería transparente, veremos una línea bien definida de tinta moviéndose por la tubería. Con un flujo turbulento, sin embargo, veremos a la tinta dispersarse a medida que cada partícula de fluido toma un camino impredecible. Este movimiento caótico a pequeña escala da como resultado que se pierda mucha energía. Los flujos laminares son ideales para el transporte de fluidos, pero cuando los fluidos viscosos se mueven rápido y a gran escala, el sistema evoluciona naturalmente hacia un estado turbulento.

En el estudio, los investigadores codificaron un modelo que, usando un superordenador, pudo simular un flujo turbulento estandarizado. Los científicos ejecutaron diferentes escenarios, cambiando la duración del tiempo en que la bomba estaba encendida, su intensidad (la velocidad a la que acelera el fluido) y la duración total de cada ciclo de encendido y apagado de la bomba.

Descubrieron que los ciclos caracterizados por un bombeo breve e intenso que aceleraba rápidamente el fluido seguido de una fase larga en la que se apagaba la bomba y el fluido se ralentizaba funcionaban mejor para mantener el fluido en un estado laminar durante la mayor cantidad de tiempo.

Reducir la turbulencia y, por lo tanto, los costes de mover fluidos a través de tuberías podría generar numerosos beneficios económicos y ambientales. El transporte de fluidos constituye una parte importante del costo final del combustible, por lo que el hidrógeno líquido podría volverse más barato para los países desarrollados. Para los países en desarrollo que aún no pueden hacer el cambio a la energía verde, el petróleo y el gas natural podrían convertirse en una alternativa energética más asequible a la leña, cuyo uso contribuye a la deforestación y produce más contaminantes nocivos que los combustibles fósiles.

Referencia:

Foggi Rota, G., Monti, A., Rosti, M.E. et al. (2023) Saving energy in turbulent flows with unsteady pumping. Sci Rep 13, 1299. doi: 10.1038/s41598-023-28519-x

Para saber más:

Un modelo para la máquina de coser fluidodinámica, o como untar miel con conocimiento
¿Por qué moja el agua? La física de fluidos inunda nuestras vidas

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

El artículo Un bombeo intermitente ahorra energía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Los meteoritos son una de las fuentes fundamentales en nuestro conocimiento sobre el Sistema Solar, que nos permiten reconstruir distintos aspectos de la historia de nuestro sistema planetario, desde los más dinámicos hasta los geoquímicos, pasando incluso por los ambientales en algunos casos, ya que nos traen muestras de otros cuerpos sin necesidad de ir a recogerlos con una compleja misión de retorno de muestras.

Obviamente esto tiene su parte negativa, porque nosotros no escogemos en ningún caso lo que queremos muestrear. Además, quien sabe si en estos meteoritos que recogemos de la superficie de nuestro planeta podrían existir algunos sesgos de preservación o incluso temporales, habiendo familias composicionales que ya serían difíciles de encontrar porque hace mucho que cayeron y desaparecieron de nuestro entorno cercano. Y es que cuanto más tiempo pasa un meteorito en la superficie de nuestro planeta, más sufre de procesos de alteración que pueden cambiar su composición y provocar la aparición de nuevos minerales. Incluso puede experimentar una fragmentación que acelere estos procesos de alteración.

Imagen de un meteorito metálico en la superficie de Marte. Estos meteoritos son muy fáciles de observar en su superficie por el fuerte contraste con las rocas autóctonas. Cortesía de NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/LPGNantes/CNRS/IAS/MSSS.

Recientemente se ha estimado que sobre la superficie de la Tierra caen unos 6000 meteoritos al año, de los cuales en torno a unos 2000 caerían sobre tierra firme, sin embargo, un número muy pequeño de estos es recuperado para su estudio y en ocasiones pasa mucho tiempo entre la caída y el descubrimiento, especialmente en el caso de fragmentos muy pequeños. Cada instante que pasa en la superficie sin proteger, la alteración avanza.

Y es que un análisis recién publicado sobre el meteorito de Winchcombe, que cayó en febrero de 2021 en el Reino Unido y el primero en ser recuperado en este país en casi 30 años, ha puesto de manifiesto la gran velocidad a la que los procesos de alteración tienen lugar, independientemente de lo rápido que se recuperen los fragmentos.

De hecho, los primeros fragmentos fueron recuperados tan solo unas horas después de la caída gracias a que lo hicieron sobre una carretera, y otra gran parte de estos en los primeros seis días después sobre un pasto de ovejas. Hasta al menos septiembre de 2021 se estuvieron encontrando fragmentos de este meteorito en distintos lugares.

Un nuevo estudio pone de manifiesto que, a pesar de la rápida recuperación de los meteoritos, sobre estos habían aparecido ya minerales fruto de la interacción entre el meteorito y la humedad del ambiente. Gracias al uso de técnicas como la microscopía electrónica y la espectroscopía de tipo Raman, los investigadores han podido estudiar con un gran nivel de detalle la superficie de algunos de los meteoritos y caracterizar su mineralogía. Concretamente estudiaron dos fragmentos: uno recogido de la carretera y otro del pasto de ovejas.

Durante la reentrada, los meteoritos suelen desarrollar lo que denominamos costra de fusión: debido a las altas temperaturas que sufre el meteorito en su contacto con la atmósfera debido a la gran velocidad que lleva con respecto a nuestro planeta, su superficie empieza a fundirse. Cuando el meteorito ha frenado, empieza a enfriarse y este fundido que queda se transforma en una capa vitrificada y que muchas veces ayuda a los científicos a distinguir en el campo lo que es un meteorito de lo que no.

El famoso meteorito ALH84001, conocido por la posibilidad de haber preservado formas de vida microscópicas -y muy discutidas-, deja entrever parte de su costra de fusión, como una fina capa negra de un color y textura distinta al meteorito original que cubre parte de este. Imagen cortesía del JSC.

En el meteorito recogido del pasto de las ovejas, los análisis descubrieron minerales como el sulfato de calcio y calcita, pero estos aparecían fuera de la costra de fusión, por lo que lo más posible es que se formaran después de su caída por la exposición a las condiciones de humedad del pasto.

Una de las secciones del meteorito de Winchcombe analizadas. Señalados por flechas podemos ver las apariciones de sulfatos y de calcita de origen terrestre. Imagen cortesía de la Universidad de Manchester.

Sin embargo, el fragmento recuperado de la carretera se cortó en secciones que se pulieron en el laboratorio, y en estas secciones se dieron cuenta de que aparecía halita -el mineral que forma la sal común- de tal manera que este mineral tendría que haber aparecido después del corte y el pulido por la interacción con el propio aire del laboratorio.

¿Qué nos quiere decir este estudio? Pues hay varias cosas a tener en cuenta: Lo primero es que por muy rápido que recuperemos el meteorito, lo normal es esperar que haya algo de alteración, incluso si solo han pasado unas horas.

Lo segundo, pone de manifiesto que es importante que preservemos los meteoritos en unas condiciones lo más inertes posibles, es decir, con la mejor presencia posible de gases como el oxígeno o el dióxido de carbono, que pueden reaccionar muy rápidamente con los meteoritos, así como las muestras que traigamos de asteroides, satélites y planetas.

Y por último, la importancia de discriminar en los meteoritos cuáles de los minerales son de origen terrestre y cuáles originales del propio meteorito, especialmente en aquellos que hayan pasado prolongados tiempos expuestos a las condiciones ambientales de nuestro planeta, porque no podemos olvidar que los meteoritos pueden también haber sufrido previamente procesos de alteración por colisiones o por su historia en el cuerpo progenitor.

Este estudio podría sentar las bases para nuevas directrices que nos permiten preservar mejor las colecciones de meteoritos y muestras de otros cuerpos de cara al futuro, para que las siguientes generaciones de científicas puedan estudiarlos tal y como si estuviesen recién caídos.

Bibliografía:

Jenkins, L. E., Lee, M. R., Daly, L., King, A. J., Floyd, C. J., Martin, P. E., Almeida, N. V., & Genge, M. J. (2023). Winchcombe: An example of rapid terrestrial alteration of a chondrite. Meteoritics & Planetary Science. doi: 10.1111/maps.13949

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

El artículo Meteoritos con una pizca de sal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Foto: Stephen Dawson / Unsplash

¿Se puede medir un sentimiento? Me refiero a su intensidad. ¿Qué tal está usted? ¿Cuán satisfecho está con la vida? ¿Cómo es la relación con su pareja? ¿Cuánto le satisface vivir donde vive? Estas son preguntas a las que, en ocasiones, se nos pide que respondamos con un número. Cuando se encuesta a la gente para conocer su nivel de satisfacción con diferentes aspectos de la vida, normalmente en el marco de una investigación científica o un estudio sociológico, se le suele pedir que lo cuantifiquen. Ocurre lo mismo cuando se nos pide que valoremos de 1 a 5 (por ejemplo) el grado de satisfacción con el servicio prestado por los empleados de una empresa. Lo normal es que lo hagamos, aunque en este caso el valor otorgado suele ser –por razones que no hace falta explicitar– muy alto o máximo.

Pues bien, cuando estas encuestas se hacen en el contexto de una investigación, es normal que surjan dudas acerca de la fiabilidad de la calificación numérica otorgada. Sospecho que a la mayoría nos parece que la intensidad de un sentimiento es algo demasiado subjetivo como para que se le pueda asignar un valor numérico fiable. Por esa razón, dos miembros del Centro de Investigación en Bienestar (Universidad de Oxford, Reino Unido) han hecho un estudio para valorar hasta qué punto hay una correspondencia entre el número (entero, sin decimales) con el que las personas encuestadas valoran ciertos sentimientos, y la probabilidad de que esas mismas personas actúen más adelante en consonancia con la valoración otorgada. La probabilidad de que actúen se refiere a si toman, o no, decisiones del tipo “get-out-of-here” (sácame de aquí).

En economía del trabajo ya habían comprobado, por ejemplo, que un bajo nivel de satisfacción con el trabajo es un predictor muy bueno de la decisión de abandonarlo y buscar otro. Ese es un buen ejemplo de una decisión “sácame de aquí”. En la investigación que nos ocupa han estudiado la vinculación entre el sentimiento de satisfacción (o insatisfacción) y las decisiones posteriores (hasta un año después) relativas a asuntos correspondientes a cuatro dominios de la experiencia humana: vivienda, pareja, trabajo, y salud. En el estudio han recurrido a bases de datos –recogidos durante años en tres países (Reino Unido, Alemania y Australia) por administraciones públicas y organismos internacionales– sobre los sentimientos y decisiones de decenas de miles de personas a las que se ha encuestado con diferentes motivos a lo largo de cuatro décadas. Han utilizado del orden de setecientos mil datos, aproximadamente.

Los resultados del estudio fueron muy claros. En los cuatro dominios examinados, el número entero con el que las personas cuantifican un sentimiento tiene un mayor poder predictivo que un conjunto de variables económicas y sociales objetivas. Además, hay una relación inversa entre las acciones “sácame-de-aquí” y los valores asignados a los correspondientes sentimientos. Así, la probabilidad de cambiar de vivienda es mayor cuanto menor es la satisfacción con aquella en que se vive; la de romper una relación disminuye con el grado de satisfacción con la pareja; la de cambiar de trabajo se reduce con la satisfacción con el que se tiene; y la de acudir a hospitales cae con la satisfacción con el estado de salud. La relación entre los sentimientos y la probabilidad de actuar para cambiar las cosas es prácticamente linear (y negativa).

En resumidas cuentas, los seres humanos podemos usar una escala numérica fiable para asignar un valor a sentimientos que, en principio, son inmensurables. No sabemos cómo, pero lo hacemos. O, dicho de forma más castiza, “sabemos lo que queremos”.

Fuente: C. Kaiser, A. J. Oswald, The scientific value of numerical measures of human feelings. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 119, e2210412119 (2022). doi: 10.1073/pnas.2210412119

 

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 ¿Cómo se mide un sentimiento? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Es posible que, en alguna ocasión, un sentimiento homicida te haya invadido ante según qué plantemientos de tu profesor de matemáticas. Sentimiento este que podría verse correspondido desde el momento en que para algún matemático el asesinato es la única salida lógica a determinadas cuestiones. Este matemático ingresó en un manicomio, pero su fama empezó ahí, precisamente. Juan Antonio Prado nos cuenta su historia.

Juan Antonio Prado Bassas es profesor titular del departamento de Análisis Matemático y vicedecano de Innovación Docente y Divulgación Científica de la Facultad de Matemáticas de la Universidad de Sevilla.



Si no ve correctamente el vídeo, use este enlace.

Más sobre el tema:

André Bloch: el asesinato como una cuestión de lógica matemática
Matemáticos y sin embargo criminales

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

El artículo Naukas Bilbao 2022: La fina línea se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

La duración de la vida en países con altas tasas de violencia es menos predecible y la esperanza de vida de los jóvenes puede ser hasta 14 años más corta en comparación con los países pacíficos, según un nuevo estudio realizado por un equipo internacional, liderado por la Universidad de Oxford y en el que ha participado el investigador Ikerbasque en la UPV/EHU, Tim Riffe.

Foto: Tengyart / Unsplash

Según la investigación, las muertes violentas son responsables en una alta proporción del diferente nivel de incertidumbre de vida entre los países violentos y los pacíficos. La incertidumbre de vida hace referencia a la dispersión en las edades de mortalidad; cuanto mayor es la dispersión, mayor incertidumbre. El impacto de la violencia en la mortalidad va más allá de acortar vidas, ya que cuando, debido a la violencia se pierden vidas de forma continuada, las personas supervivientes tienen mayor incertidumbre sobre quién será la siguiente víctima. En palabras de los autores de la investigación lo más sorprendente de este estudio ha sido constatar que la incertidumbre sobre la vida tiene una mayor asociación con la violencia que la esperanza de vida, de ahí su importancia para analizar los cambios en los patrones de mortalidad

Utilizando los datos de mortalidad de 162 países y el Índice de Paz Interna entre 2008 y 2017, el estudio muestra que los países más violentos también son aquellos con mayor incertidumbre de vida. En el caso de Oriente Medio son las muertes relacionadas con el conflicto a edades tempranas las que más contribuyen a la percepción de incertidumbre elevada. Asimismo, en América Latina se observa un patrón similar resultado de los homicidios y de la violencia interpersonal. En el otro extremo nos encontramos que la incertidumbre de vida fue «notablemente baja» entre 2008 y 2017, en la mayoría de los países del norte y sur de Europa.

En los países de ingresos altos la reducción de la mortalidad temprana por cáncer ha influido en reducir la incertidumbre de vida. Sin embargo, en las sociedades más violentas, la incertidumbre de vida es incluso experimentada por aquellos que no están directamente involucrados en la violencia. El informe recoge que “Los ciclos de pobreza, inseguridad y violencia magnifican los patrones estructurales preexistentes de desventaja para las mujeres. En algunos países de América Latina, los asesinatos a mujeres han aumentado en las últimas décadas y la exposición a entornos violentos tiene consecuencias sociales y de salud, en particular para niños y mujeres”. Según los autores del estudio «Si bien los hombres son las principales víctimas directas de la violencia, las mujeres tienen más probabilidades de experimentar sus consecuencias en contextos violentos»

Según el informe la esperanza de vida más baja suele estar asociada con una mayor incertidumbre de vida. Además, vivir en una sociedad violenta crea vulnerabilidad e incertidumbre y eso, a su vez, puede conducir a un comportamiento más violento. Los países con altos niveles de violencia tienen una esperanza de vida más baja que los más pacíficos. Se estima una brecha de alrededor de 14 años en la esperanza de vida entre los países menos y más violentos. Así, en países como El Salvador, Honduras, Guatemala o Colombia la brecha en la esperanza de vida con los países de altos ingresos se explica principalmente por el alto nivel de mortalidad debido a los homicidios.

Según el investigador Ikerbasque de la UPV/EHU, Tim Riffe, autor del estudio, es importante mostrar en un sentido amplio los efectos que la violencia tiene para la salud de la población, de modo que pueda considerarse un problema de salud pública y, por lo tanto, pueda ser susceptible de programas de prevención. La violencia como causa de muerte resulta, en principio, más fácil de prevenir que otras grandes causas, como puede ser el cáncer, y los beneficios de hacerlo son tanto inmediatos como duraderos. De hecho, existen muchos ejemplos de sociedades que transitaron de una situación de elevada violencia a otra de paz prolongada.

El estudio está basado en el uso masivo de datos y se fundamenta, en parte, en estimaciones de mortalidad modeladas por el proyecto Global Burden of Disease. Muchas de las poblaciones incluidas no tienen información demográfica directa sobre la mortalidad, debido a que, en gran parte del mundo, los sistemas de registro vital, que permiten desarrollar una investigación como esta de forma directa, están aún por desarrollar o requieren de mejoras significativas.

Referencia:

José Manuel Aburto, Vanessa di Lego, Tim Riffe, Ridhi Kashyap, Alyson van Raalte, and Orsola Torrisi (2023) A global assessment of the impact of violence on lifetime uncertainty Science Advances doi: 10.1126/sciadv.add9038

Para saber más:

Serie Preparados para matar

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

El artículo El impacto de la violencia en la incertidumbre de vida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Geóloga
El sábado once de febrero se celebró el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la ciencia. Este evento pretende visibilizar el papel femenino en las disciplinas científicas y técnicas, buscando crear referentes entre las más jóvenes, de tal manera que puedan plantearse su futuro como profesionales en este ámbito, incluidas las Ciencias de la Tierra.

De manera general, la Geología siempre se ha considerado como una ciencia muy masculinizada. En la sociedad, tanto en el pasado como en la actualidad, nunca se ha visto como “muy femenino” una profesión que implica ir al campo a llenarse de barro, dar martillazos a rocas y cargar en la espalda con una mochila llena de muestras durante largos paseos en mitad del monte. Como mucho, se normalizaba más la presencia de mujeres en el laboratorio, procesando esas muestras de roca, apretando botoncitos en máquinas y dejándose la vista ante un microscopio contando minerales y fósiles microscópicos. De hecho, generalmente nuestro papel era el de “secretarias” que pasaban a limpio las sesudas divagaciones y complejos esquemas realizados por los compañeros varones. Pero sin darnos la opción de pensar en hipótesis demasiado complejas para nuestro limitado conocimiento científico. Y sin que se nos pasase por la cabeza la remota posibilidad de redactar, ni siquiera firmar, publicaciones científicas resultantes de esas investigaciones.

Pero esta imagen dista mucho de la realidad. Hace más de doscientos años que las mujeres han ido realizando importantísimos descubrimientos que han permitido avanzar en el conocimiento de la historia de nuestro planeta, sentando las bases de la Geología tal y como la conocemos en la actualidad, aunque su nombre se haya cubierto con el polvo del paso del tiempo. Por eso, uno de los deberes de aquellas que, muchas veces sin saberlo, seguimos sus pasos es coger nuestro martillo geológico y retirar esas capas de roca que cubren su legado hasta desvelar sus nombres y trabajos al mundo.

Portada del libro “GEAS, Mujeres que estudian la Tierra” en su versión en castellano.

Con este objetivo nació la Comisión Mujeres y Geología en el seno de la Sociedad Geológica de España. Y una de sus últimas actividades ha sido la colaboración en la publicación del libro “GEAS, Mujeres que estudian la Tierra”. Escrito por Rosa Mateos y Ana Ruiz Constán, geólogas del Instituto Geológico y Minero de España (IGME-CSIC) y bellamente ilustrado por Nívola Uyá, recoge las biografías de doce pioneras de las Ciencias de la Tierra que han cambiado el mundo de la Geología en los dos últimos siglos. Sin hacer muchos spoilers, descubriremos como antes de que Charles Lyell animase a otro Charles, Darwin, a lanzar su teoría de la evolución, una joven medio analfabeta inglesa había descubierto cómo cambiaban las especies fósiles con el tiempo, dándole a Lyell las pruebas que necesitaba para sustentar sus hipótesis. O cómo una geofísica danesa descubrió que el núcleo interno es sólido mientras que el núcleo externo es líquido, algo básico para que se forme el campo magnético terrestre y se sustente la vida en nuestro planeta. Incluso, conoceremos a la geóloga marina que, dibujando los mapas de los fondos marinos, dio con la clave de la tectónica de placas, a pesar de que se burlasen de sus descubrimientos sus propios compañeros de laboratorio. Este libro, traducido a más de diez idiomas, también se ha convertido en una exposición itinerante solicitada por varios museos, instituciones y centros educativos, para trasladar su legado a todos los rincones posibles.

Paneles que componen la exposición itinerante de “GEAS, Mujeres que estudian la Tierra” colocados en el Parque de las Ciencias de Granada, donde permanecerán todo el mes de febrero.

Pero el trabajo de la Comisión Mujeres y Geología no termina aquí. Dos cosas que tenemos muy claras es que no debemos caer en el error de transmitir a las futuras generaciones que para ser geóloga debes ser brillante y hacer un descubrimiento que cambie los pilares de la ciencia, ni tampoco que esta visibilización de nuestro trabajo deba realizarse únicamente un día al año. Por este motivo pusimos en marcha la iniciativa Geocharlas, que consisten en charlas, conferencias, talleres y paseos geológicos ofertados de manera totalmente gratuita a centros educativos, museos, instituciones y asociaciones de diversa índole durante todo el año. Así, las geólogas pertenecientes a la Comisión nos desplazamos a los centros demandantes para hablar de nuestro trabajo y nuestra disciplina científica a un público muy diverso, principalmente estudiantes de niveles preuniversitarios, para aumentar su conocimiento en Ciencias de la Tierra y crear referentes cercanos para las más jóvenes: nosotras mismas.

Taller didáctico ofertado como una Geocharla ante alumnado de educación primaria.

Crear vocaciones científicas es una tarea ardua y muy noble, pero al igual que cuando siembras una semilla hay que regarla y cuidarla continuamente para que se desarrolle la planta, también debemos mantener y potenciar el interés por la Geología en las jóvenes. Con este propósito surgió una de las últimas iniciativas que hemos desarrollado en la Comisión, el “Programa de Mentorización Geólogas en Red” (GERMEN). Se trata de un programa en el que geólogas experimentadas de diferentes disciplinas, ámbitos de conocimiento y puestos laborales, no solo relacionados con la investigación, actuamos como mentoras de jóvenes que inician su camino como profesionales de las Ciencias de la Tierra y buscan una mano amiga para que las guíe y aconseje. Realmente, hemos creado una red de apoyo en la que todas podemos ayudarnos mutuamente a mejorar en nuestra profesión.

Reunión de bienvenida de las mentoras y mentorizadas de la última edición del “Programa de Mentorización Geólogas en Red”.

Todas estas actividades no serían posibles si no remásemos todas en la misma dirección, compartiendo objetivos comunes que nos dan la capacidad de aumentar nuestros esfuerzos y dedicación. Salvo que las geólogas queramos acabar extinguiéndonos en unas pocas décadas.

Si queréis conocer con más detalle las actividades que realizamos en la Comisión Mujeres y Geología, solicitarnos alguna Geocharla o uniros a nuestra lista de distribución de información, no dejéis de visitar nuestra página web. Estaremos encantadas de atenderos.

Sobre la autora: Blanca María Martínez es doctora en geología, investigadora de la Sociedad de Ciencias Aranzadi y colaboradora externa del departamento de Geología de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU

El artículo Geóloga, ¿una especie en peligro de extinción? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Sophie Bryant fue la primera mujer de Gran Bretaña e Irlanda que obtuvo un doctorado en cualquier disciplina: ocurrió en 1884. También fue la primera mujer que publicó un artículo científico en las actas de la London Mathematical Society: sucedió en 1885. Y, además, fue la primera mujer irlandesa que publicó un libro de texto de matemáticas: ocurrió en 1897, era el primero de varios tomos sobre la geometría de Euclides.

Sophie Bryant. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Sophie Willock nació el 15 de febrero de 1850 en Dublín (Irlanda). Era la tercera de los seis hijos de Sophie Morris y el reverendo William Alexander Willock, miembro del Trinity College de Dublín donde enseñaba matemáticas. Fue educada en su casa por su padre y por institutrices privadas. Estas últimas eran francesas o alemanas y, gracias a ellas, Sophie consiguió hablar con fluidez ambas lenguas.

En 1863 William Alexander Willock fue nombrado titular de la Cátedra de Geometría de la Universidad de Londres y la familia se mudó a esta ciudad. Sophie pudo ingresar en 1866 en el Bedford College gracias a la concesión de una beca Arnott para ciencias. Al año siguiente se presentó al examen local de Cambridge que acababa de abrirse a mujeres; sus buenos resultados en matemáticas la colocaron en la primera clase.

En 1869 se casó con un cirujano, William Hicks Bryant, diez años mayor que Sophie. El médico enfermó y falleció un año más tarde. Sophie Bryant comenzó a trabajar entonces como maestra en una escuela para mujeres en Highgate, cerca de Londres. Pero no abandonó sus propios estudios.

La influencia de Frances Mary Buss

Sophie conoció a la educadora Frances Mary Buss (1827-1894) en 1867, cuando se presentó al examen local de Cambridge para mujeres. Buss, que había fundado en 1850 la North London Collegiate School, animó a Bryant a continuar con su educación tras la muerte de su marido.

En 1875, la invitó a formar parte del personal del colegio para niñas que dirigía, trabajando como profesora de matemáticas. En realidad, Sophie no poseía ningún título universitario, ya que las mujeres no podían obtenerlos en ese momento. Finalmente, en 1878, la Universidad de Londres abrió sus puertas a las mujeres; Buss volvió a animar a Bryant a continuar con sus estudios. Aunque Sophie debió salvar previamente algunas carencias en su formación; su educación en casa no había incluido el aprendizaje del latín, y esa materia era necesaria para ser admitida en la universidad. Así que tuvo que recurrir de nuevo a clases particulares para aprender esa lengua y completar también sus conocimientos en alguna otra materia como la biología. En 1881 consiguió un grado con honores de primera clase en ciencias mentales y morales (filosofía) y honores de segunda clase en matemáticas. Tres años más tarde consiguió un doctorado sobre filosofía mental y moral, convirtiéndose en la primera mujer en Inglaterra en obtener este título.

Frances Mary Buss y Sophie Bryant. Fuente : Wikimedia Commons.

 

En 1882, Bryant fue admitida como miembro de la London Mathematical Society; fue la tercera mujer en entrar en esa sociedad científica tras la geómetra algebraica Charlotte Angas Scott (1858-1931) y la lógica Christine Ladd-Franklin (1847-1930), que ingresaron en 1881.

Bryant fue la primera mujer en publicar un artículo en la revista Proceedings of the London Mathematical Society. Fue en 1884; el trabajo se titulaba On the Ideal Geometrical Form of Natural Cell-Structure. En él investigaba la forma hexagonal de los panales de abejas. Su enfoque era lógico y descriptivo, no era demasiado matemático para los estándares actuales, aunque su manera de proceder era una práctica común en la época. En su artículo, Bryant explicaba cómo la forma de los panales podría deberse a la actividad natural de las abejas, a su intuición usando el método de prueba y error. Argumentaba que era necesario que cada abeja excavara su propia celda, aproximadamente al mismo ritmo que las demás, y concluía que los semidodecaedros rómbicos alargados eran la forma natural de las celdas de los panales de abeja.

En 1895 Frances Mary Buss falleció y Bryant la sucedió como directora de la North London Collegiate School, ocupando este cargo hasta que se jubiló en 1918. Durante esos años escribió sobre temas de educación y de educación matemática.

Pionera en la educación de las mujeres, nacionalista irlandesa y feminista

Entre otras muchas actividades, Sophie Bryant jugó un papel decisivo en la creación del Cambridge Training College for Women, ahora llamado Hughes Hall.

Fue miembro de la London Ethical Society, una de las primeras comunidades humanistas que defendía una vida moral al margen de la religión. Además, apoyó abiertamente el sufragio femenino, aunque defendió su aplazamiento hasta que las mujeres tuvieran una mejor educación.

Interesada en la política irlandesa y entusiasta nacionalista, Bryant escribió varios libros sobre la historia de Irlanda y la antigua ley irlandesa.

Falleció practicando senderismo en los Alpes: su cadáver fue descubierto el 28 de agosto de 1922, tras permanecer dos semanas desaparecida. Algunas noticias apuntaban a un asalto para robar sus pertenencias.

Referencias

• Sophie Willock Bryant, MacTutor History of Mathematics Archive, St Andrews University

• Patricia Rothman, ‘So work the honey bees… building roofs of gold’. The Story of Sophie Bryant, The London Mathematical Society Newsletter 311 (2003) 22-24

• Patricia Rothman, A biography of Sophie Bryant, Chalkdust Magazine,18 octubre 2017

• Peter Berresford Ellis, Sophie Bryant (part 1) y Sophie Bryant (part 2), Irish Democrat

• Sophie Bryant, Wikipedia

 

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

El artículo Sophie Bryant, matemática y educadora irlandesa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Los fluidos permiten crear sistemas a escala de laboratorio que simulan objetos muy diversos, desde átomos a agujeros negros. Los experimentos con estos fluidos ofrecen información valiosa sobre procesos que pueden ser muy difíciles de estudiar directamente. El último ejemplo de este uso de los fluidos lo proporciona un equipo de investigación del Instituto Tecnológico de Massachusetts que ha demostrado que un análogo de este tipo puede mostrar un comportamiento que recuerda a la superradiación.

En óptica cuántica, la superradiación es un fenómeno que ocurre cuando un grupo de N emisores, átomos excitados, por ejemplo, interactúa con una luz monocromática, como la de un láser. Si la longitud de onda de la luz es mucho mayor que la separación entre los emisores, entonces los emisores interactúan con la luz de manera colectiva y coherente. Esto hace que el grupo emita luz como un pulso de alta intensidad, proporcional a N2. Este es un resultado sorprendente, drásticamente diferente al caso de una longitud de onda menor que la separación, en el que la intensidad de la luz emitida es proporcional a N.

La superradiación no solo ocurre a nivel atómico. En 1969 Roger Penrose describió un proceso por el que se puede extraer la energía rotacional de un agujero negro. Un objeto cercano al horizonte de sucesos del agujero negro se divide en dos partículas. Una, con energía negativa, cae al agujero negro, haciendo que la velocidad de rotación de este disminuya. La otra, con energía positiva, escapa. El resultado neto es que se ha extraído energía a costa de la energía rotacional del agujero negro.

La superradiación en teoría general de la relatividad sería el equivalente al proceso Penrose pero con ondas. Así, en las ondas electromagnéticas o gravitacionales que se acercan a un agujero negro que rota es posible que, para algunas frecuencias, parte de la onda, con energía negativa, sea absorbida por el agujero negro, con el resultado de que la parte de la onda no absorbida tenga mayor energía e intensidad que la onda incidente.

La superradiación como fenómeno colectivo de emisión de luz tiene tanto interés fundamental como práctico. Se le pueden encontrar aplicaciones en varios campos, incluida la criptografía y la información cuántica.

https://culturacientifica.com/app/uploads/2023/02/video1.mp4

El equipo ha conseguido ahora un comportamiento similar al de la superradiación en un baño líquido con vibración vertical que contenía dos pozos circulares. Un aumento en la fuerza vibratoria hizo que la superficie líquida inicialmente plana se desestabilizara en un patrón de ondas. Un aumento adicional en la fuerza resultó en la ruptura de estas ondas y la emisión de gotas de los dos pozos. El equipo descubrió que la tasa de emisión era más alta que la de dos pozos aislados y oscilaba a medida que variaba la distancia entre los pozos. Por lo tanto, este efecto hidrodinámico captura las características clave de la superradiación en los sistemas ópticos. Este simulador físico podría proporcionar una plataforma para explorar versiones hidrodinámicas de otros fenómenos superradiativos de emisión de partículas.

Referencias:

V. Frumkin et al. (2023) Superradiant droplet emission from parametrically excited cavities Phys. Rev. Lett. doi: 10.1103/PhysRevLett.130.064002.

Ryan Wilkinson (2023) A Hydrodynamic Version of Superradiance Physics 16, s16

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

El artículo Un simulador hidrodinámico de superradiación se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Imagen: Piyapong Saydaung / Pixabay

Un día, como otro cualquiera, te enfrentas a la jornada con la voluntad e ilusión de que sea especialmente productivo y así terminar una buena cantidad de tareas pendientes porque tú lo vales. Pasan las horas y vas sacando faena adelante, lo que te motiva aún más. Llega la hora de comer y te decides a ingerir un menú contundente porque, al fin y al cabo, te lo has ganado y tienes un apetito voraz. Y ahí se termina la racha productiva. Cuando pasan entre 30 y 60 minutos tras la generosa comida te invade un aplastante sopor y la concentración y la motivación que te embargaban desaparecen de forma fulminante. Bienvenido a la somnolencia postprandial.

La somnolencia postprandial o, como dicen los anglosajones, el «coma alimentario», es un fenómeno muy frecuente que no solo ocurre en los seres humanos, sino que también está documentado en múltiples especies animales, desde gatos, perros y ratones hasta moscas de la fruta y gusanos. Este estado, que suele durar entre una y dos horas, se caracteriza por la presencia de sueño, cansancio, pesadez y de estar «bajo de energías», además de dificultad para concentrarse. Estudios en humanos han observado cambios en la actividad cerebral, registrada mediante electroencefalografía, durante esta fase.

A pesar de ser algo tan cotidiano, lo cierto es que no está claro qué mecanismos provocan este estado de sopor tras las comidas. Para la medicina, esta reacción fisiológica no deja de ser una curiosidad y, por ello, son relativamente pocos los estudios que se han centrado en ella. No se trata de algo excepcional, ocurre algo similar con el hipo y el bostezo, cuyas causas también se desconocen y existen múltiples hipótesis al respecto.

Entre lo poco que sabemos sobre la somnolencia postprandial hay algunos hechos que sí están bastante claros: su aparición y magnitud depende de numerosas variables como la cantidad de comida ingerida y las característica de esta. Además, cada persona tiene una susceptibilidad diferente a «sufrir» este estado.

Por otro lado, no es cierto que una posible causa para esta somnolencia sea un flujo sanguíneo menor al cerebro por un incremento de la irrigación en el aparato digestivo. Aunque esta idea siga persistiendo en la actualidad, lo cierto es que el aporte sanguíneo al cerebro está regulado de forma precisa en todo momento y no se observan cambios significativos en este tras la ingestión de comidas. En su lugar, lo que ocurre es que hay un ligero descenso del flujo sanguíneo de los músculos esqueléticos, para que llegue más sangre al aparato digestivo en sus tiempos de mayor actividad.

Las hipótesis sobre las posibles causas detrás de la somnolencia postprandial son variadas, pero su validación científica en humanos ha sido entre escasa y nula, por lo que, a día de hoy, no es posible saber su origen. Las explicaciones que más respaldo tienen en la actualidad son las siguientes:

• El sueño y la sensación de baja energía serían unos de los muchos efectos del sistema nervioso parasimpático y la inhibición del simpático tras la ingesta de alimentos. Estos sistemas autónomos se encargan de controlar multitud de procesos involuntarios: respiración, circulación sanguínea, digestión de alimentos, función sexual, excreción de desechos, estado de alerta… El parasimpático, activado a través del nervio vago tras las comidas, causaría sueño, además de todos sus efectos bien conocidos: potenciar los movimientos intestinales (peristaltismo intestinal), relajar las válvulas gastrointestinales (esfínteres), estimular la salivación y la liberación de diversas moléculas implicadas en la digestión y absorción de nutrientes (insulina, gastrina, lipasas (enzimas que metaboliza grasas) secretina…), entre otras tareas. 
• La liberación de una o varias hormonas/neurotransmisores después de comer (melatonina, adenosina, serotonina u otras) provocaría sueño al modular la actividad de ciertas regiones cerebrales como el hipotálamo, que está involucrado en la regulación de los ciclos de vigilia y sueño. La liberación de estas moléculas se produciría como consecuencia del incremento de glucosa en sangre tras la ingestión de alimentos. Las hormonas causarían la inhibición de unas neuronas específicas del hipotálamo llamadas orexigénicas (que provocan ganas de comer), lo que llevaría a una diminución del estado de alerta y a experimentar sueño.

Quizás ambos mecanismos podrían estar participando en la somnolencia postprandial de forma coordinada, junto con la posible influencia de los ritmos circadianos que llevan a un aumento de la melatonina (una hormona que estimula el sueño) y de la temperatura corporal justo en las horas posteriores a la comida. La participación conjunta de todos estos mecanismos no sería ninguna sorpresa si se considera la gran interconexión funcional que existe entre los diferentes elementos que componen el sistema nervioso. La inducción del sueño sería una forma de priorizar la función digestiva, frente a otros procesos o actividades del organismo.

En cualquier caso, sea cual sea el mecanismo que provoca el sopor tras las comidas, se recomienda no darse grandes comilonas y evitar el consumo de alcohol para reducir el riesgo de que aparezca. Varias investigaciones en personas han observado que la somnolencia postprandial surge con más frecuencia entre aquellos que comen más. Por otro lado, salir a dar un paseo tras la comida estimula el sistema nervioso simpático, lo que podría reducir los efectos soporíferos de la comida. Claro que si nos queremos rendir a los efectos de la somnolencia postprandial, una buena siesta (de entre 20 y 30 minutos) puede ser también una excelente opción para descansar y retomar el día con fuerzas renovadas.

Para saber más:

Del sueño

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

El artículo ¿Por qué, a veces, la somnolencia después de comer? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Foto: Pop & Zebra / Unsplash

Según los datos del estudio de estructura salarial que realiza el Instituto Nacional de Estadística (INE) en España, de media el salario en 2020 era de 25 165 € (en bruto, considerando los salarios a tiempo completo). Si eso implicara que la mayoría de los trabajadores a tiempo completo cobran esa cantidad, podríamos estar razonablemente satisfechos.

Lamentablemente, no es esa la realidad. El dato de 25 165 euros es la media. Pero si analizamos el salario mediano, es decir, aquel que se sitúa justo en la mitad del conjunto ordenado de salarios, fue de 20 920 €, sensiblemente más bajo.

Es más, el salario más frecuente (el salario modal o la moda de los salarios, otro valor estadístico) fue de 18 490 €. Es decir, lo más habitual es cobrar casi un tercio menos que el salario medio. ¡Hay casi 7 000 € de diferencia entre el salario más frecuente y el salario medio!

Media, mediana o moda, ¿cuál es mejor?

Cuando analizamos unos datos, ya sean de empleo, de salud o de consumo energético, deberíamos elegir el valor estadístico que mejor los represente. Pero para hacerlo es importante comprender conceptualmente el significado de cada una de las tres medidas de centralización que acabamos de utilizar: la media, la mediana y la moda.

• La media es el valor que resultaría de repartir equitativamente el total observado entre los individuos de la muestra.
• La mediana es el valor que divide la secuencia ordenada de observaciones en dos partes iguales.
• La moda es el valor más frecuente.

Salario medio, salario más frecuente y salario mediano en España en el año 2020.
INE, Author provided

Además, conviene tener presente que para interpretar un conjunto de datos no solo cuenta su tendencia central: también hay que conocer su distribución. ¿Se parecen mucho los valores entre sí? ¿O hay valores muy distintos del valor central? Aquí es donde entran en juego otro tipo de medidas, las de dispersión, que nos informan de la lejanía o cercanía de los datos entre ellos y con respecto a alguna de las medidas centrales.

Cuando los valores extremos distorsionan los datos

Explicar por qué hay casi 7 000 € de diferencia entre el salario más frecuente y el salario medio es sencillo si hacemos un paralelismo con otra variable más sencilla de interpretar, como es el número de mascotas por familia.

Imaginemos que se estudia el número de mascotas en el hogar entre el personal de una oficina. La muestra nos ofrece 3 personas sin mascotas, 3 personas que tienen 1 mascota y otras 3 personas con 2 mascotas. En ese caso, dado que hay 9 observaciones, la mediana es la que ocupa la 5ª posición en la secuencia ordenada de valores:

0, 0, 0, 1, >1

Es decir que la mediana es 1, porque nos deja 4 valores por debajo y otros tantos por encima, lo cual parece un valor bastante central. Coincide con la media, que resulta ser: (0+0+0+1+1+1+2+2+2)/9 = 1

Pero imaginemos que cambiamos a uno de los trabajadores con 2 mascotas por otro que tenga 20 mascotas. Es un numero elevado, sí, pero podemos pensar en que tiene, por ejemplo, peces. En ese caso, la media pasa a ser 3: (0+0+0+1+1+1+2+2+20)/9 = 3

La presencia de ese único valor anómalo (20 mascotas) ha triplicado la media. Ya no parece razonable pensar que el empleado típico tiene 3 mascotas, a la vista de la distribución. Sin embargo, ¿qué ha pasado con la mediana? Pues, con independencia de que el mayor valor haya pasado de ser 2 a ser 20, el valor 1 sigue ocupando la posición 5ª: 0, 0, 0, 1, 1, 1, 2, 2, 20

Por lo tanto, la mediana no ha cambiado por la presencia de ese valor anómalo.

Con ese ejemplo comprobamos la sensibilidad de la media a la presencia de valores anómalos o extremos (los llamados outliers en estadística), así como la mayor robustez de la mediana ante esa situación. Por este motivo, la media puede no ser una buena medida de tendencia central cuando en la muestra hay valores mucho mayores o mucho menores que el resto.

Cuando buscamos el valor central de distribuciones fuertemente asimétricas tiene más sentido tomar de referencia la mediana, como en los ejemplos anteriores del salario y el número de mascotas, y en general para variables socioeconómicas.

La mediana también suele ser una medida más fiel a la realidad central de unos datos cuando se estudia la supervivencia a una enfermedad o la respuesta a un medicamento, ya que puede haber individuos con respuestas muy anómalas (en estos casos, una supervivencia extraordinariamente longeva o una reacción muy adversa al medicamento).

Otras veces, la moda, a pesar de ser una medida que en muchas ocasiones no es muy informativa, tiene un valor fácilmente interpretable cuando entendemos el centro como la medida típica. El ejemplo inicial del salario nos podría servir: ¿cuál es el salario bruto más habitual en España? La respuesta sería la moda (18 490 €).

La media está sobrevalorada

Socialmente se le otorga excesivo valor a la media, algo que está relacionado con el denominado espejismo de proporcionalidad (ilusion of linearity, en inglés). Es decir, la tendencia a creer que lo proporcional es lo habitual, incluso lo justo.

Esta idea se refuerza desde la etapa escolar, cuando todas las calificaciones numéricas se obtienen calculando la nota media: socialmente se asume como la nota más “justa” o al menos la más indiscutible. Aunque no tiene por qué ser así. Pensemos en el carné de conducir: se repite el examen hasta que se supera, no se hace la media de los dos primeros intentos fallidos con el tercero exitoso. Ni desde luego se hace la media de las primeras clases en las que nos sentamos en el coche de la autoescuela con el día que aprobamos el carné.

Sin embargo, asumimos normal que tres controles realizados durante un trimestre hagan media con uno realizado al final. Y asumimos como indiscutible que si una estudiante obtiene en sucesivos exámenes 2, 9, 9 y 9, su nota media sea un 7,25. Si considerásemos la mediana como calificación más justa, obtendría un 9.

Exijamos gráficas para entender los datos

Lo que parece indiscutible es que, cuando únicamente proporcionamos la información de una medida central (ya sea moda, mediana o media), corremos el riesgo de que quien reciba la información construya una imagen mental que sitúe muchos, la mayoría o casi todos los valores de la variable en torno a ese valor central. Asimilando, por ejemplo, que “la mayoría de las personas en España tienen un salario bruto anual alrededor de 25 000 €”, cosa absolutamente falsa.

No solo es necesario saber dónde está el centro de los datos, también cuánto se separan los valores entre sí y respecto a la medida central (la dispersión) y de qué forma se disponen (más o menos simétrica, más o menos plana, etc.).

Por este motivo, resulta fundamental la visualización de los datos para hacerse una idea más aproximada a la realidad. En definitiva: desconfíen y pidan más información cuando les hablen solo de una media.

Sobre el autor: Luis José Rodríguez Muniz, Catedrático del departamento de Estadística e Investigación Operativa y Didáctica de la Matemática, Universidad de Oviedo

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

Para saber más:

Una de mates: Media y mediana

El artículo Media, mediana y moda se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Conforme van creciendo, niños y niñas adquieren una comprensión cada vez más sofisticada del entorno social que les rodea y, a la vez, desarrollan un sentido de su propia identidad, especialmente en relación con las características que los unen y los diferencian de los demás. Tanto la comprensión de la realidad social como el desarrollo de su identidad están muy condicionadas por la pertenencia a un grupo.

Algunas de las características del grupo al que se pertenece derivan de o, directamente, son estereotipos sin bases objetivas. Por otro lado, dado que la creencia en estereotipos puede condicionar las expectativas acerca de lo que se puede hacer y lo que no, el sentido de pertenencia a un grupo y la identidad que confiere este condicionan esas expectativas en muchos casos. Los estereotipos, de ese modo, dan forma a las autopercepciones académicas, incluidas las creencias en la capacidad propia para cursar ciertos estudios y desempeñar ciertas profesiones, y las relativas al sentido de pertenencia al grupo de quienes optan por ciertos estudios o de quienes no lo hacen.

Género, comunicación y transmisión de estereotipos

Es importante, por tanto, entender dónde y de qué forma surgen los estereotipos citados y cómo se transmiten. Que sean adquiridos por chicos y chicas en el entorno familiar no quiere decir que surjan de forma espontánea. No son consecuencia de una revelación ni inspiración sobrenatural. Las familias no viven en un vacío social. Los estereotipos tienen carácter cultural y, para empezar, pueden surgir en el seno de la comunidad científica, por la forma en que se generan nuevas nociones y cómo, después, se difunden hacia otras esferas. Y se transmiten a través del entorno familiar, los grupos de amigos y amigas, la escuela, y los medios de comunicación. Estos reproducen los esquemas vigentes en la sociedad a través de la información que difunden, el tratamiento que hacen de la perspectiva de género o la representación e imágenes que emiten y proponen. Esta reproducción transmite los estereotipos y consolida determinadas formas de actuar acordes con aquellos.

Además de la génesis y transmisión de los estereotipos, es importante conocer de qué forma, mediante qué mecanismos se difunden. Hay multitud de señales sutiles cuya transmisión contribuye a configurar las identidades a que me he referido antes. Por ejemplo, el lenguaje, más allá de su carácter incluyente o excluyente –que es en lo que más nos fijamos o en lo único en que reparamos–, contiene claves que dan forma a la identidad y la dotan de atributos (supuestos) con consecuencias de largo alcance. Y las imágenes tampoco son neutras. Lenguaje verbal y lenguaje visual son las dos herramientas de comunicación mediante las que, de forma sutil, se pueden transmitir preconcepciones y modelos estereotipados. Lo dicho no es importante solo para quienes se dedican a la comunicación de forma profesional, el personal investigador muchas veces no es consciente de que tan importante o más que el valor denotativo de lo que se afirma o niega, pueden serlo sus connotaciones. Todo ello influye de forma determinante en lo que se transmite y, por lo tanto, en los valores que se difunden y promueven.

El pasado día 9 de febrero, y en el marco de los actos para conmemorar el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia, la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU celebró una jornada bajo el título Género y Comunicación de la Ciencia. Hasta ahora, hemos celebrado esa efeméride difundiendo vídeos mediante los que hemos intentado llamar la atención y concienciar acerca de las desigualdades entre chicos y chicas en el acceso a ciertos estudios científico-tecnológicos y en el progreso en la carrera científica por parte de hombres y mujeres.

Después de los cinco vídeos difundidos durante el lustro anterior, hemos decidido dar un salto y buscar la forma de llevar a la práctica acciones que contribuyan de forma efectiva a combatir esas desigualdades. Ese ha sido el objetivo de la jornada, aportar datos, valorar la situación y proponer remedios en el terreno de la comunicación científica. Parte de los estereotipos que dibujan diferentes predisposiciones, actitudes y aptitudes en chicos y chicas para con la ciencia, las matemáticas y la tecnología tiene su origen en la forma en que esos contenidos se generan en la comunidad científica y se transmiten a la sociedad a través de los medios de comunicación. Estos y la comunicación en sí pueden consolidar los esquemas de género predominantes en la sociedad o pueden inducir al cambio. El cambio exige prescindir de estereotipos y roles consolidados que no se compadecen con la realidad, y comunicar el conocimiento e información de manera que su transmisión sea coherente con la idea de la igualdad esencial de hombres y mujeres en su relación – como estudiantes o como profesionales– con la ciencia y la tecnología. Por eso hemos pensado que merecía la pena indagar acerca de todo ello y tratar de llegar a conclusiones prácticas. Hemos querido pasar del binomio reflexión y denuncia, a otro binomio diferente: reflexión y acción.

No quiero terminar sin recordar, como cada 11 de febrero, que para la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU todos los del año son Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia, como muestra el hecho de que Mujeres con Ciencia publique un artículo todos los días del año.

Referencias:

• Angulo, E. (2020). El estereotipo de las mujeres en la ciencia. Mujeres con Ciencia.
• García-Jimenez, L., Torrado-Morales, S., eta Díaz Tomás, J.M. (2022). El rol de la mujer en la ciencia y la docencia en comunicación: análisis a partir de los programas universitarios en España. Revista de comunicación, 21 (2), 91-112. DOI: https://doi.org/10.26441/RC21.2-2022-A5
• Gómez-Escalonilla, Gloria eta Izquierdo-Iranzo, Patricia (2021). Género y comunicacón en revistas y congresos científicos. Comunicación y género, 5 (1), 1-11. DOI: https://doi.org/10.5209/cgen.77148
• Master, A. (2021). Gender Stereotypes Influence Children´s STEM Motivation. Child Dev Perspect, 15, 203-210. DOI: https://doi.org/10.1111/cdep.12424
• Master, A., Cheryan, S., eta Meltzoff, A. N. (2016). Computing whether she belongs: Stereotypes undermine girls’ interest and sense of belonging in computer science. Journal of Educational Psychology, 108, 424– 437. DOI: https://doi.org/10.1037/edu0000061
• Master, A., eta Meltzoff, A. N. (2020). Cultural stereotypes and sense of belonging contribute to gender gaps in STEM. International Journal of Gender, Science, and Technology, 12, 152– 198.
• Master, A., Meltzoff, A. N. eta Cheryan, S. (2021). Gender stereotypes about interests start early and cause gender disparities in computer science and engineering. Proceedings of the National Academy of Sciences, 118 (48), e2100030118. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2100030118
• Napp, C., Breda, T. (2022). The stereotype that girls lack talent: A worldwide investigation. Science Advances 8 (10). DOI: 10.1126/sciadv.abm3689

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

Más sobre el 11 de febrero

• Juan Ignacio Pérez, Hoy es el día de la mujer y la niña en la ciencia, todos lo son, 11 febrero 2017.
• Juan Ignacio Pérez, No es una percepción, 11 febrero 2018.
• Juan Ignacio Pérez, Mi hija quiere ser ingeniera, 11 febrero 2019.
• Juan Ignacio Pérez, Motivos para un día internacional, 11 de febrero 2020.
• Juan Ignacio Pérez, La historia de June Almeida, 11 de febrero de 2021.
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El artículo Género, identidad y estereotipos en la comunicación de la ciencia y la tecnología se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Chis Hemsworth fotografiado durante la promoción de Thor: Ragnarok. Foto: Mark Metcalfe/Getty Images for Disney

Hace poco, el actor que encarna a Thor en las películas de la Marvel, Chris Hemsworth, se sometió a un test de ADN que supuestamente le informó de sus altas probabilidades de sufrir alzhéimer.

Dicho así, podríamos pensar que estamos ante una predicción devastadora, una espada de Damocles sobre la cabeza del pobre Chris, condenado sin remisión a padecer en el futuro una grave enfermedad que no sabemos prevenir y para la que hoy en día no existe cura.

La realidad es un poco distinta. Es cierto que las personas que como Chris poseen dos copias de la variante e4 en el gen APOE pueden tener hasta 15 veces más riesgo de desarrollar la dolencia neurogenerativa. Pero resulta imposible saber con certeza si acabará padeciéndola.

Esto es así porque se trata de una enfermedad compleja. En la susceptibilidad contribuyen muchas otras regiones del genoma, junto con factores ambientales y de estilo de vida que pueden modificar ese riesgo. La genética aporta solamente una parte de las probabilidades. Como intentaremos explicar, todavía queda mucho por conocer para poder hacer una predicción fiable en esta y otras afecciones complejas.

¿Hay pruebas genéticas 100 % fiables?

Desde la Antigüedad sabemos que los rasgos físicos y las enfermedades se agrupan en las familias. Los genes que heredamos de nuestros progenitores, junto con el ambiente compartido del hogar influyen en prácticamente cualquier dolencia, como el alzhéimer, pero también el cáncer o incluso infecciones graves.

Desde que en 1983 se asociara por primera vez un marcador genético con la enfermedad de Huntington, hoy en día se conoce el gen responsable de miles de patologías hereditarias para las que existe una relación directa entre una mutación en un gen y la enfermedad, en virtud de lo establecido por las leyes de Mendel.

Son enfermedades poco frecuentes, pero existen pruebas genéticas específicas para casi todas ellas, y se realizan en enfermos y familiares de forma rutinaria en muchas especialidades médicas. También se conocen formas raras de alzhéimer de inicio temprano (entre los 30 y 60 años), causadas directamente por mutaciones en los genes APP, PSEN1 o PSEN2.

A pesar de la certeza de los test de ADN de estas dolencias inusuales, estos siempre deben acompañarse de asesoramiento clínico experto. Se deben contextualizar explicando previamente la naturaleza de la prueba y las consecuencias médicas, familiares, psicológicas e incluso socioeconómicas de un resultado positivo.

¿Qué peso tiene la genética en las enfermedades más comunes?

En las últimas dos décadas se ha investigado mucho sobre la contribución del componente genético a enfermedades más frecuentes pero más complejas, como las formas comunes de alzhéimer o los trastornos cardiovasculares, la diabetes, la artritis y la esquizofrenia.

En ellas, la agrupación familiar es más difusa y también participan factores ambientales y de estilo de vida. No existe una mutación directa que pueda causar estas patologías. Se trata de una mayor o menor susceptibilidad genética debida a variantes del genoma comunes en la población: los llamados polimorfismos genéticos.

Estudios de esta variabilidad genética común en numerosos pacientes y controles han identificado cientos de miles de polimorfismos que se asocian con el riesgo de desarrollar más de 5 000 enfermedades o rasgos complejos. La importancia de la genética está clara en todos ellos, pero la aportación de cada polimorfismo al riesgo individual es muy pequeña.

Además, en la gran mayoría de los casos, los mecanismos por los que estas variantes aumentan la predisposición a padecer una patología son desconocidos. A esto se añade el desconocimiento de los factores ambientales que la desencadenan al incidir sobre el riesgo genético. Por eso, los expertos desaconsejan la utilización clínica rutinaria de este conocimiento.

Entonces, ¿sirven de algo los test de ADN?

A día de hoy, los test de ADN en el caso de una enfermedad compleja como el alzhéimer no tienen utilidad para confirmar un diagnóstico, ni mucho menos para predecir lo que sucederá en el futuro. Probablemente nunca exista una prueba genética infalible para este tipo de dolencias.

No obstante, conocer los factores genéticos de estas patologías tiene un enorme valor. En un contexto de investigación, es posible calcular una puntuación de riesgo genético de padecer la enfermedad para cada participante del estudio. Posteriormente, vigilar a los individuos agrupados en función de su mayor o menor riesgo nos ayudará a asociar los polimorfismos con cambios tempranos que preceden a la dolencia.

Estos cambios podrán utilizarse como marcadores para realizar un diagnóstico más certero, e incluso nos ayudarán a encontrar formas de retrasarlos o revertirlos antes de que aparezcan los síntomas más graves. Seremos capaces de diseñar mejores ensayos clínicos para nuevos fármacos, así como programas de asesoramiento y seguimiento más precisos y eficientes para cada grupo de riesgo.

La predisposición genética de Chris Hemsworth de desarrollar alzhéimer no se puede cambiar. Sus probabilidades de acabar padeciéndolo sí pueden hacerlo, porque dependen de lo que avancemos en el conocimiento de esta enfermedad compleja antes de que cumpla los 65 años.

 

Sobre el autor: Jose Ramón Bilbao Catalá es profesor agregado de Genética Médica, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

Para saber más:

Sobre la predisposición genética a padecer enfermedades
Las bases genéticas de las enfermedades digestivas

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

El artículo Los límites de los test de ADN para la predicción de enfermedades se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Foto: Aarom Ore / Unsplash

Nos han enseñado desde chicos, que los elementos químicos existen, conforman toda la materia que conocemos, que podemos ver, tocar y la que no. Nos han dicho que el oxígeno es fundamental para la vida como la conocemos hoy, que es un elemento que podemos ver en la tabla periódica, que no tiene olor ni color, que tiene 8 electrones, 8 neutrones y 8 protones; y que así es como existe en la naturaleza. Sin embargo, eso no es del todo cierto, ya que muchos elementos químicos tienen una “contraparte” (o varias), como si tuvieran un gemelo con el que comparten prácticamente el 100 % de sus características, pero no llegan al ser del todo iguales (p ej. los gemelos humanos pueden llegar a variar ligeramente en talla, color de piel, peso). En el caso de los elementos químicos, es eso último exactamente lo que diferencia ambas “contrapartes”, que comparten las mismas características, pero tienen una diferencia, su masa.

Sin embargo, este “peso” no se suele expresar en gramos o kilogramos, más bien se calcula según el número de protones y de neutrones que tiene cada átomo (los componentes del núcleo). Para continuar con el oxígeno, que, si sumamos el número de neutrones y de protones obtenemos el número 16, siendo este al que llamaremos de ahora en adelante como “oxígeno dieciséis”. Este oxígeno dieciséis tiene su gemelo, el “oxígeno dieciocho” (sí, como los androides 16 y 18 de Dragon Ball), con 8 protones y 10 neutrones, siendo el dieciocho el más pesado de los dos. Lo sorprendente es que ambos tipos de oxígeno existen en la naturaleza y así ocurre con varios elementos en la naturaleza, a los que se denominan isótopo: del griego isos = igual, y topos = lugar; debido a que su número atómico es el mismo (igual lugar en la tabla periódica), pero tienen un peso atómico diferente (diferente número de neutrones).

Ahora, se preguntarán, si es que existe, ¿por qué nunca he oído hablar de él? Bueno, la respuesta a la pregunta es: así como la probabilidad de encontrar gemelos entre los humanos es baja, la de encontrar isótopos más pesados es baja y, sin embargo, están presentes en la naturaleza. Así, se suele nombrar únicamente al oxígeno dieciséis, ya que es la forma en la que se encuentra el 99,75 % del oxígeno, mientras que el oxígeno dieciocho únicamente corresponde al 0,20 %. Así, si se quiere ser más específico, por cada 100 átomos de oxígeno en la naturaleza, menos del 1 % corresponderá al oxígeno dieciocho. Muy poco ¿verdad? Bueno, esta proporción puede cambiar, pero ¿cómo?

Todos los procesos químicos y físicos que existen en la naturaleza y que participen los elementos químicos (todos) son como un filtro, en el que se tiene inicialmente una cantidad de oxígeno dieciséis y oxígeno dieciocho; pero en el filtro, de acuerdo con sus características va a retener una cantidad mayor o menor de uno de los isótopos, por lo tanto, después que el oxígeno pase por un proceso (filtro), se obtendrán cantidades diferentes a las originales. A esto, se le denomina fraccionamiento.

Así, los científicos han estudiado cómo los procesos físicos y químicos afectan de forma diferente este fraccionamiento. Un ejemplo para ilustrar esto es cómo la lluvia y la evaporación del agua, funcionan como filtro para que ocurra el fraccionamiento del oxígeno presente en el agua: el isótopo más ligero se va a evaporar más fácilmente, quedando el isótopo más pesado en el agua líquida, ¡sólo por el hecho de ser más pesado! Fascinante ¿no?

Debido a esta relación y, si es posible conocer cómo varía la proporción de los isótopos, entonces ¿es posible inferir qué procesos ocurrieron para que se diera X valor isotópico a partir del valor de fraccionamiento que ocurre en los isótopos? La respuesta es: ¡sí! Estudiando cómo varía el comportamiento de los isótopos y cuáles son los factores físicos y químicos que modulan su variación, es posible hacer inferencias de qué ocurrió en casi cualquier instante del tiempo y el espacio.

Pero ¿cómo?  El fraccionamiento del oxígeno presenta variaciones a lo largo del ciclo del agua y varía en asociación con la temperatura. Cuando hay mucha evaporación, el oxígeno dieciséis al ser más liviano, se liberará del agua líquida de forma más rápida; así, el agua en las nubes que recién se forman, se encuentran con una mayor proporción del isótopo más ligero que las condiciones
originales. Por otro lado, al perder el oxigeno dieciséis el agua de donde provino el agua evaporada quedará con mayor proporción de oxígeno dieciocho. ¡Y sí! Estas proporciones son medibles, lo que hace una herramienta muy útil para evaluar eventos en los que hubo variaciones de temperatura, lluvias, cambios en las concentraciones de gases como el dióxido de carbono y ¡cambios en el clima del planeta!

Las escalas de la variabilidad climática

Sin embargo, antes de continuar en cómo pueden ayudarnos los isótopos a entender el clima del planeta es necesario dejar claro qué es el clima y otros conceptos subyacentes que se asocian hoy en día con el concepto de “clima”, ya que suelen usarse de forma unilateral, dejando la impresión de que todo lo asociado al concepto de “clima” hace referencia a lo mismo. Para ilustrarlo con un ejemplo: se escucha personas, incluso reconocidos investigadores en un tema no ajeno al estudio del clima, pero sí uno en el que no son expertos, así como a personas ajenas a las precisiones de los conceptos, que los efectos de eventos de El Niño–Oscilación del Sur (ENOS) en la temperatura, lluvias y otros procesos en todo el planeta, son un resultado del cambio climático. Y, no lo son. Ya que, si bien puede llegar a ser cierto, no es del todo preciso. De igual forma, se escucha a muchos decir: “no existe un cambio en el clima, porque si hubiese un cambio en el clima, por qué seguimos teniendo invierno y verano como siempre los hemos tenido”.

¿Por qué? Si vamos a la definición más general (pero realmente precisa) del concepto “clima” se refiere a las condiciones de un determinado lugar por un periodo prolongado de tiempo. Para el sistema climático de la tierra, de acuerdo a la Organización Meteorológica Mundial (OMM), son condiciones que perduran a lo largo de por lo menos cientos y miles de años, conservando un rango de valores determinado para variables como concentraciones de gases, temperatura, precipitaciones, etc. Por otro lado, si bien estos rangos se mantienen estables a escalas espaciotemporales importantes, ello no implica que no varíen. Las variaciones en dicho sistema pueden ir desde a escalas de días, en las que la temperatura (por ejemplo) pueden variar y tener máximos posterior a la máxima radiación solar recibida por la tierra (~12 horas) y mínimas cuando no incide radiación en una región localizada de la tierra; a variaciones generadas por otros eventos de escalas pequeñas como tormentas y ciclones tropicales (que son elementos que se encuentran de forma “natural” en el sistema de la tierra), que son estudiados por la meteorología (Figura 1).

Figura 1. Escalas de variación y predicción meteorológica. Fuente: Díaz G., Diana C.. (2017). Modelado y Simulación de Sistemas Climáticos: Desde la escala global hasta los microclimas.

Por otro lado, existen otros eventos de variabilidad climática que también corresponden a una variación natural del sistema, que suele darse a manera de oscilaciones. Dentro de estas escalas, se encuentran las estaciones como las conocemos, que son variaciones que se dan a lo largo del año. Así mismo, más allá de un año, existen eventos (una vez más, naturales), que generan cambios en las variables como la precipitación y la temperatura; dentro de estos se encuentra el anteriormente mencionado ENOS que genera variaciones en el sistema climático a escala interanual, cada 2–7 años aproximadamente. Así mismo, por mencionar otro evento de variabilidad climática se encuentra la Oscilación Decadal del Pacífico, que, así como las otras, genera fluctuaciones de variables atmosféricas, pero esta vez a escalas superiores a los 10 años (Figura 2).

Figura 2. Escalas de variabilidad y predicción climática. Fuente: Díaz G., Diana C.. (2017). Modelado y Simulación de Sistemas Climáticos: Desde la escala global hasta los microclimas.

Volviendo a los isótopos, son una herramienta que por sus características nos permite evidenciar cambios en las condiciones a diferentes escalas espaciotemporales. Un ejemplo de esto es el estudio de los valores de oxígeno dieciséis en las matrices de crecimiento de los corales en estudio reciente[1], en donde resaltan que para la isla de Borneo, una región en dónde se ven reflejados los efectos de eventos ENOS en la proporción de isótopos estables en el esqueleto calcáreos con una importante relación con estos valores y los de variables oceánicas y atmosféricas incluyendo la salinidad, temperatura superficial del mar, precipitaciones y descarga de ríos. Demostrando no sólo que el registro de los isótopos permite, al correlacionar efectivamente los valores isotópicos de los variables océano–atmosféricas, sino que existen cambios en los procesos que influyen en el fraccionamiento en matrices de organismos vivos que pueden contener registros de cientos de años.

Y así como el estudio anterior logró correlacionar dichas variables con una matriz de un organismo vivo, es posible hacer un análisis de isótopos con fósiles, obteniendo información no solo de las últimas décadas o centenios, sino de miles de años. Es el caso de otro estudio [2] en el que, haciendo análisis de fósiles de una especie de molusco de Perú, con el fin de observar un registro histórico de un evento de variabilidad interanual (el ENOS) durante el Holoceno. Buscando responder la pregunta si anteriormente hubo una variabilidad espacial del ENOS como la reportada en las últimas décadas, donde se han descrito en el que el cambio en la temperatura en el Pacífico tropical asociado a estos eventos se puede encontrar centrado en el Pacífico Oriental (PO) o en el Pacífico Central (PC) en dónde se señala, debido a la variación de los isótopos de oxígeno que antes de los 8000 años antes y después de los 4000 años, los eventos del ENOS se encontraron dominados por eventos del PO, mientras que una baja variabilidad de isotópica entre los 6700 a 7500 años señalan una posible dominancia de eventos PC, los cuáles se han demostrado tienen diferentes efectos a nivel oceánico y atmosférico, así como diferentes patrones de teleconexión, pudiendo afectar de forma diferente el sistema climático del planeta en el tiempo reciente, dando luz no sólo a cambios generados a nivel temporal, sino demostrando que es una herramienta muy útil para determinar cambios a nivel espacial de eventos de variabilidad climática como el ENOS.

Así, debido a la influencia de factores atmosféricos y oceánicos en los procesos físicos, químicos y biológicos, con un par de ejemplos nos permiten conocer cómo los isótopos son una herramienta muy útil para conocer cómo ha variado el clima del planeta, no solo en escalas de tiempo superiores, sino cómo han variado eventos de variabilidad climática que tienen efecto a nivel intra e interanual en el sistema climático a lo largo de la historia de la tierra y así mismo, poder inferir sobre el futuro de dicho sistema y cómo podría afectar a los ecosistemas y a la humanidad
en los próximos años.

Referencias:

[1] Krawczyk, H., Zinke, J., Browne, N. et al. (2020) Corals reveal ENSO-driven synchrony of climate impacts on both terrestrial and marine ecosystems in northern Borneo. Sci Rep 10, 3678 (2020).  doi: 10.1038/s41598-020-60525-1

[2] Matthieu Carré at al. (2014) Holocene history of ENSO variance and asymmetry in the eastern tropical Pacific Science doi: 10.1126/science.1252220

Para saber más:

Testigos del pasado
He visto la Tierra cambiar
Las lapas como indicador paleoclimático de alta resolución

Sobre el autor: Gabriel Gutiérrez es biológo marino por la Universidad Jorge Tadeo Lozano (Colombia) y está especializado en oceanografía

El artículo Isótopos y variabilidad climática se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

En junio de 2021 la galería virtual CHDF, creada por Sylvain Clot, publicó en su cuenta de Instagram la siguiente imagen, en la cual aparecía una obra de la artista concreta suiza Suzanne Daetwyler (1948).

Pintura de la artista concreta suiza Suzanne Daetwyler, publicada en la cuenta de Instagram de la galería virtual CHDF/Sylvain Clot

En esta pintura aparece representado un objeto geométrico que se conoce con el nombre de espiral de Baravelle. Sobre ella vamos a hablar en esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica.

Primero, veamos cómo se construye la espiral de Baravelle que aparece en la obra de Suzanne Daetwyler. Se parte de un cuadrado. Después se unen los puntos medios de sus lados consecutivos mediante segmentos rectos, dibujándose así un nuevo cuadrado dentro del anterior, luego más pequeño, pero girado y que forma un rombo. De esta manera el cuadrado original queda dividido en cuatro triángulos isósceles apoyados en los vértices de ese cuadrado y el cuadrado más pequeño, con forma de rombo, que se acaba de crear. A continuación, con el nuevo cuadrado (el rombo de lados iguales) se realiza la misma operación, que da lugar a un nuevo cuadrado más pequeño dentro del anterior, pero en la misma posición que el inicial, junto a cuatro triángulos isósceles apoyados en los vértices del rombo. Y se puede continuar con este procedimiento geométrico tantas veces como se desee, hasta el infinito, obteniéndose una familia encajonada de cuadrados, como en la siguiente imagen, en la que hemos realizado seis veces la anterior construcción.

Para obtener la espiral (o espirales) de Baravelle se pintan del mismo color ciertos triángulos isósceles. En concreto, se parte de uno de los triángulos isósceles del cuadrado inicial, los más grandes, y se pinta del mismo color un triángulo isósceles de cada uno de los pasos, es decir, de cada tamaño, pero siempre en una posición girada 45 grados respecto al anterior, para crear la sensación de espiral. Al realizar la construcción geométrica anterior de forma infinita se obtendría la espiral de Baravelle (ideal), aunque normalmente se representa solo una serie finita de pasos. En la siguiente imagen se muestra la espiral de Baravelle pintada en escala de grises (realizada con seis pasos).

Espiral (o espirales) de Baravelle, pintadas en escala de grises

 

El diagrama anterior puede ser considerado una demostración visual (de esas demostraciones sin palabras de las que hemos hablado en más de una ocasión, como en las entradas Pitágoras sin palabras, Matemáticas para ver y tocar, Más matemáticas para ver y tocar, Teoremas geométricos sin palabras: Viviani, Teoremas geométricos sin palabras: Conway, Teoremas geométricos sin palabras: Herón o Teoremas geométricos sin palabras: Snover) de la suma de una serie infinita. En concreto, si nos fijamos en la espiral formada por los triángulos negros y consideramos que el cuadrado inicial tiene área igual a 1, entonces el triángulo isósceles negro más grande tiene un área de 1/8, ya que podemos dividir la superficie del cuadrado más grande en 8 copias de ese triángulo (las cuatro copias de las esquinas, más las cuatro copias en las que se puede dividir el rombo, que junto a los cuatro triángulos anteriores ocupan el cuadrado grande), el segundo (en tamaño) triángulo isósceles negro tiene un área de 1/16, ya que necesitamos 8 triángulos isósceles para llenar el rombo, que es la mitad del cuadrado original (o equivalentemente, necesitamos 16 triángulos isósceles de este segundo tamaño para cubrir el cuadrado grande), el tercer triángulo isósceles negro tiene un área de 1/32, y así podemos continuar hasta el infinito. Como así queda cubierta la cuarta parte del cuadrado grande (la espiral negra) se deduce la serie infinita siguiente:

Equivalentemente, si pensamos en las cuatro espirales, que cubren todo el cuadrado original de área 1, tenemos la serie:

Otro artista que ha hecho uso de la anterior construcción geométrica en sus obras de arte ha sido el constructivista alemán Kunibert Fritz (1937). Desde la década de 1960 este artista ha trabajado con la construcción geométrica asociada a la llamada espiral de Baravelle, pero dando color a los triángulos de diferentes formas y creando diferentes estructuras asociadas. En la siguiente imagen se muestra una vista de la exposición Kunibert Fritz: Unidad en la dualidad en el Museo Vasarely de Budapest (17/09/2022-19/03/2023), en la cual se ven tres de estas obras.

Pero volvamos a la espiral de Baravelle. Esta familia de espirales puede ser definida para cualquier polígono regular, como el triángulo equilátero, el cuadrado, el pentágono, el hexágono, así hasta cualquier número de lados.

Imagen de la exposición Kunibert Fritz: Unidad en la dualidad en el Museo Vasarely de Budapest (17/09/2022-19/03/2023). Más información en la página del museo: Museo Vasarely de Budapest

En la siguiente imagen vemos el resultado de la construcción geométrica para el triángulo equilátero, tras realizar cinco pasos en la construcción.

Si ahora pintamos las espirales de Baravelle (en este caso utilizamos tres colores, verde, azul y rojo, y los bordes de cada triángulo pintados del color del triángulo), queda la siguiente imagen, de una cierta belleza.

Al igual que en el caso de la espiral empezando en un cuadrado, ahora la imagen anterior puede ser considerada una demostración visual para la siguiente serie infinita.

Y podemos continuar con la construcción para el pentágono, es decir, el polígono de cinco lados. En la siguiente imagen se muestra la espiral (o espirales) de Baravelle para el pentágono, después de catorce pasos.

Por otra parte, a partir de la espiral de Baravelle del triángulo, el cuadrado o el hexágono se pueden hacer diseños planos más sofisticados, puesto que, con el triángulo, el cuadrado y el hexágono se puede embaldosar el plano.

Por ejemplo, con el triángulo podemos construir diseños como el siguiente:

O este otro:

Con cuadrados he realizado este diseño, inspirado en una idea que encontré en internet.

Empezábamos esta entrada con un ejemplo de la aparición de la espiral de Baravelle en las artes plásticas, pero un campo de las artes en las que nos las encontramos también es el arte textil, en concreto en la realización de quilts.

Ejemplo de diseño de quilt sobre un hexágono, realizado por RaNae Merrill. Imagen de la página web RaNae Merrill Quilt DesignIndiana Puzzle mathematical quilt / Quilt de un rompecabezas matemático de Indiana (2000), realizado por la matemática, educadora y artista Elaine Krajenke Ellison y perteneciente a la colección del Science Museum Group. Imagen de la página de Science Museum Group

Buscando información sobre el origen del nombre de esta artística espiral, me he topado con el pedagogo, matemático, físico y astrónomo suizo Hermann von Baravalle (1898-1973) que enseñó matemáticas dentro de la HfG – Hochschule für Gestaltung, conocida como la Escuela de Ulm, que fue una escuela universitaria de diseño en Ulm (Alemania) fundada por el artista, diseñador gráfico y tipógrafo suizo Max Bill (1908-1994), la escritora alemana Inge Aicher-Scholl (1917-1998) y el diseñador gráfico y tipógrafo alemán Otl Aicher (1922-1991). Dentro de las matemáticas enseñadas por Baravalle en la HfG, así como en algunos de sus libros, nos encontramos muchos tipos de espirales, en particular, las que hemos mostrado en esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica. Por ejemplo, en su libro Geometrie als Sprache der Formen / La geometría como lenguaje de las formas (1963) aparecen estas espirales construidas para el cuadrado, hexágono y el octógono.

Imagen perteneciente al libro La geometría como lenguaje de las formas (1963) de Hermann von BaravalleImagen perteneciente al libro La geometría como lenguaje de las formas (1963) de Hermann von Baravalle

Aunque no he encontrado una referencia directa a que el nombre de la espiral de Baravelle provenga de este matemático y pedagogo, aunque su apellido es Baravalle y no Baravelle, es bastante probable que así sea.

Me gustaría terminar con otra imagen del libro La geometría como lenguaje de las formas de Baravalle, en la cual vemos que la anterior construcción geométrica puede realizarse también tomando, no los puntos medios de los lados, sino otros puntos de los lados, por ejemplo, los que están a una distancia igual a un tercio de un vértice y dos tercios del otro.

Imagen perteneciente al libro La geometría como lenguaje de las formas (1963) de Hermann von Baravalle

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 La espiral de Baravelle se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.