Agrégateur de flux

Una de las controversias más importantes sobre la evolución y la expansión humana es cuándo y por qué camino llegaron los primeros homínidos a Europa desde el continente africano. Ahora, unas dataciones con técnicas geológicas de los yacimientos de Orce (cuenca de Baza, Granada) sitúan los restos humanos hallados en esta zona como los más antiguos de Europa, con aproximadamente 1,3 millones de años. Estos resultados refuerzan la hipótesis de la llegada de los seres humanos a Europa por el sur de la península Ibérica, a través del estrecho de Gibraltar, en lugar de dando la vuelta al Mediterráneo por la vía asiática. El trabajo, liderado por Lluís Gibert, investigador y profesor de la Facultad de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Barcelona, ha contado con la participación de investigadores del Centro de Geocronología de Berkeley y de la Universidad Estatal de Murray (Estados Unidos).

Principales yacimientos datados de homininos con más de 1 millón de años. Europa: 1. Orce, 2. Cueva Victoria, 3 Cueva Negra, 4. Atapuerca, 5. Barranc de la Boella, 6 Pirro Nord. Asia occidental: 7. Dmanisi, 8. Ubeidiya, 9. Gesher Benot. Asia Central: 10. Riwat, 11. Issanpur, 12 Attirampakkam. Asia Oriental: 13. Bose, 14. Yuanmou Basin, 15. Nihewan Basin, 16. Lounan Basin, 17 Sangiran, 18. Mojokerto, 19. Flores. África: 20. Ain Hanech, Ain Ain Boucherit 21. Thomas-1, 22. Gona, 23. Konso Kandula, 24. Omo, 25. Lokalalei, 26 Lomekwi, 27 Kokiselei 28, Kobi Fora, 29 Gaded, 30 M. Awash, 31 Hadar, 32 Ledi Geraru, 33 Olduvai, 34 Peninj, 35 Mwanganda, 36. Sterkfontein, 37 Swartkrans, 38 Vaal River. Fuente: Referencia.El paleomagnetismo de Orce

La nueva datación se ha basado en analizar el paleomagnetismo de un área de la región de Orce, donde nunca se había muestreado antes y que, ha sido protegida de la erosión que ha sufrido esta cuenca a lo largo de los años. Esta técnica es un método de datación relativo basado en estudiar la inversión de los polos magnéticos del planeta debido a la dinámica interna de la Tierra. Estos cambios no tienen una periodicidad concreta, pero quedan registrados en los minerales y permiten establecer períodos de tiempo a partir de los diferentes eventos magnéticos.

Estos nuevos datos son muy precisos gracias a la larga secuencia sedimentaria que aflora en Orce. «La singularidad de estos yacimientos es que están estratificados y dentro de una secuencia de sedimentaria muy larga, de más de ochenta metros. Normalmente, los yacimientos se encuentran en cuevas o dentro de secuencias estratigráficas muy cortas, que no te permiten desarrollar secuencias paleomagnéticas largas en las que puedas encontrar diferentes inversiones magnéticas», apunta Lluís Gibert.

Los investigadores han podido identificar una secuencia de polaridad magnética «con cinco eventos magnéticos que permiten situar a los tres yacimientos de Orce con presencia humana entre el subcrono Olduvai y Jaramillo, es decir, entre 1,77 y 1,07 millones de años (Ma)», explica el investigador. Posteriormente, han aplicado un modelo estadístico de edad para refinar con precisión la cronología de los distintos niveles estratigráficos con un margen de error de solo 70.000 años. El resultado de esta innovadora metodología es que el yacimiento más antiguo con presencia humana de Europa sería Venta Micena con una edad de 1,32 Ma, seguido de Barranco León, con una edad de 1,28 y finalmente Fuente Nueva 3, con una edad de 1,23 Ma. «Con estos datos, el otro gran yacimiento de la península, el de Sima del Elefante en Atapuerca, quedaría relegado a un segundo puesto, muy detrás de Orce, entre 0,2 y 0,4 Ma más moderno», añade el investigador.

La fauna apuntala la antigüedad del yacimiento Mapa que muestra la irradiación solar de la región mediterránea mostrando los principales yacimientos con restos de homininos. Fuente: Referencia

Para completar la datación, el estudio también ha analizado la fauna que se encuentra en los diferentes yacimientos de Orce, ya que esta es diferente según el período, y la ha comparado con la que se ha encontrado en otros yacimientos del Pleistoceno temprano situados en otros lugares de Europa.

En este sentido, en el trabajo se presenta un análisis detallado de los micromamíferos y grandes mamíferos de todos los yacimientos de Orce, realizado por el experto Robert Martin, a partir de las colecciones paleontológicas almacenadas en el Museo del Instituto Catalán de Paleontología Miguel Crusafont (IPS) de Sabadell. «Los resultados muestran que la fauna pequeña y grande de Orce es más primitiva que, por ejemplo, la de la Sima del Elefante, donde las evidencias muestran que el roedor Allophaiomys lavocati es más evolucionado que el Allophaiomys recuperado de los yacimientos de Orce», detalla Gibert.

Otro indicador relevante de la antigüedad de los yacimientos de Orce es la ausencia de los antepasados ​​de los cerdos. «Son animales que se consideran inmigrantes asiáticos y que no se han encontrado en ningún yacimiento europeo con una antigüedad de entre 1 y 1,5 Ma, mientras que sí se han encontrado en la Sima del Elefante, apoyando que la fauna de Orce es más antigua», explica el investigador.

Evidencias que apuntan al paso por Gibraltar

Esta nueva datación se añadiría, según el investigador, a otras evidencias que decantarían, la balanza de la colonización de Europa por el estrecho de Gibraltar, en lugar de la vía alternativa: la vuelta al Mediterráneo por Asia, como por ejemplo «la existencia de una industria lítica con similitudes con la que se ha encontrado en el norte del continente africano y también por la presencia de restos de fauna africana en el sur de la península, como los de Hippopotamus, hallado en los yacimientos de Orce, y las de Theropithecus oswaldi, un primate africano similar a un papión, halladas en la cueva Victoria, un yacimiento cerca de Cartagena (Murcia), inexistentes en ningún otro lugar de Europa».

«También defendemos la hipótesis —añade el investigador— que llegaron desde Gibraltar porque no se han encontrado evidencias más antiguas en ningún otro yacimiento del recorrido alternativo».

Estos nuevos datos son muy precisos gracias a la larga secuencia sedimentaria que aflora en Orce.

Similitud con los homínidos de la isla de Flores

Con estos resultados, los investigadores señalan un «diacronismo» entre la ocupación más antigua de Asia, mide 1,8 Ma y la más antigua de Europa, que sería de hace 1,3 Ma, de modo que los homínidos africanos habrían llegado en el suroeste de Europa más de 0,5 Ma después de salir por primera vez de África hace aproximadamente 2 Ma. «Estas diferencias en la expansión humana se explicarían porque Europa está aislada de Asia y de África por barreras biogeográficas difíciles de superar, tanto por el este: (estrecho del Bósforo, Dardanelos, mar de Mármara) como por el oeste (estrecho de Gibraltar). La humanidad llegó a Europa en el momento en que tuvo la tecnología necesaria para cruzar barreras marítimas, tal y como ocurrió antes del millón de años en la isla de Flores (Indonesia)», apunta Gibert. En este sentido, el investigador añade que la ruta de Gibraltar requiere actualmente atravesar hasta catorce kilómetros de vía marítima, pero «quizás en el pasado esta distancia era menor en algunos momentos debido a la alta actividad tectónica en esta región y las fluctuaciones del nivel del mar favoreciendo las migraciones».

«Tal y como se cita en el trabajo —añade—, hemos identificado otras migraciones de fauna africanas a través de Gibraltar en momentos anteriores, hace 6.2 y 5.5 Ma cuando el estrecho de Gibraltar era muy reducido».

Los vestigios humanos en Orce

Los restos humanos encontrados en los yacimientos de Orce son un total de cinco, desde que se iniciaron las excavaciones en 1982 por el paleoantropólogo Josep Gibert. En primer lugar, se encontraron en Venta Micena dos fragmentos de húmero mordidos por las hienas y también partes de un fragmento craneal que consiste en dos parietales y un occipital, asociados a una abundante fauna del Pleistoceno temprano. La procedencia humana de estos restos generó una gran controversia durante años, aunque según estudios paleoproteómicos independientes realizados por las universidades de Granada y San Francisco identificaron proteínas humanas en los restos.

El descubrimiento posteriormente en los yacimientos cercanos de Barranco León y Fuente Nueva 3 de dos dientes molares humanos y miles de herramientas líticas olduvayanas —una de las primeras industrias líticas humanas— así como marcas de corte en huesos «sirvieron para consolidar la evidencia de la presencia de homínidos en el Pleistoceno temprano de Orce», concluye Lluís Gibert.

Referencia:

Luis Gibert, Gary Scott, Alan Deino, Robert Martin (2024) Magnetostratigraphic dating of earliest hominin sites in Europe Earth-Science Reviews doi: 10.1016/j.earscirev.2024.104855

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad de Barcelona

El artículo Los primeros homininos de Europa habrían llegado al sur de Iberia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Josu Lopez-Gazpio

Europan 300.000 pertsona hiltzen dira urtero kutsaduraren eraginez; horixe dio Europako Batzordeak. Baliteke gehiago ere izatea, beste iturrien arabera. Hori oinarri hartuta, Bruselak aire-kalitatearen mugak berrikusi eta zorroztuko ditu 2030. urterako. Hala ere, ez da iritsiko OME Osasunaren Munduko Erakundeak gomendatzen dituen mailetara. Testuinguru horretan, eman diezaiogun gainbegiratua airearen kutsadurari, kutsatzaile nagusienetatik hasita, kutsadura-iturri garrantzitsuenak arte.

Irudia: hirietako aire-kalitatea kaltetzearen eragile nagusia trafikoa da. (Argazkia: Foto-Rabe – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Airearen kutsadurak bi ondorio garrantzitsu ditu: alde batetik, eragina du klima-aldaketan eta, bestetik, giza osasunean ere eragin argia du. Gaixotasun zehatz ugarirekin lotura izateaz gain, airearen kutsadurak hilkortasun orokorra handitzen du; izan ere, neurri batean edo bestean, hainbat osasun-arazorekin lotzen da. Era berean, lurra eta ura ere kutsatzen ditu airearen kutsadurak. Definizioak eman beharko bagenitu, ingurumenak bi atal dituela esango genuke: atal biotikoa -organismo biziak, bizidunak- eta atal abiotikoa -hidrosfera, litosfera eta atmosfera-. Aldiz, zer da kutsadura? Bada, kutsaduraren definizioa sinplea da: ingurunean kaltegarriak diren substantziak sartzea. Zehatzago esanez, ohikoa litzatekeena baino kontzentrazio handiagoan sartzea. Izan ere, zenbait substantzia ingurunean egotea normala da, baina eragin antropogenikoen ondorioz behar baino kantitate handiagoan daude, eta hori kaltegarria da. Horixe da kutsadura.

Industria-iraultzaren ondoren, airearen kutsadura osasun publikoaren arazo garrantzitsuenetako bat bihurtu zen eta, gaur egun, mundu mailan urtero, 9 milioi hildako eragiten dituela jotzen da. Hirigune handietan bizi direnek pairatzen dute kaltearen zatirik handiena; izan ere, ibilgailuen joanetorriak eragiten du gehien airearen kalitatearen degradazioa, eta hirigune handietan dago trafikorik gehien.

Kutsatzaile nagusienak hauexek dira: materia partikulatua (PM edo Particulate Matter delakoa), lurzoru mailako ozonoa, karbono monoxidoa, nitrogenoaren oxidoak, sufrearen oxidoak eta metal astunak, bereziki beruna. Horietaz aparte, badira beste hainbat kutsatzaile atmosferiko garrantzitsu, hauek esaterako: konposatu organiko lurrunkorrak VOCs edo Volatile Organic Compounds gisa ezagutzen direnak, hidrokarburo aromatiko poliziklikoak (PAHs edo Polycyclic Aromatic Hydrocarbons direlakoa) eta dioxinak, besteak beste. Azken horiek kontzentrazio txikiagoan badaude ere, kontzentrazio txiki horiek nahikoak izan daitezke osasunean eta ingurunean kalteak sortzeko.

Kutsatzaile horiek eragindako ondorioen artean aipagarrienak hauexek dira: euri azidoa -azido sulfuriko eta nitrikoen prezipitazioaren kausaz, behe-laino edo gandua (atmosferaren gardentasuna murrizten duen smog delakoa), ozonoak eragindako kalteak, eutrofizazioa, alegia, gehiegizko nutrienteek eragiten dituzten ekosistema-aldaketak, floran eta faunan eragindako kalteak eta klima-aldaketa, besteak beste. Klima-aldaketak aipamen berezia behar du; izan ere, baliteke aipatutakoen artean kalterik arriskutsuena izatea. Klima-aldaketaren eragile nagusiak berotegi-efektuko gasak dira; besteak beste, metanoa, karbono dioxidoa eta materia partikulatuaren parte den karbono beltza, ozono troposferikoa eta aerosolak. Oro har, horiek guztiek eguzkitik iristen zaigun eguzki-argian eragiten dute eta horrek mundu mailako tenperaturaren igoera dakar. Horrek, aldi berean, izotza, icerberg-ak eta glaziarrak urtzea dakar eta, beraz, itsasoaren maila igotzea. Hori guztia gutxi balitz, klima-aldaketa gaixotasun infekziosoen mapa aldatzen ari da. Ziurrenik geroz eta ugariagoak izango dira birusek eta parasitoek eragindako gaixotasunak, eta epidemiek ere gora egingo dute.

Airearen kalitatearen irizpideak OME Osasunaren Munduko Erakundeak ezartzen ditu eta, neurri batean edo bestean horietatik abiatuz, tokian tokiko beste araudiak ere badaude. Sarreran esan bezala, Bruselak airearen kutsaduraren mugak berrikusi eta zorroztuko ditu 2030erako. Gure kasuan, aipatzekoa da EAEn abian jarri den Airearen Kalitatearen Euskadiko 2030 Plana. Gurean albiste kontrajarriak baditugu; izan ere, alde batetik Hegoaldeko hiriburuetako airearen kutsadura erdira jaitsi da, baina, beste alde batetik, Europako Batzordeak proposatutako legeen arabera, Hegoaldeko hamar herritarretik zazpik aire kutsatua arnasten dute. Larritasunean ez gaude gaizki, izan ere, OMEren arabera munduko populazioaren %99k gomendatutako kutsadura mailaren gainetik dagoen airea arnasten du. Hala ere, gure egoera hain larria ez izatea ezin da aitzakia izan. Hortaz, ezinbestekoa da neurriak hartzea, aski frogatua dagoelako aire kutsatua arnastea heriotza-eragile dela. Airearen kutsadura zer den ulertzeko, lehenik eta behin ezinbestekoa da kutsatzaile nagusienak zeintzuk diren jakitea eta kutsatzaile horiek nondik datozen aztertzea.

Jarraituko du.

Erreferentzia bibliografikoa:

Manisaldis, Ioannis; Stavropoulou, Elisavet; Stavropoulos, Agathangelos; Bezirtzoglou, Eugenia (2020). Environmental and health impacts of air pollution: a review. Frontiers in Public Health, 8. DOI: 10.3389/fpubh.2020.00014

Egileaz:

Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg), Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.

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A estas alturas podemos decir sin duda alguna que la misión InSight de la NASA ha sido -y probablemente será en las próximas décadas con la reinterpretación de sus datos- una importante fuente de conocimiento sobre la estructura interna de Marte, pero también sobre procesos que ocurren mucho más próximos a su superficie, como lo fueron la detección de posibles terremotos de origen volcanotectónico o la caída e impacto de meteoroides y asteroides contra la superficie.

Precisamente, los impactos sobre las superficies planetarias nos han aportado una visión muy importante sobre como ha sido la historia y evolución de nuestro Sistema Solar en su conjunto, pero también son capaces de informarnos de manera individual como ha sido la evolución y el grado de actividad de cada uno de los cuerpos que podemos observar con detalle.

Un impacto reciente sobre la superficie de Marte. Sabemos que es reciente porque todavía se ve la eyecta -el material que sale despedido por el impacto- de un color oscuro sobre la superficie y, en segundo lugar, por la forma todavía marcada del cráter. Conforme pase el tiempo la eyecta irá volviéndose anaranjada por el depósito de polvo y al cráter suavizar su forma. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona.

Y es que, en Marte, como en cualquier otro lugar, la frecuencia, tamaño y distribución de los cráteres de impacto nos sirven como una herramienta para calcular la edad de las superficies geológicas, permitiéndonos conocer el ritmo de los distintos procesos geológicos que están o estuvieron en funcionamiento y su grado de actividad. Y como hemos dicho más de una vez en esta sección, por norma general, cuanto más antigua es una superficie planetaria y menos ha cambiado, más cráteres acumulará por unidad de superficie, ya que ha estado más tiempo expuesta a la caída de cuerpos sobre esta.

De manera general, este método nos permite mediante el uso de las imágenes tomadas por los satélites en órbita -o que han pasado cerca- del planeta calcular la edad, pero tiene un importante problema relacionado con la formación de los cráteres más pequeños y numerosos, ya que desconocemos el ritmo aproximado de impactos por año capaces de generarlos.

Gracias a los datos sísmicos tomados durante la misión InSight parece que al menos para Marte podríamos tener una respuesta que nos permita una mejor calibración de estas escalas de edad basadas en los cráteres de impacto, ya que ha sido capaz de detectar con su sismógrafo algunos de los impactos ocurridos durante el desarrollo de su misión. Pero además de emplear la extraordinaria visión de la Mars Reconaissance Orbiter, su cámara HiRISE puede tomar imágenes con una resolución en el entorno de los 30 cm/pixel- para poder localizar el punto de impacto y el tamaño del cráter.

Uno de los impactos detectados por la InSight y observado por la Mars Reconaissance Orbiter. En este caso el impacto ocurrió el 5 de septiembre de 2021. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona.

En un nuevo artículo publicado por Zenhäusern et al. (2024) los científicos han hecho una búsqueda y un análisis de un tipo de eventos sísmicos muy particulares, los martemotos de muy alta frecuencia o VHF. Este tipo de martemotos -discúlpenme si les disgusta este término- tienen unas características muy diferentes a los terremotos producidos por la actividad tectónica de Marte.

La primera es una liberación de energía muy fuerte en frecuencias que van de los 5 a los 30 Hz; La segunda, una frecuencia de corte o esquina que indica a los científicos que se trata de un evento de muy corta duración y, por último, una fuerte sacudida en la horizontal a frecuencias superiores a los 5 Hz. Estas tres características -que se pueden estudiar gracias a los datos obtenidos por el sismómetro de la InSight- son buenos marcadores de los impactos de meteoroides a hipervelocidad.

Los investigadores han confirmado que todos los impactos detectados durante la misión de la InSight muestran estas características en la señal, por lo que es plausible que todos los eventos de este tipo puedan atribuirse a los impactos contra la superficie de Marte. Y, además, la detección de algunos estos eventos concluyen con un tren de ondas que se interpretan como señales acústicas producidas por la perturbación que el impacto crea en la atmósfera.

Otros tres impactos muy recientes captados por la InSight y la Mars Reconaissance Orbiter. En este caso, la fecha de los impactos fueron el 27 de mayo de 2020 y el 18 de febrero y 31 de agosto de 2021. Imagen cortesía de NASA/JPL-Caltech/Universidad de Arizona.

Pero hay un dato más y que es muy importante detallar: la distribución espacial de este tipo de eventos muestra un patrón aleatorio, mientras que los eventos tectónicos detectados por la InSight, como es normal, tienden a agruparse en estructuras tectónicamente activas (como las fallas), al igual que ocurre en nuestro planeta.

El análisis de los datos sísmicos de la InSight ha permitido a los científicos estimar que cada año se forman sobre la superficie de Marte entre 280 y 360 cráteres mayores de 8 metros, coincidiendo este dato con los modelos cronológicos ya publicados, pero, y esto es importante, un ritmo mucho mayor que el que se aprecia a través de las imágenes de satélite… ¿Por qué de esta discrepancia?

Muy probablemente se deba a factores como la resolución de las cámaras, la cobertura en imágenes del planeta a alta resolución -ya que para ver nuevos cráteres las imágenes tienen que tomarse de manera repetida a lo largo del tiempo- y también, quizás, la cantidad de polvo que cubre algunas superficies, puesto que puede complicar la detección de cráteres más pequeños salvo que el ángulo de luz sea muy oblicuo.

¿Qué consecuencias puede tener este estudio? En primer lugar, a nivel científico, el ayudarnos a calibrar mejor las escalas temporales basadas en los cráteres de impacto, lo que a su vez nos permitiría “afinar” mejor las edades de las distintas capas de roca, de las coladas de lava o la duración de algunos eventos que podemos ver en el registro geológico del planeta rojo e, incluso, pone de manifiesto la utilidad de la toma de datos sísmicos en otros lugares de nuestro Sistema Solar para afinar las escalas temporales… ¿Veremos, por lo tanto, más sismómetros montados en sondas de superficie?

Y ya por último, nos puede ayudar a conocer mejor cuál es el riesgo que podrían sufrir las futuras misiones de exploración humana del planeta Marte y qué medidas de protección podrían ser útiles ante este tipo de colisiones que, por ahora, son inevitables.

Referencias:

Zenhäusern, Géraldine, Natalia Wójcicka, Simon C. Stähler, Gareth S. Collins, Ingrid J. Daubar, Martin Knapmeyer, Savas Ceylan, John F. Clinton, y Domenico Giardini (2024) An Estimate of the Impact Rate on Mars from Statistics of Very-High-Frequency Marsquakes Nature Astronomy doi:  10.1038/s41550-024-02301-z.

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

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

El artículo Una nueva clase de martemotos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

1940. urtean, André Weilek gutun bat idatzi zion bere arreba Simoneri, matematikaren hiru arloren arteko itzulpenerako bere ikuspegia azaltzeko. Laurogei urte aurrerago, gutunak esparru horretako garapen interesgarrienetako asko animatzen ditu oraindik ere.

1. irudia: André eta Simone Weil anai-arrebak ikusten dira lehen planoan. (Irudia: Kristina Armitage – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

1940. urtean, Rouengo (Frantzia) kartzelatik, André Weilek XX. mendeko matematikaren esparruko gutunik garrantzitsuenetako bat idatzi zuen. Zigorra betetzen ari zen Frantziako armadan sartzeari uko egin ziolako, eta egunak igarotzen zituen gutunak idazten, gehien bat bere arreba Simoneri zuzenduak. Simone filosofo bikaina zen, eta Londresen bizi zen.

Aurreko gutun batean, Simonek Andréri eskatu zion bere lanaz hitz egin ziezaiola. Gerra bete-betean, André erantzuna kontu handiz prestatzen hasi zen, baina arrebari ohartarazi zion puntu jakin batetik aurrera ez zuela ezer ulertuko. Hurrengo 14 orrialdeetan, matematikako “Rosetta harri” baten ideia azaldu zion. Izen bereko epigrafe famatuaren adibideari jarraikiz (testu hirueledun horri esker, Egipto zaharreko idazketa irakurri ahal izan zuten mendebaldeko irakurleek greko zaharrera itzultzearen bidez), Weilen Rosetta harriak matematikaren hiru esparru lotzen zituen: zenbakien teoria, geometria eta, erdian, eremu finituen azterketa.

Beste matematikari batzuek ere ildo bereko ideiak proposatu zituzten aurretik, baina Weil izan zen lehena ikuspegi zehatz bat azaltzen. Weilen gutunak Langlands programa iragartzen zuen, ikerketa matematiko garaikideko ekimen garrantzitsu bat.

«Elkarren artean zuzenean komunikatzen ez diren hiru mundu daude, baina badituzte zenbait ezaugarri komunean, eta esperientziak erakusten du alde bateko galdera batzuk behar bezala interpreta daitezkeela beste alde batean», azaldu du Standfordeko Unibertsitateko Brian Conradek.

Weilen Rosetta harriaren lehen elementua zenbakien teoria zen, milaka urteetan zehar ikerketa matematikoaren bihotz karismatikoa izan dena. Zenbakien teoriaren kezka nagusia zenbaki osoak dira (zenbaki oso positiboak eta negatiboak), baita horien menpeko funtzioak ere. Zenbakien teorialariak hainbat ideia saiatzen dira frogatzen, esaterako, nola banatzen diren zenbaki lehenak. Horretarako, matematikaren hainbat adar esoterikoetatik atera daitezkeen tresnak erabiltzen dituzte. Zenbaki eremu deritzen mundu matematikoak ere aztertzen dituzte, zenbaki osoen ezaugarri garrantzitsuenetako batzuk orokortzen dituztenak.

2. irudia: André Weil eta bere arreba Simone, 16 eta 13 urte zituztenean, hurrenez hurren. Itzal handiko intelektualak izango ziren biak. (Argazkia: ARCHIVO GBB/Alamy – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Weilen Rosetta harriaren beste aldean geometria zegoen. Arreta berezia eskaintzen zien esfera, donut eta pretzel [korapilo formako galleta gaziak] moduko formei, eta hainbat zulorekin imaginatzen zituen. Forma horiek bi aldagaiko ekuazio batzuen soluzioen multzoak dira (adibidez, y2 = x3 − x). Pentsa daiteke soluzio horiek zenbaki «konplexuak» direla, zati «erreal» bat (egunerokoak erabiltzen ditugun zenbaki motak) eta zati «irudikari» bat (zenbaki erreal bat bider -1en erro karratua, i idazten dena) dutenak.

Forma horiek ekuazio polinomikoen soluzioen enkarnazio geometrikoa direnez, horien egitura ustia daiteke analisi konplexuko teknikak erabilita (kalkulu mota bat). Egitura horrek teoremak frogatzeko tresnen multzo aberatsagoa eskaintzen du, zenbakien teorialarientzat berehala eskuragarri daudenez haratago.

Hori guztia bazekiten XIX. mendeko matematikariek, eta horrexek berak bultzatu zituen pentsatzera zein ederra izango litzatekeen“Riemann-en gainazalei” buruzko teoremak frogatzea (horiek ziren Weili interesatzen zitzaizkion formak), eta ondoren zenbakien teoriako teoremetara itzultzea. Baina gauza eder asko ez dira egia, eta Weilek arrebari aitortu zion Riemannen gainazalen teoria “zenbakien teoriarengandik urrunegi” dagoela. “Erabat trabatuta egongo ginateke bien arteko zubirik ez balego”.

Orduan, gutunaren mamira iritsi zen: zubi hori eraikitzen ari zen. Hau idatzi zuen: “Jainkoak deabrua gainditzen duela bezain argi: zubi hori existitzen da”.

3. irudia: Robert Langlands, datarik gabeko argazkia. Langlandsek gutun bat idatzi zion Weili, eta gutun horrek ikerketa matematikoaren belaunaldi baten norabidea markatuko zuen. (Argazkia: Ikasketa Aurreratuen Institutuko artxiboa – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

Weilek proposatzen zuen zubia eremu finituen azterketa zen. Eremu horiek zenbaki txikien sistemak dira, eta  zenbaki errealen antzekoak dira problemarik gabe funtzionatzen duten bi eragiketa dituztelako, hala nola batuketa eta biderketa. Hori lortzen dute erloju batean dagoen forma zirkularra hartuta, orduen zenbaki lehen batekin. Esan dezagun 11 orduko erloju bat daukagula; 10:00etan puntuan hasita eta bi ordu gehituta, 13:00etan kokatuko ginateke. (Erlojuko orduen kopuruak zenbaki lehena izan behar du zatiketan behar bezala funtziona dezan).

Eremu finituen esparruan, zenbakien teoria eta geometria fusionatzen hasten dira.

Hori nola gertatzen den ikusteko, har dezagun bi elementu dituen (zero eta bat) eremu finitu bat. Polinomioak idatz ditzakezu (batuketak eta berretzaile finkoko produktuak konbinatzen dituzten funtzioak) eremu horretan. Horien koefizienteek (aldagaien aurreko zenbakiak) zero edo bat izan behar dute, bi polinomio hauetan bezalaxe:

A adibidea: 0x3 + 1x2 + 0x + 1

B adibidea: 1x3 + 1x2 + 1x + 0

Polinomio horiek soilik beren koefizienteak erabiliz isla daitezke, zero eta bat zenbakien kate bat osatuta. Osoko zenbakiak ere zero eta bat zenbakien kate gisa kodifika daitezke, forma bitar deritzonean, non 2 zenbakiaren berreturen batuketa gisa adierazten diren. 1 zenbakia 20ren baliokidea da, 2 zenbakia 21ena, 3 zenbakia 21 + 20 litzateke, eta berdin hortik aurrera. Horrenbestez, bitarrean, lehenengo hiru osoko zenbakiak 00, 01 eta 10 dira.

Bi elementudun eremu finituan, polinomioen osoko zenbakiak eta koefizienteak zero eta bat zenbakien kate gisa daude kodetuta. Hortaz, A adibideko polinomioa 5 zenbakiari dagokio, bere koefizienteak —0101— 5 zenbakia direlako, sistema bitarrean idatzita. Eta B adibideko polinomioa 14 zenbakiari dagokio, 1110 bitarrean idatzita 14 zenbakia baita.

Eta antzekotasun gehiago ere badituzte. Osoko zenbaki batzuk lehenak ere badira. Horrek esan nahi du horien faktore bakarrak 1 eta zenbakia bera direla; beste batzuk, aldiz, konposatuak dira, eta horrek esan nahi du zenbaki lehen anitzen produktu direla. Eta lehenen eta konposatuen arteko bereizketa hori bera polinomioei aplikatzen zaie. Polinomio batzuk beraiek bakarrik faktorizatu ezin diren polinomio txikiagoen produktu gisa faktoriza daitezke. Polinomio txikiago horiek, polinomio laburtezin izenekoak, polinomioen munduko zenbaki lehenak dira. Eta, gainera, polinomio laburtezinen koefizienteek zenbaki lehenak kodifikatzen dituzten kate bitarrak osatzen dituzte. Polinomioak hertsiki lotuta daude geometriaren ideiekin, baina bi elementudun eremu finituan horren aritmetika osoko zenbakien aritmetikarekiko analogo lauso bilakatzen da; eta, testuinguru horretan, aukera berri bat irekitzen du: intuizio bisuala aplikatu ahal izatea zenbakien teoriako kontuetan.

Arrebarentzako gutunean, Weilek adierazten zuen “zenbaki eremuekiko analogia hain dela zurruna eta agerikoa non ez dagoen aritmetikan funtzio eremura [edo eremu finitura] ia hitzez hitz itzul ezin daitekeen argudio edo emaitzarik”. Hala ere, aitortzen zuen Riemannen gainazalen eta eremu finituen arteko distantzia handiagoa zela. Polinomioak eremu finituetan adieraz eta faktoriza daitezke, baina analisi konplexuaren makineria osoa eremu finituetara inportatzea beste kontu bat da erabat. Hala ere, Weilek hala esaten zuen, konfiantzaz: «Distantzia ez da hain handia; azterlan paziente baten bidez ikasiko dugu egunen batean batetik bestera joaten». Eta, orduan, bere anbizio handia deskribatzen zuen:

Nire lana testu hirueledun bat deszifratzean datza [hortik dator Rosetta harriarekiko simila]; hiru zutabeetako bakoitzean bat ez datozen zatiak besterik ez ditut; ideiaren bat dut hiru hizkuntzetako bakoitzean; baina, aldi berean, badakit zutabe batetik bestera esanahi alde handiak daudela, eta aurretik ezerk ez nauela horretarako prestatu.

Hori guztia 1940. urtean izan zen. Bada, hurrengo hamarkadan zehar, Weilek bere Rosetta harriaren eremu handiak deszifratu zituzten metodo zehatzak garatu zituen. Eta zenbakien teoriaren eta geometriaren arteko harremanari buruzko ideia batzuk ere landu zituen. Horietatik ausartena Riemannen hipotesiaren eremu finituaren bertsio bat izan zen, matematiken esparruko gai ireki garrantzitsuenetako bat, besteak beste zenbaki lehenak nola banatzen diren jorratzen duena. (Bertsio horren kasu dimentsiobakar bat frogatu zuen).

4. irudia: Pierre Delignek 1973an frogatu zuen zenbakien teoriaren eta geometriaren arteko harremanari buruzko Weilen ideia garrantzitsuenetako bat. (Argazkia: Ikasketa Aurreratuen Institutuko artxiboa – Copyright lizentziapean. Iturria: Quanta Magazine)

«Intuizioa nabaria den zerbaitetan bihurtzen duzunean, orduan bilakatzen da baliotsu», esan du Kaliforniako Unibertsitateko (Berkeley) Edward Frenkelek.

Berrogeita hamarreko hamarkadaren amaieran eta hirurogeiko hamarkadaren hasieran, Alexander Grothendieckek funtsezko ekarpenak egin zituen geometria aljebraikoaren esparruan Weilen ideiak frogatu nahian. 1973an, Pierre Delignek Grothendiecken teknikak erabili zituen Weilen Riemannen hipotesiaren eremu finituen bertsioa frogatzeko maila goreneko dimentsioetan.

Weilen Rosetta harriak ere Langlands programaren aurrerapenaren ardatz izan da. Proiektu handi horren helburua da matematikaren eremu ezberdinak bateratzea. Proiektua 1967an abiarazi zen, Robert Langlands fundatzaileak ideia kontatu zionean gutun bidez Weili. Bertan esaten zion zenbakien teoriaren barruan ikerketa adar ezberdinak konektatu nahi zituela. Aurrerago, 1980ko hamarkadaren hasieran, Alexander Beilinsonek eta Vladimir Drinfeldek Langlands programaren bertsio geometriko bat definitu zuten, Langlandsen ikuspegia zabalduta zenbakien teoriaren eta geometriaren arteko konexioa barne hartzeko.

Azken urteetan, Langlands programako aurrerapen garrantzitsuenetako batzuetarako, Robert Langlandsen zenbakien teoriaren jatorrizko ikuspegiaren eta ondoko bertsio geometrikoaren arteko itzulpenak behar izan dira. Itzulpen horiek Weilen Rosetta harrian ezarritako ikuspegiei jarraitzen diete.

2021ean, Laurent Farguesek eta Peter Scholzek Fargues-Fontaineren kurbari buruzko lana amaitu zuten. Hori Langlands programaren bertsio geometrikoaren eta zenbakien teoriaren bertsioaren arteko lehen itzulpen zuzenetako bat izan zen. Azken hilabeteetan, Frenkel, Pavel Etingof eta David Kazhdan adituek bi bertsioen arteko lotura zorroztu dute. Langlandsen programa geometrikoa Langlandsen hasiera bateko ikuspegiarekiko kontsistenteagoak ziren terminoetan birdefinitu zuten, bien arteko itzulpen zehatzagoa lortuta.

Frenkelentzat, Weilen Rosetta harriaren inpaktuak matematikak egiteko modua laburbiltzen du. Ideia berri batzuk jada ezagunak ditugun beste gauza batzuen logikaren ondorioz sortzen dira. Eta beste batzuk, aldiz, —gehienetan garrantzitsuenak— erabat orijinalak dira.

“Ezerezetik datozen ideiak dirudite; ez dira hain nabarmenak eta ezin dira hain erraz arakatu”, azaldu du Frenkelek. Weilen ideia, aldiz, ametsa baino gehiago zen. «Guztiok daukagu amets bat», esan du Frenkelek. “Weilek, gutunean amets hori artikulatzeaz gain, gerora zehatza den zerbaitetan bihurtu zuen”.

Jatorrizko artikulua:

Kevin Hartnett. (2024). A Rosetta Stone for Mathematics, Quanta Magazine, 2024ko maiatzaren 6a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

 

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La enfermedad de Alzheimer es la causa más común de demencia y afecta a millones de ancianos en todo el mundo. Solo en España se estima que existen más de 900 000 personas afectadas por esta enfermedad que se ha convertido en una prioridad de salud pública para el Ministerio de Sanidad.

Imagen del encéfalo de un varón de 56 años generada por tomografía por emisión de positrones. Fuente: Jens Maus / Wikimedia Commons

La detección precoz es clave para mejorar la calidad de vida de los afectados y sus familias, pero identificarla en sus estadios iniciales no siempre es fácil. Para intentar mejorar en este campo y lograr mejores resultados, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) han aplicado técnicas de inteligencia artificial (IA) de aprendizaje automático al análisis de diferentes modalidades de imágenes médicas utilizadas para el diagnóstico de enfermedades neurológicas.

«Desde un punto de vista clínico, la resonancia magnética (RM) y la tomografía por emisión de positrones (PET) son las dos modalidades de imágenes médicas utilizadas en el diagnóstico de este tipo de enfermedades, ya que aportan información complementaria de los aspectos anatómicos y metabólicos de la enfermedad», explica Consuelo Gonzalo, investigadora del Centro de Tecnología Biomédica de la UPM y una de las autoras de este trabajo.

“Pero lamentablemente estas pruebas no se realizan sincrónicamente lo que dificulta su integración y la interpretación adecuada de sus resultados por parte de los profesionales médicos”, continúa.

Abordar este problema es el objetivo que se marcaron los investigadores de la UPM y la propuesta para ello fue desarrollar una metodología que utiliza las redes neuronales convolucionales.

Esta herramienta se trata de una técnica de aprendizaje automático que potencia las tareas de análisis de imágenes y visión por ordenador, permitiendo obtener información significativa de imágenes digitales, vídeos y otras entradas visuales, así como tomar medidas basándose en esas entradas.

Diagnóstico de alzhéimer a partir de datos incompletos

Para ello, los investigadores de la UPM realizaron un análisis sistemático de las imágenes de MRI y PET para la evaluación del estado de demencia, utilizando diferentes técnicas de fusión (fusiones temprana, tardía e intermedia).

Fuente: Universidad Politécnica de Madrid

A continuación, diseñaron e implementaron una solución completamente basada en redes neuronales convolucionales 3D que extraía características de todo el volumen encefálicol en tres dimensiones. Una vez hecho esto, aplicaron una estrategia de entrenamiento capaz de manejar un conjunto de datos altamente desequilibrado e incompleto.

“Hasta donde sabemos, la metodología propuesta representa el primer trabajo que proporciona un análisis de diferentes técnicas de fusión basada en aprendizaje profundo multimodal para la evaluación de la severidad de la demencia”, explica la investigadora de la UPM.

“El tipo de soluciones que se desarrollan en este trabajo puede ser una herramienta de ayuda a la decisión de enorme interés práctico para los neurólogos”, añade.

En investigaciones futuras, los científicos pretenden seguir explorando la fusión de diferentes modalidades, analizando más a fondo las propiedades de la representación de características compartidas.

“Se deben investigar enfoques que pretendan mejorar la integración de datos heterogéneos, generalizándolos a casos de estudio con más de dos modalidades de imágenes. También se debe abordar la explicabilidad de los modelos implementados, evaluando las decisiones tomadas por las redes en comparación con el diagnóstico clínico», concluyen.

Referencia:

Michela Gravina, Ángel García-Pedrero, Consuelo Gonzalo-Martín, Carlo Sansone, Paolo Soda (2024) Multi input–Multi output 3D CNN for dementia severity assessment with incomplete multimodal data Artificial Intelligence in Medicine doi: 10.1016/j.artmed.2024.102774

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por la Universidad Politécnica de Madrid

El artículo Alzhéimer, detección precoz con inteligencia artificial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Ingurumena

UPV/EHUko IBeA ikerketa-taldeak antibiotikoak topatu ditu barazkietan eta zizareetan. EAEko zenbait puntutan hartu dituzte laginak, eta mikrobioen aurkako medikamentuak eta haien eratorriak topatu dituzte. Horretarako, metodo bat garatu dute mikrobioen aurkako medikamentuen gama zabal bat identifikatzeko kontzentrazio oso baxuetan. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Basoak lagungarri izan daitezke ibai-arroetan ur gehiago eta osasungarriagoa lortzeko. Hala dio Nahia Gartzia Bengoetxea Neikerreko ikertzaileak. Arroetan dauden landare espezieek edo landatzen direnek zuzenean eragiten dute ibaietan. Espezie batzuk ur gehiago xurgatzen dute, eta zuhaitz helduek ur gutxiago xurgatzen dute gazteek baino. Bestalde, uraren kalitatean ere eragiten dute. Datu guztiak Berrian.

Klimatologia

Ez da ur geza nahikoa isuriko Europako klima epeltzen duen Ipar Atlantikoko itsaslasterra geldiarazteko. Pentsatu izan da klima-aldaketagatik urtzen ari diren izozmendiek AMOC itsaslasterra geldiaraziko zutela, eta horrek, Europako klima hoztea eragingo zuela. Azken ikerketen arabera, ur geza horren askatzeak ez du halako eraginik izango. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Osasuna

Ur gogorrek (bereziki kaltzio-kontzentrazio handia dutenek) giltzurruneko kalkuluak sor ditzaketela hedatuta dago. Alabaina, ideia hori ez da zuzena, eta hala frogatu dute hainbat ikerketa epidemiologikok. Hala ere, prebentzio-neurri gisa, medikuek gomendatu ahal diete aurretik giltzurrunean harriak izan dituzten pazienteei konposizio espezifikoko urak edateko. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Arkeologia

Iruña-Veleiako aztarnategian zirku erromatar bat aurkitu dute. LiDAR teknologiarekin eta drone bidez hartutako irudiei esker egin du aurkikuntza Arabako Arkikus enpresak, eta 280 metro luze eta 72 metro zabal lituzkeen egitura baten aztarnak izango lirateke. Zirkuaz gain, erromatar garaiko beste hainbat eraikinen, kaleren eta bestelako azpiegituren aztarnak izan daitezkeenak ere ageri dira irudietan. Datu guztiak Berrian eta Alea aldizkarian.

Argitalpenak

Koloretako intsektuak liburu ilustratuak intsektuak beste era batera ikusten lagunduko digu. Marrazketa tresna bat da inguruan dugunari gehiago erreparatzeko, eta haren bidez, biodibertsitatea ezagutaraztea eta haren zaintza sustatzea da Maddi Astigarraga Bergara egilearen helburu nagusia. Liburu honi buruzko informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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El número Pi, representado por la letra griega π, es una de las constantes matemáticas más famosas e importantes que existen en el mundo. Este número irracional, que determina la relación entre la longitud de una circunferencia y su diámetro, concierne a múltiples disciplinas científicas como la física, la ingeniería y la geología, y tiene aplicaciones prácticas sorprendentes en nuestro día a día.

La fascinación que ha suscitado durante siglos es tal, que se viene estudiando desde hace más de 4.000 años e, incluso, cuenta con su propio día en el calendario: el 14 de marzo. Este evento internacional vino de la mano del físico estadounidense Larry Shaw, quien en 1988 lanzó la propuesta de celebrar esta efeméride. La forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos de la famosa constante matemática: 3-14 martxoaren 14 en euskara / 3-14 March, 14th en inglés. En los últimos años, la conmemoración del Día de Pi se ha ido extendiendo, hasta tal punto que el 26 de noviembre de 2019 la UNESCO proclamó el 14 de marzo Día Internacional de las Matemáticas.

Un año más, el Basque Center for applied Mathematics-BCAM y la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU nos sumamos a la celebración, organizando la quinta edición del evento BCAM NAUKAS, que se desarrolló a lo largo del 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU.

En esta charla, Raquel Villacampa parte del hecho de que, desde la antigüedad, se ha querido cuantificar la belleza, incluida y especialmente la del cuerpo humano. Incluso hoy día se entrena a las máquinas para ello.

Raquel Villacampa Gutiérrez es profesora del Departamento de Matemáticas de la facultad de Ciencias de la Universidad de Zaragoza. Es miembro del Instituto Universitario de Matemáticas y Aplicaciones de la Universidad de Zaragoza (IUMA). Es una conocida divulgadora de las matemáticas.

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

El artículo Día de pi 2024: El tamaño importa… ¿o no? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Giza DNAren historia, nola ez, oso konplexua da. Antzina deabruzko jabetzei eratxikitzen zitzaizkien zenbait afeziok gure genoman txertatutako jatorri birikoa izan dezakete. Ancient viral DNA appears connected to some psychiatric conditions, Rosa García-Verdugok idatzia

Arau orokor gisa, tenperatura zenbat eta altuagoa izan, orduan eta substantzia baten kantitate handiagoak disolba ditzake urak. Zer gertatzen da lurpeko uren tenperatura igotzen bada klima aldaketa dela eta? Rising temperatures may impact groundwater quality

Gure gustu eta lehentasunetan arrazionalak garela pentsatzea gustatzen zaigu, baina benetan oso manipulagarriak gara, alderdi politikoen komunikazio kabineteek eta enpresetako marketin sailek dakiten bezala. Gaur egun, sare sozialetan guk geuk manipulatzen dugu gure buura, zikloaren itxiera. The people we like can influence the connections our memory makes, Ines Bramao, Marius Boeltzig eta Mikael Johansson.

Materia arrunta gehiegi dagoen unibertsoko eremuak dira gaindentsitate kosmikoak. Izarrak sortzen ari diren hauts askoko galaxietan bilatzea da hauek topatzeko modu bat. DIPCko jendea Dusty star-forming galaxies can trace cosmic overdensities

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

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El ciclo del agua es uno de los contenidos cruciales para conocer el funcionamiento básico de la hidrosfera en el currículo de la educación obligatoria. ¿Quién no lo recuerda? Precipitaciones que en la superficie continental conforman la escorrentía, o que se infiltran en el suelo y alimentan las aguas subterráneas. La evaporación devuelve este elemento en forma gaseosa a la atmósfera que, tras la condensación, forma las nubes que darán lugar de nuevo a las precipitaciones.

El ciclo hidrológico o ciclo del agua es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos que forman la hidrósfera.
Servicio Geológico de Estados Unidos / Wikimedia Commons

Menor atención se ha prestado a procesos geofísicos de gran importancia como la evapotranspiración asociada a los seres vivos o la interconexión entre los diferentes componentes del ciclo, fundamentalmente los del suelo, el gran olvidado.

Lo cierto es que lo que aprendimos en el colegio resulta incompleto para comprender el complejo funcionamiento de la hidrosfera. Sobre todo, si no se consideran otros procesos que interfieren directa o indirectamente. En especial, la dominación humana del ciclo del agua está ausente de representaciones y percepciones, a pesar de que las personas dependemos absolutamente del agua para nuestra supervivencia: la ingesta directa, la higiene, la producción de alimentos, los procesos industriales o el ocio y bienestar.

Saqueo en las masas de agua

Las causas centrales de la actual crisis mundial del agua intervienen en el ciclo junto con los procesos geofísicos y comienzan con la sobreexplotación de este recurso. El 70 % de los acuíferos españoles se encuentran sometidos a extracciones superiores a sus recargas. Esto genera sequías de gran magnitud en zonas tan relevantes como los parques nacionales de Doñana o las Tablas de Daimiel.

Asimismo, el excesivo consumo de agua ha transformado nuestros ríos en meros canales, repletos de embalses y trasvases. De este modo, su estado ecológico se ha visto notablemente afectado, lo que pone en riesgo los numerosos servicios ecosistémicos que nos prestan.

La sobreexplotación está relacionada con nuestro modelo socioeconómico, que abarca aspectos como el consumo de alimentos que requieren enormes cantidades de agua para su producción y modelos agroganaderos intensivos con superficies de riego que siguen incrementándose cada día.

Los nuevos regadíos permiten el cultivo superintensivo de los olivos, una especie tradicionalmente de secano.
Michelangelo-36 / Wikimedia Commons, CC BY

Los nuevos regadíos se asocian al cultivo de todo tipo de productos, como frutas tropicales (aguacate, mango…), cultivos con altos requerimientos de agua (maíz, alfalfa…) para alimentar al ganado, o el aumento de producción de cultivos tradicionalmente de secano como almendros, olivo o vid.

Turismo, ropa y pesticidas

Completan la ecuación otras actividades económicas, como el turismo (el consumo de agua por turista llega a quintuplicar el consumo per cápita local, asociado a piscinas, saunas, parques temáticos, mantenimiento de zonas ajardinadas o golf) y la moda (un kilo de algodón necesita 10 000 litros de agua para producirse y su cultivo genera problemas de sobreexplotación en numerosos ecosistemas acuáticos del planeta).

De media, se estima que el consumo de agua para un campo de golf oscila entre los 200 y los 300.000 m3/año.
Lilrizz / Wikimedia Commons, CC BY

Otro factor a tener en cuenta es la contaminación de las masas de agua, que degrada los ecosistemas hídricos y, con ello, los servicios ecosistémicos que ríos, lagos y acuíferos aportan a la biosfera y al ser humano.

Por ejemplo, los nitratos de origen agroganadero provocan que casi el 30 % de las aguas subterráneas y el 50% de las superficiales presenten una mala calidad. Este hecho impide el acceso a agua potable a una buena parte de la población del país. Otro caso alarmante es la presencia de pesticidas en las diferentes masas de agua, especialmente tóxicos para la salud humana.

A ello se suman las alteraciones del medio físico: la intensa ocupación de diferentes zonas de la cuenca mediante cultivos o urbanizaciones modifica aspectos cruciales del ciclo del agua, como la evapotranspiración, la infiltración o la escorrentía. No solo comprometen la disponibilidad del recurso a nivel local, sino que aumentan los riesgos asociados a fenómenos climáticos extremos como las inundaciones.

Injusticia hídrica

Por último, la subida de las temperaturas asociada al cambio climático provocado por la acción humana afecta directamente a diferentes procesos del ciclo del agua: aumento de la fusión de glaciares, de las tasas de evaporación y de evapotranspiración y modificación del régimen de precipitaciones.

El embalse de Barrios de Luna (provincia de León) tras la sequía de 2017 en la Península ibérica. A principios de octubre de 2017 se encontraba en una situación crítica al 5 % de su capacidad.
Pablox / Wikimedia Commons, CC BY

Como consecuencia, la disponibilidad de agua dulce va en descenso, especialmente en zonas geográficas como la mediterránea. Sin embargo, su uso no hace sino incrementarse, mostrando la nula adaptación de la población a la realidad climática actual y poniendo en mayor riesgo, si cabe, el estado ecológico de nuestras masas de agua y ecosistemas.

Por tanto, la exclusión de actividad humana de las representaciones del ciclo del agua camufla algunas de las crisis socioecológicas más acuciantes, incluidas la seguridad y la justicia hídrica. Urge solventar estas carencias y activar recursos y métodos educativos como primer paso hacia la formación de las personas y hacia una gobernanza equitativa de este recurso esencial desde una visión planetaria, pero con el foco puesto en lo cotidiano.

Sobre los autores: Rubén Ladrera Fernández, Profesor de Enseñanza Secundaria y Profesor Asociado del Área de Didáctica de las Ciencias Experimentales, Universidad de La Rioja y José Ramón Díez López, Profesor de Didáctica de Ciencias Experimentales, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo Lo que nunca nos contaron en el colegio sobre el ciclo del agua se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zer gertatuko litzateke dinosauroak duela 66 milioi urte desagertu ez balira? Agian tresnak diseinatu eta erabiltzeko gai lirateke batzuk.

Duela 66 milioi urte, 18km-ko diametroko asteroide bat erori zen Lurrera. Baina erori beharrean, ibilbidea aldatu eta Lurra jo ez balu, gaur egungo bizitza oso desberdina litzateke.

Dinosauroek, oro har, ez zuten burmuin-bolumen handiegia haien gorputzarekin alderatuta, baina baziren ezaugarri hori zuten batzuk baita ere. Eta posible da, desagertu izan ez balira, dinosauro espezie adimendunen batek eboluzionatu izana.

Ugaztunok, ordea, ez genuke lan erraza izango.



Eta…? ataleko bideoek galdera honi eta beste batzuei heltzen die, eta hainbat egoera hipotetiko zientziaren bidez azalen dira bertan. Atal hau Órbita Laika (@orbitalaika_tve) eta UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren arteko elkarlanaren emaitza dira.

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Cuando encontramos un yacimiento fósil, una de las primeras preguntas que nos hacemos es ¿por qué esos restos están ahí? ¿Los organismos que los produjeron vivían en ese lugar, estaban de paso o alguna otra entidad los arrastró hasta esa zona? Responder a esta pregunta no siempre es fácil, incluso, a veces, resulta imposible. Pero encontrar la solución nos permite contar fantásticas historias ocurridas hace millones de años. Y si no damos con la respuesta correcta, al menos generaremos hipótesis que, en muchas ocasiones, resultan apasionantes. Lo que sí es seguro es que, en todo ese proceso, las personas profesionales de la paleontología nos convertimos en detectives del pasado, al más puro estilo de miss Marple o monsieur Poirot y, al igual que estos inmortales personajes de Agatha Christie, muchas veces nos encontramos con trampas en nuestra búsqueda de la verdad.

Fotografía aérea del enorme socavón producido en mayo de 2021 en la ciudad de Puebla, México, por un colapso del terreno, posiblemente provocado por un cambio en la compactación del suelo, fruto de variaciones en su humedad relativa. Imagen: Juan Carlos Sánchez Díaz / poblanerias.com / Wikimedia Commons

En ocasiones nos topamos con noticias sorprendentes de que, de repente, el suelo se ha abierto bajo nuestros pies, quedando como testigo un enorme agujero que se traga todo lo que se encuentra sobre la superficie. La explicación a este evento, como no podía ser de otra manera, se encuentra en la Geología. La subsidencia es un término geológico con el que se define el hundimiento progresivo y relativamente lento del terreno. Aunque este hundimiento también se puede producir de manera súbita, provocando lo que se conoce como un colapso, que son los que abren los telediarios por su espectacularidad y peligro cuando suceden en zonas urbanizadas. Estos hundimientos generalmente están provocados por procesos naturales, tales como la compactación del sedimento superficial, el hundimiento del techo de una cavidad subterránea o un deslizamiento de tierra producido tras un terremoto. Pero también pueden ser inducidos o, al menos, acelerados por las acciones del ser humano: la extracción desmesurada del agua de los acuíferos desencadena una pérdida de la compactación de los materiales porosos subterráneos, que da lugar al desmoronamiento de los que tienen por encima; o una minería de interior mal planificada puede acabar con derrumbes de los techos de las galerías.

Os estaréis preguntando que a qué viene un cambio tan radical de tema entre el primer párrafo y el segundo. Pues aquí es donde os he puesto la trampa. Una trampa natural y muy geológica, por supuesto. Porque resulta que, en paleontología, denominamos trampa a hendiduras, socavones o fosas generadas por el hundimiento del terreno que actúan como grandes tumbas de animales, terminando, si todo va como esperamos, por dar lugar a un yacimiento fósil en el que se acumulan abundantes restos de organismos.

El proceso es el siguiente. De repente, y por motivos naturales, se produce un colapso del terreno generando un gran socavón o una amplia hendidura en el suelo. En el momento del hundimiento, algunos animales podían encontrarse justo encima de la porción de terreno que colapsó, siendo literalmente tragados por la tierra. Esta cavidad también se convertirá en un depósito de agua, acumulando tanto la de la lluvia como el agua de las avenidas de arroyos y riachuelos, atrayendo a sus profundidades a animales sedientos. O simplemente actuará como un agujero en el camino al que caerán aquellos animales que pasen despistados junto a él. Sea como fuere, todos aquellos animales, grandes y pequeños, que se precipiten en el socavón, quedarán atrapados en su interior, sin posibilidad de salir. Y esta acumulación de presas indefensas se convertirá en un imán para depredadores hambrientos, que no durarán en precipitarse al agujero para darse un festín, sin saber que será su última comida. Incluidos los carroñeros, atraídos en este caso por el olor de la carne en descomposición, también desconocedores de que correrán la misma suerte que sus presas, caerán de cabeza en la trampa. Con el paso del tiempo, todos estos restos quedarán enterrados por la acumulación de los sedimentos que, poco a poco, rellenan el socavón. Y, miles o millones de años después, acabarán preservados en forma de fósiles. Vamos, que el nombre de trampas naturales les viene que ni pintado a estos agujeros del terreno en los que se produce el depósito de multitud de animales.

Identificar si el yacimiento fósil que hemos encontrado es una trampa o no es relativamente fácil. El estudio geológico nos da muchas pistas, ya que se trata de zonas de acumulación de sedimentos con unos límites bien definidos y que se encuentran rodeados por rocas sólidas. Además, en ambientes naturales, hay una mayor presencia de microorganismos frente a organismos de mayor tamaño y un mayor porcentaje de herbívoros que de carnívoros. Sin embargo, en las trampas se encuentran grandes acumulaciones de animales macroscópicos y están invertidas las proporciones, apareciendo una gran abundancia de carnívoros (el anhelo de una presa fácil atrae a muchos depredadores, pero terminan convirtiéndose en el cazador cazado). Incluso el estado de conservación de los restos es casi excepcional en la mayoría de los casos, apareciendo esqueletos muy completos y con los huesos en conexión anatómica (muchos de los animales morían al caer al agujero y cuando llegaban los depredadores no les daba tiempo a desperdigar los restos porque terminaban corriendo la misma suerte que sus presas).

Recreación de la trampa natural del yacimiento paleontológico del Cerro de los Batallones, Madrid, con los animales atrapados en su interior. Ilustración: David Zurita Gómez /behance.net

Los yacimientos paleontológicos de tipo trampa natural son más comunes de lo que pensamos. Un ejemplo son los yacimientos paleontológicos del Cerro de los Batallones, en Madrid, donde aparecen abundantes fósiles de macrovertebrados de finales del Periodo Mioceno que permiten conocer la fauna que hábito en el centro peninsular hace entre unos 11 y 9 millones de años. O el yacimiento del Complejo Galería, en la Sierra de Atapuerca, una trampa natural que aprovechaban las poblaciones de preneandertales para aprovisionarse de la carne de los animales que caían en ella.

Aunque la naturaleza hace trampas, también nos da una herramienta para evitarlas, la Geología. No es necesario esperar a ver como se abre la tierra y se traga un coche o una casa para saber que el terreno se puede hundir y engullir lo que se encuentre en su camino. Mientras paseamos por el campo, si miramos alrededor, las rocas, el paisaje, el tipo de sedimento e, incluso, los cambios de vegetación nos están dando pistas sobre la posibilidad de encontrarnos con socavones o hendiduras en donde podríamos caernos si damos un mal paso. Así que, si no queremos terminar formando parte de un yacimiento paleontológico muy particular en unos miles de años, más nos vale mirar bien donde pisamos para no caer en la trampa.

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 ¡Es una trampa (paleontológica)! se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Agian noizbait, edo akaso askotan, entzun izan duzu polinizatzaileak eta polinizazioa bera garrantzi handikoak direla. Ziur gainera polinizatzaileetan pentsatzean erleren baten irudia etortzen zaizula burura. Eta arrazoi duzu, erleak polinizatzaile bikainak dira. Hala ere, Euskal Herrian bertan eta mundu osoan zehar polinizatzaile ugari daude eta guztiak dira beharrezkoak!

Irudia: “Koloretako intsektuak” liburuaren azala. (Ilustrazioa: Maddi Astigarraga Bergara. Iturria: Sua Edizioak)

Baina polinizatzaile hauek ezagutu ezean… ezin zaindu! Askotan inguruari erreparatu ere egin gabe pasatzen gara gure herrietako kale, belardi eta parkeetatik. Ez dugu horretarako astirik hartzen.

Zenbat hego ditu erle batek? Eta zenbat hanka kakalardoak? Marigorringoak ba ahal du antenarik?

Eskuan arkatza eta papera hartu eta inguruan duguna marrazten hasten garenean gehiago erreparatzen diogu parean dugunari, eta hobeto behatzen dugu. Hala, erleen hegoetan, kakalardoen hanketan eta marigorringoen antenetan hobeto fixatzeko balio du marrazketak. Gainera ez ahaztu komunikazio-tresna oso indartsua dela irudia.

Polinizatzaileak eta inguruko biodibertsitatea zaintzeko behar beharrezkoa dugu berauek ezagutzea. Beraz, liburuxka honen bidez, intsektuak beste era batera begiratu eta ikusteko asmoz, ingurua bera marraztera gonbidatzen zaitugu.

Zabaldu begiak, erne belarriak, jakinminez beterik gogoa, eta papera eta arkatza eskuan, has dezagun abentura.

Marraztu ezagutzeko, ezagutu zaintzeko!

Argitalpenaren fitxa:

• Izenburua: Koloretako intsektuak
• Egilea: Maddi Astigarraga Bergara
• Argitaletxea: Sua Edizioak
• Hizkuntza: Euskara
• Urtea: 2024
• Orrialdeak: 72
• ISBNa: 978-84-8216-869-2

Iturria:

Sua Edizioak: Koloretako intsektuak

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No sobreestiméis la ciencia, no penséis que la ciencia es todo lo que hay, no os concentréis tanto en la ciencia que acabéis viviendo una vida deformada. La ciencia no es todo lo que hay, y la ciencia no es capaz de resolver todos los problemas de la vida. También hay muchos otros problemas muy importantes que la ciencia no puede resolver. Así que espero que no haya nadie en esta sala que vaya a pasar los próximos siete días sin leer algo de poesía. Espero que no haya nadie en esta sala que vaya a pasar los próximos siete días sin escuchar algo de música, algo de buena música, algo de música moderna, algo de música. Espero de verdad que no haya nadie aquí que no esté interesado en las artes creativas, interesado en el teatro, interesado en la danza. Espero que os intereséis seriamente por la religión, porque si no abrís vuestras mentes y vuestras actividades a esta gama de cosas, vais a llevar una vida demasiado estrecha.

Warren Weaver, Four Pieces of Advice to Young People, 1966.

Warren Weaver (1940). Fuente: Wikimedia Commons.

 

Warren Weaver nació el 17 de julio de 1894 en la ciudad de Reedsburg (Wisconsin, Estados Unidos). Era el pequeño de los dos hijos de Kittie Belle Stupfel e Isaiah Weaver, un farmacéutico. La familia se mudó a Madison en 1904. Allí Weaver asistió a la escuela secundaria e inició sus estudios superiores en la Universidad de Wisconsin.

Cuando era solo un niño, se divertía montando aparatos mecánicos y eléctricos, por ello, cuando ingresó en la universidad, deseaba convertirse en ingeniero. Pero algunos de sus profesores, en particular los matemáticos Max Mason (1877-1961) y Charles Slichter (1864-1946), le animaron para que se formara en física matemática.

Weaver se licenció en 1916 y comenzó a preparar su doctorado, que completó en 1921. Con Mason colaboró al principio de su carrera. De hecho, publicaron conjuntamente el libro The Electromagnetic Field en 1929.

En 1919 contrajo matrimonio con Mary Hemenway, una compañera de estudios, que fue profesora de latín e historia antigua y después ama de casa tras el nacimiento de su hijo Warren Jr. y su hija Helen.

De las matemáticas a la biología molecular

Warren Weaver comenzó su carrera como profesor de matemáticas en varios centros universitarios, en particular en la Universidad de Wisconsin.

En 1931, Mason presidía la Fundación Rockefeller e invitó a Weaver a unirse a su equipo como responsable de la División de Ciencias Naturales. En ese momento, en muchas universidades del mundo se hablaba de la necesidad de un enfoque interdisciplinar en la investigación en ciencias biológicas.

Tras muchas dudas, entre otros motivos porque lamentaba dejar el mundo de la docencia y de la investigación, aceptó el puesto. Y sugirió que el programa científico de la fundación abandonara su anterior preocupación por las ciencias físicas hacia un «interés en estimular y ayudar a la aplicación a problemas biológicos básicos, de las técnicas, procedimientos experimentales y métodos de análisis tan eficazmente desarrollados en las ciencias físicas». La Fundación aceptó esta propuesta y, desde ese nuevo puesto, Weaver ejerció una profunda influencia en el desarrollo de la biología a nivel mundial.

Años más tarde, en una carta dirigida a J. M. H. Carson en junio de 1949, Warren Weaver expresaba su confianza en la relevancia de la investigación en biología molecular:

El siglo de la biología en el que estamos embarcados ahora ya no es cuestión de trivialidades. Es un movimiento de dimensiones realmente heroicas, uno de los grandes episodios de la historia intelectual del hombre. Los científicos que impulsan este movimiento hablan en términos de nucleoproteínas, de ultracentrifugadoras, de genética bioquímica, de electroforesis, de microscopía electrónica, de morfología molecular, de isótopos radiactivos. Pero no hay que confundirse por estos terribles términos y, sobre todo, no hay que dejar engañarse pensando que esto es mero artilugio. Ésta es la manera fiable de buscar una solución a los problemas del cáncer y la polio, los problemas del reumatismo y del corazón. Este es el conocimiento en el que debemos basar nuestra solución de los problemas de la población y alimentarios. Esto es el conocimiento de la vida.

Weaver también se desempeñó como asesor científico (1947-1951), administrador (1954) y vicepresidente (desde 1958) del Instituto Sloan-Kettering para la Investigación del Cáncer.

Incursiones en la teoría de la comunicación

A Weaver le entusiasmaban la teoría de la probabilidad y la estadística. En 1963 publicó Lady Luck. The Theory of Probability, un pequeño libro sobre probabilidad dirigido a un público no experto. Aunque tenía una enorme habilidad con las palabras, estimaba que su aportación matemática durante su etapa universitaria se reducía a soluciones rutinarias de algunos problemas, pero que no eran contribuciones imaginativas reales al avance del conocimiento matemático.

Sin embargo, escribió una introducción expositiva a la teoría matemática de la comunicación en un artículo aparecido en The Mathematical Theory of Communication (1949) en el que Weaver sugería que había tres niveles de problemas en la comunicación:

1. Un problema técnico: ¿con qué precisión se pueden transmitir los símbolos de la comunicación?
2. Un problema semántico: ¿con qué precisión los símbolos emitidos transmiten el significado deseado?
3. Un problema de efectividad: ¿en qué medida el significado recibido afecta la conducta de la manera deseada?

El primer artículo de este libro (que ocupa prácticamente dos tercios de la obra) tiene como autor al matemático y criptógrafo Claude E Shannon (1916-2001) recordado como «el padre de la teoría de la información».

La pasión por la traducción automática

También en 1949 promovió la investigación para el desarrollo de sistemas de traducción automática tras un informe para la Fundación Rockefeller en el que señalaba que existía una analogía entre la decodificación mecánica y la traducción.

Naturalmente, uno se pregunta si el problema de la traducción podría ser tratado como un problema de criptografía. Cuando veo un artículo en ruso, digo: «Esto está escrito en inglés, pero ha sido codificado con algunos símbolos extraños. Ahora procederé a descifrarlo».

Carta de Warren Weaver a Norbert Wiener, 1947

En este sentido, y fascinado por Las aventuras de Alicia en el país de las maravillas de Lewis Carroll (1832-1898), Weaver acumuló 160 versiones del libro en 42 idiomas. En 1964, escribió el libro Alice in many tongues; the translations of Alice in Wonderland, sobre la historia de las diferentes traducciones de esta obra, y diseñó una manera de evaluar la calidad de diferentes versiones, estudiando las bromas y giros de Una merienda de locos.

Páginas 108 y 109 de Alice in many tongues; the translations of Alice in Wonderland. Fuente: Captura de pantalla de Internet Archive.

 

Gracias a sus numerosos contactos, para llevar a cabo esta tarea consiguió la colaboración de un importante grupo de colaboradores en el ejercicio de evaluación. Entre estas personas destacamos a la antropóloga Margaret Mead (para valorar la traducción a la lengua pidgin del Pacífico Sur), el alcalde de Jerusalén Teddy Kollek o el bioquímico y Premio Nobel Hugo Theorell (para la traducción al sueco).

Aunque Wiener falleció el 24 de noviembre de 1978, el proyecto Alice in a World of Wonderlands: the Translations of Lewis Carroll’s Masterpiece (2015) continuó con el análisis de las traducciones de Alicia… en 174 idiomas, en una línea similar a la del matemático y administrador científico.

Referencias

• Warren Weaver, MacTutor History of Mathematics Archive, St Andrews University
• Mina Rees, Warren Weaver (1894-1978), Bibliographical Memoir, National Academy of Sciences, 1987
• Warren Weaver, Wikipedia

 

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y editora de Mujeres con Ciencia

El artículo Warren Weaver, de la física matemática a la traducción automática se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Giltzurruneko kalkuluak, «giltzurruneko harri» gisa ezagunagoak, osasun-arazo oso ohikoa dira. Zenbatesten da populazio osoaren % 10 inguruk pairatuko dituela momenturen batean gernuan zenbait konposaturen kristalizaziotik abiatuta pixkanaka sortzen diren harritzar mingarri horiek.

Harrien tamaina eta forma oso aldakorra da. Egun, tamainaren munduko marka duen giltzurruneko harria Sri Lankako paziente batean detektatu zen 2023an. Izan ere, ezinezkoa zen harri koskorra ez detektatzea: 13,4 zentimetro luze zen eta 800 gramoko pisua zuen.

Kasu gehienetan (% 75 inguru), giltzurruneko harriak kaltzioz osatuta daude. Eta, neurri txikiagoan, azido urikoz, kristinaz edo estrubitaz (magnesioa eta amonio fosfatoa) osatzen dira. Faktore anitz daude tartean harri horiek sor daitezen: gernu oso azidoa edo oso basikoa eragiten duten pH-aren alterazioak, gernu infekzioak edo hiperparatiroidismoa bezalako gaixotasunak, askotariko arrazoirengatik —arrazoi genetikoak, ingurumenekoak edo bizimoduari lotutakoak, kalkuluak sortzeko inhibitzaileen defizita…— gernuan konposatu jakin batzuen kontzentrazio handiak, eta abar.

Irudia: gizartean zabalduta dago kaltzio-kontzentrazio handia duten urek giltzurruneko kalkuluak sor ditzaketenaren ideia. (Argazkia: Andres Siimon – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash)Eta, txorrotako ura?

Kultura popularrean oso hedatuta dago edaten dugun uraren konposizio mineralak baduela eragina giltzurrunetan harriak agertzeko. Uste horren arabera, ur gogorrak kontsumitzeak (bereziki kaltzio-kontzentrazio handia dutenak) denborarekin kalkuluak sor daitezela lagunduko luke.

Espainiako Mediterraneoko arroan (Andaluzia, Murtzia, Valentziako Erkidegoa eta Katalunia) bereizgarria da edateko ura, hain zuzen ere, herrialdeko beste eskualde batzuetan baino kaltzio ehuneko handiagoa baitu. Mineral horrek eta kloroak zapore bizia eta bereizgarria ematen diote bertako urari, eta jendeak ez du bereziki maite (horren erakusle dira supermerkatuetan erosten diren ur mineraleko txanbilak eta txorrotetan instalatutako ur-iragazkiak). Hala ere, zapore desatseginaz harago, txorrotako ur gogorrak benetan areagotzen al du giltzurruneko harriak sortzeko arriskutsua?

Galderari erantzuteko, lehenik eta behin kontuan izan behar dugu Europako kontsumitzeko uren kalitatea eta konposizioa zorrotz araututa dagoela giza-osasuna babesteko hainbat legeren bidez. Beste parametro askoren artean, kaltzio karbonatoaren (CaCO3) kontzentrazioa kontrolatzen da; hori da uraren gogortasuna definitzen duen faktore nagusia. Hau da Europako edateko urean baimendutako kontzentrazio handiena: 500 mg/l. Aintzat hartzen badugu Espainian banatzen den edateko ur guztiaren % 0,5 besterik ez dela gizakiok ez edateko modukoa, esan daiteke estatuko ur gogorrenek ezin dutela gogorregiak izan. Osasunaren Mundu Erakundeak argitaratutako txostenen arabera, kaltzio karbonatoa adierazitako mugen barruan duten urek ez lukete gizakiontzako kalte ondoriorik sortu behar.

Kalitatea baino gehiago, kantitatea

Adierazitakoaz harago, hori garrantzitsua bada ere, beste datu batzuek ere islatzen dute giza-kontsumorako edateko uraren gogortasunak ezer gutxi edo ezer ez eragiten duela herritarrek giltzurrunetan harriak izateko arriskuan. Alde batetik, hainbat ikerketa epidemiologikok ez dute loturarik ikusten, edo lotura hori oso ahula da, ur gogorraren kontsumoaren eta giltzurruneko kalkuluak izateko arriskua areagotzearen artean.

Hala ere, ikusi da ur gogorragoak edateak lotura duela gernuan zitrato, magnesio eta kaltzioaren iraizpen handiagoarekin. Hala ere, horrek ez du per se esan nahi kalkuluak izateko arrisku handiagoa dagoenik. Baina, medikuek, prebentzio-neurri gisa, aurretik giltzurrunean harriak izan dituzten pazienteei gomendatu ahal diete konposizio espezifikoko urak edateko, izan dituzten harrien motaren arabera, nahiz eta ebidentzia zientifikoak badioen lotura hori ahula dela. Pazienteen % 50 inguruk harriak izaten dituzte berriro 5-10 urtera, eta horregatik jokatzen da kautelaz.

Laburbilduz, oraindik ere ez dago argi ur gogorrak kontsumitzeak arrisku osagarririk ekartzen duenik biztanleria orokor osasuntsuan giltzurruneko kalkuluak sortzeko. Arriskuren bat egongo balitz, ikerketen arabera, arrisku txikia izango litzateke, eta ez oso garrantzitsua, aintzat hartzen baditugu giltzurruneko harriak agertzeko eragiten duten faktore guztiak. Nolanahi ere, adostasun sanitario eta zientifikoa dago kalkuluak agertzeko arriskua murrizteko ageriko eragina duen jarraibide honetan: egunero ur asko edan behar da gernu produkzioaren bolumena areagotzeko eta gernua gehiegi kontzentra dadila saihesteko. Zentzu horretan, gomendatzen da aurretik giltzurruneko harriak izan dituzten pazienteek egunero gutxienez 2 litro ur edan ditzatela. Hau da, ez da hainbeste uraren kalitatea kontuan izan beharrekoa, baizik eta hartzen dugun uraren kantitatea, harrien agerpena prebenitzeko edo harriak berriro sor daitezela saihesteko.

Egileaz:

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

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2024ko urtarrilaren 15ean: Aguas duras y cálculos renales.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Las redes neuronales y otras formas de aprendizaje automático aprenden en última instancia mediante prueba y error, una mejora cada vez.

Un artículo de John Pavlus. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Ilustración: Son of Alan / Quanta Magazine

A estas alturas, muchas personas creen que saben qué es el aprendizaje automático: se “alimentan” los ordenadores con un montón de “datos de entrenamiento” para que “aprendan” a hacer cosas sin que tengamos que especificar exactamente cómo. Pero los ordenadores no son perros, los datos no son chuches y la oración anterior tiene demasiadas comillas. ¿Qué significa realmente todo esto?

El aprendizaje automático es un subcampo de la inteligencia artificial que explora cómo simular (o superar) computacionalmente la inteligencia humana. Si bien algunas técnicas de IA (como los sistemas expertos) utilizan otros enfoques, el aprendizaje automático impulsa la mayor parte del progreso actual en el campo al centrarse en una cosa: usar algoritmos para mejorar automáticamente el rendimiento de otros algoritmos.

Así es como esto puede funcionar en la práctica, para un tipo común de aprendizaje automático llamado aprendizaje supervisado. El proceso comienza con una tarea, por ejemplo, «reconocer gatos en fotografías». El objetivo es encontrar una función matemática que pueda realizar la tarea. Esta función, llamada modelo, tomará un tipo de números como entrada (en este caso, fotografías digitalizadas) y los transformará en más números como salida, que podrían representar etiquetas que digan «gato» o «no gato». El modelo tiene una expresión matemática básica, o forma, que proporciona cierta estructura para la tarea, pero no es probable que produzca resultados precisos al principio.

Ahora es el momento de entrenar el modelo, que es donde otro tipo de algoritmo toma el relevo. Primero, una función matemática diferente (llamada la objetivo) calcula un número que representa la «distancia» actual entre los resultados del modelo y el resultado deseado. Luego, el algoritmo de entrenamiento utiliza la medición de la distancia al objetivo para ajustar la forma del modelo original. No es necesario “saber” nada sobre lo que representa el modelo; simplemente empuja partes del modelo (llamadas parámetros) en ciertas direcciones matemáticas que minimizan esa distancia entre la salida real y la deseada.

Una vez realizados estos ajustes, el proceso se reinicia. El modelo actualizado transforma las entradas de los ejemplos de entrenamiento en resultados (ligeramente mejores), luego la función objetivo indica otro ajuste (ligeramente mejor) del modelo. Y así sucesivamente, adelante y atrás, adelante y atrás. Después de suficientes iteraciones, el modelo entrenado debería poder producir resultados precisos para la mayoría de sus ejemplos de entrenamiento. Y aquí está el verdadero truco: también debe mantener ese desempeño en nuevos ejemplos de la tarea, siempre y cuando no sean muy diferentes de los de entrenamiento.

Usar una función para modificar repetidamente otra función puede parecer más un trabajo intenso que un “aprendizaje automático”. Pero ese es todo el quid de la cuestión. Poner en marcha este proceso mecánico permite que surja automáticamente una aproximación matemática de la tarea, sin que los seres humanos tengan que especificar qué detalles importan. Con algoritmos eficientes, funciones bien elegidas y suficientes ejemplos, el aprendizaje automático puede crear potentes modelos computacionales que hacen cosas que no tenemos idea de cómo programar.

Las tareas de clasificación y predicción, como identificar gatos en fotografías o spam en correos electrónicos, generalmente dependen del aprendizaje automático supervisado, lo que significa que los datos de entrenamiento ya están ordenados de antemano: las fotos que contienen gatos, por ejemplo, están etiquetadas como «gato». El proceso de entrenamiento da forma a una función que puede asignar la mayor cantidad posible de entradas a sus salidas (conocidas) correspondientes. Después de eso, el modelo entrenado etiqueta ejemplos desconocidos.

Mientras tanto, el aprendizaje no supervisado encuentra estructura dentro de ejemplos sin etiquetar, agrupándolos en grupos que no están especificados de antemano. Los sistemas de recomendación de contenido que aprenden del comportamiento pasado de un usuario, así como algunas tareas de reconocimiento de objetos en visión por ordenador, pueden depender del aprendizaje no supervisado. Algunas tareas, como el modelado del lenguaje realizado por sistemas como GPT-4, utilizan combinaciones inteligentes de técnicas supervisadas y no supervisadas conocidas como aprendizajes auto- y semi-supervisado.

Finalmente, el aprendizaje por refuerzo da forma a una función mediante el uso de una señal de recompensa en lugar de ejemplos de resultados deseados. Al maximizar esta recompensa mediante prueba y error, un modelo puede mejorar su desempeño en tareas dinámicas y secuenciales como jugar juegos (como ajedrez y Go) o controlar el comportamiento de agentes reales y virtuales (como los coches sin conductor o los bots conversacionales).

Para poner estos enfoques en práctica, los investigadores utilizan una variedad de algoritmos que suenan exóticos, desde máquinas kernel hasta Q-learning. Pero desde la década de 2010, las redes neuronales artificiales han pasado a ocupar un lugar central. Estos algoritmos, llamados así porque su forma básica está inspirada en las conexiones entre las células cerebrales, han tenido éxito en muchas tareas complejas que antes se consideraban poco prácticas. Los modelos de lenguaje extenso, que utilizan el aprendizaje automático para predecir la siguiente palabra (o fragmento de palabra) en una cadena de texto, se construyen con redes neuronales «profundas» con miles de millones o incluso billones de parámetros.

Pero incluso estos gigantes, como todos los modelos de aprendizaje automático, son solo funciones en el fondo: formas matemáticas. En el contexto adecuado, pueden ser herramientas extremadamente poderosas, pero también tienen debilidades conocidas. Un modelo «sobreajustado» se ajusta tan perfectamente a sus ejemplos de entrenamiento que no puede generalizar de manera fiable, como un sistema de reconocimiento de gatos que falla cuando se pone una foto al revés. Los sesgos en los datos pueden verse amplificados por el proceso de capacitación, lo que lleva a resultados distorsionados, o incluso injustos. E incluso cuando un modelo funciona, no siempre está claro por qué. (Los algoritmos de aprendizaje profundo están particularmente afectados por este problema de «interpretabilidad»).

Aún así, el proceso en sí es fácil de reconocer. En el fondo, todas estas máquinas aprenden de la misma manera: adelante y atrás, adelante y atrás.

 

 

El artículo original, What Is Machine Learning?, se publicó el 8 de julio de 2024 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo ¿Qué es el aprendizaje automático? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Azken glaziazioan Ipar Atlantikoan gertatutako izozmendien askatzea eta klima-aldaketagatik gertatuko dena alderatuz, ondorioztatu dute oraingoan ez dela ur geza adina isuriko Europako klima epeltzen duen Ipar Atlantikoko itsaslasterra geldiarazteko.

1. irudia: izozmendiek ur geza askatzen dute ozeanoan eta, kopuru handietan isuriz gero, ozeanoaren gazitasuna aldatu dezakete, eta zirkulazio termohalinoan eragin. (Argazkia: Alexander Hafemann – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash)

Behin baino gehiagotan aipatu dugu hemen zeinen erronka eskerga den epe erdirako eguraldia zein, oro har, joera klimatikoak aurreikusten saiatzea, zinez zaila baita izaera ez-lineala duten sistema horietan parte hartzen duten aldagaiak neurtzea, zein beren arteko elkarrekintzen ondorioak iragartzea.

Mundu-mailako sistema klimatikoan eragiten duten faktoreen artean, azken urteotan mediatikoenetakoa da Atlantikoaren Hegoaldeko Iraultze Zirkulazioa —gehienetan AMOC gisa ezagututa, ingelesezko siglen arabera—. Itsaslaster hori funtsezkoa da gaur egungo egoera klimatikoa ulertzeko, tartean Mendebaldeko Europako klima epeltzen duelako. Funtsean, itsaslasterrak azaleko ur epela iparraldera eramaten du, eta hegoaldera bueltatzen du hondoko ur hotza.

Mundu-mailako zirkulazio termohalinoren zati garrantzitsua da itsaslaster hau, eta, horregatik, sistema klimatiko globalaren funtsezko osagarria da. Ipar Atlantikoa da itsaslasterraren erdigunea, bertan azaleko ura hoztu eta hondoratzen baita. Horrek abian jartzen du hein handi batean klima arautzen duen uhal garraiatzailea.

Aipatutako interes mediatikoa, hein handi batean, itsaslaster horretan asaldura garrantzitsu bat gertatuz gero sor litezkeen muturreko ondorioen inguruan biltzen da. Izan ere, denetariko agertokiak marraztu izan dira sistemaren balizko kolapsoaren bueltan, kliman sortu litezkeen aldaketak direla eta. Ohi bezala, hedabide askotan egindako tratamendua oso urrun dago errealitatetik, baina horrek ez du esan nahi adituen artean kezka eta eztabaida ez dagoenik; horregatik, etengabekoak dira gaiaren bueltan egiten diren ekarpen zientifikoak.

Azkena Science aldizkarian mahai gainean jarri dute. Oraingoan, balizko kolapso horren gaineko espekulazioa baino, ikertzaileek paleoklimatologiara jo dute, iragana ulertuz oraina hobeto konprenitu nahian. Argitaratutako zientzia-artikuluan, gaur egungo egoeraren eta azken glaziazioan gertatu ziren Heinrich gertaeren arteko “lehen alderaketa” egin dute bi zientzialarik.

Aipatutako gertaera horiek azken glaziazioan jazo ziren, Groenlandiako glaziarretatik izozmendiak Ipar Ozeano Atlantikora askatu zirenean, itsaslasterrek eramanda. Izozmendi horiek urtu zirenez gero, Ipar Atlantikora ur geza asko askatu zen, eta, horien eragina zein izan zen ebaztea arras zaila izanik ere, zientzialariek uste dute garaiko klimaren gorabeherekin korrelazioak egon zitezkeela.

Santa Barbara Kaliforniako Unibertsitateko (AEB) doktoretza-ondorengo ikertzaile den Yuxin Zhou ahalegindu da aurreikusten gaur egungo joerek AMOC itsaslasterrean izan litzatekeen ondorioak. Emaitzen arabera, klima-aldaketa dela eta egiten diren aurreikuspenetan oinarrituta, izozmendien askatzea erdi-mailako Heinrich gertaera baten parekoa izango dela aurreikusi daiteke.

2. irudia: zirkulazio termohalinoaren bitartez, mundu mailako itsaslasterren sistema eratzen da, eta eragin klimatiko handia du. (Irudia: NOAAk argitaratutako bideo batetik lortutako irudia. Iturria: NOAA)

Dena dela, Groenlandiako izotz-geruzak atzera egiten duen heinean, izozmendien askatzea ez da luzatuko itsaslasterra aldatzeko adina denboran, eta horrek, nolabait, efektua ahuldu lezake. Hots, ikertzaileak uste du izozmendien askatzea ez dela nahikoa izango oraingo itsaslasterra guztiz eraldatzeko.

Gauzak hala izanik ere, eta Lur-sistemaren konplexutasuna aintzat hartuta, ondorio orokorra ez da baikorra, argi duelako ere ur gezaren askatzea —ondorengo gazitasunaren aldaketarekin— eta beroketa globala bera arriskutsuak direla itsaslaster horren egonkortasunerako.

Zientzialariak dio AMOC itsaslasterra partez ahulduta zegoela izozmendiekin gertaera hauek izan aurretik. Gaur egun, baina, ur laster hori oso indartsua dela azaldu du eta, haren esanetan, hori bada “lasaitzeko motibo”.

“Ikerketa honek adierazten du oraindik badela itxaropena, eta ideia hori buruan jardun beharko genuke”, adierazi du zientzialariak prentsa-ohar batean.

Sedimentuen azterketa

Azken glaziazioan, duela 16.000 eta 68.000 urte bitartean bereziki ahulduta egon zen itsaslasterra. Batez ere Ipar Amerika gehiena bere gain hartzen zuen Laurentiar izotz-geruzatik askatu ziren izozmendiek ur geza asko sartu zuten ozeanoan. Horretaz konturatu zen Hartmut Heinrich geologoa, eta harengatik datorkio izena pasarte geologiko horri.

Besteak beste, itsas hondoko sedimentuetan pilatutako torio-230 isotopoaren analisian abiatu zen Heinrich. Isotopo honen maila neurtuta, gutxi gorabehera ondorioztatu daiteke zenbat sedimentu pilatu ziren garai bakoitzean. Horren arrazoia da itsas uretan dagoen uranioaren desintegrazioaren ondorioz sortzen dela torioa, eta, uretan ondo disolbatzen ez denez, modu konstantean pilatzen dela hondoan. Gero eta sedimentu gehiago egonda, torioaren kontzentrazioa gutxitu egiten da. Hala, gero eta torio gutxiago atzemanda, orduan eta sedimentu gehiago pilatu zirelako adierazlea da.

Urarekin edo haizearekin alderatuz, geologoek jakin badakite izozmendiek sedimentu gehiago eramaten dituztela itsasora. Hala, funtsean, torio gutxiago aurkitzeak esan nahi du izozmendi gehiago jaso zituela itsasoak.

Erreferentzia bibliografikoa: Zhou, Yuxin; McManus, Jerry F. (2024). Heinrich event ice discharge and the fate of the Atlantic Meridional Overturning Circulation. Science 384, 983-986. DOI:10.1126/science.adh8369 Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Foto: Kelly Sikkema / Unsplash

 

Los genes del espermatozoide contribuyen de forma decisiva al individuo que se formará tras la fecundación del óvulo. En el caso de los humanos, los 23 cromosomas paternos se combinan con el mismo número de cromosomas maternos para originar un nuevo ser. ¿Existe alguna contribución paterna al margen de la cromosómica? Se suele afirmar que las mitocondrias, que también contienen su propio conjunto de genes, no se transmiten por vía paterna, y que la herencia mitocondrial es exclusivamente materna. Esto es algo inexacto, ya que sí hay mitocondrias del espermatozoide que acceden al óvulo, pero tanto ellas como su ADN terminan siendo eliminados por diversos mecanismos.

Desde hace relativamente poco tiempo sabemos que hay otra aportación del espermatozoide cuya importancia empezamos a conocer. Se trata de las moléculas conocidas como sncRNAs (por small non-coding RNA, pequeñas secuencias de ácido ribonucleico no codificante). Tienen una longitud inferior a los 200 nucleótidos y derivan de fragmentos de ARN de transferencia y ribosómico. Estos ARN se encargan, respectivamente, del transporte de aminoácidos para ensamblar el polipéptido y de organizar el ribosoma en el que se produce dicho ensamblaje.

El conjunto de sncRNAs que el espermatozoide entrega al óvulo junto con su núcleo es complejo, dinámico y sensible a influencias ambientales. También sabemos que influye tanto en el desarrollo embrionario como en las características del adulto (su fenotipo). Aquí pueden encontrar una reciente revisión sobre el tema. Esta influencia de los sncRNAs sobre el fenotipo adulto se produce a nivel epigenético, es decir, sin implicar cambios en la secuencia del ADN. Los sncRNAs transferidos desde el espermatozoide pueden modular la expresión de los genes del descendiente provocando cambios fenotípicos. Hablamos por tanto de una herencia epigenética influida por factores ambientales.

Un artículo recién publicado en Nature por un grupo de investigadores alemanes y austríacos ha mostrado que, en ratones, la dieta del padre en el momento del apareamiento tiene influencia en la salud metabólica de los descendientes masculinos, y que esta influencia se produce a nivel epigenético mediante la aportación espermática de sncRNAs.

Un primer experimento consistió en alimentar a ratones macho con una dieta rica en grasa durante dos semanas. Estos ratones se aparearon con hembras y se comprobó que alrededor del 30% de los descendientes masculinos desarrollaban resistencia a la insulina e intolerancia a la glucosa, signos característicos de la diabetes de tipo II. En un segundo ensayo, tras las dos semanas de dieta grasa, los ratones volvieron a recibir una dieta normal durante un mes. Tras el apareamiento, los descendientes no desarrollaron ningún problema metabólico. Los investigadores concluyeron que la influencia de la dieta se ejercía durante el periodo de maduración de los espermatozoides en el epidídimo. Vamos a explicar esto más despacio.

Figura 1. A la izquierda se muestra la posición del epidídimo sobre el testículo con sus diferentes partes. De KDS444, CC BY-SA 3.0. A la derecha vemos como el epitelio del epidídimo libera epididimosomas, vesículas extracelulares que transportan proteínas, ADN y ARN hasta los espermatozoides en maduración. De ER James et al. Int. J. Mol. Sci. 2020, CC BY 4.0

Los espermatozoides se forman en el testículo a partir de las células germinales, unos precursores con gran capacidad proliferativa. Una vez formados, atraviesan una larga estructura tubular llamada epidídimo1. Los espermatozoides del ratón emplean alrededor de una semana en recorrer este tubo de un metro de longitud. Durante el recorrido los espermatozoides incorporan epididimosomas, vesículas cargadas de moléculas procedentes del epitelio del epidídimo, entre ellas los sncRNAs que luego transferirán al óvulo (Figura 1).

El estudio de Nature mostró que si la dieta grasa se suspendía antes del ingreso de los espermatozoides en el epidídimo, no se producían consecuencias en la descendencia. Es decir, la (mala) influencia de la dieta grasa se producía durante el paso por el epidídimo. Y los responsables de esto eran los sncRNAs transferidos. De hecho, la dieta grasa provocaba un aumento precisamente en los niveles de sncRNA de origen mitocondrial en todos los tejidos, epidídimo incluido, un cambio que revertía tras el regreso a la dieta normal.

De forma independiente, los investigadores estudiaron las consecuencias de las mutaciones en dos genes, Mrpl23 y Ndufb8, que causaban aumento de los fragmentos no codificantes de ARN mitocondrial. Los descendientes de los portadores masculinos de estas mutaciones mostraban las mismas alteraciones metabólicas que los descendientes de machos alimentados con dieta grasa.

Los autores de esta investigación indagaron si los resultados obtenidos en ratones podrían tener alguna implicación clínica. Comprobaron que los niveles de fragmentos de ARN de transferencia y de origen mitocondrial estaban correlacionados con el índice de masa corporal de los varones. Al mismo tiempo mostraron que el sobrepeso paterno en el momento de la concepción duplica el riesgo de obesidad de los hijos y compromete su salud metabólica. La carga de sncRNAs en el esperma podría ser el nexo entre estas dos observaciones.

Figura 2. Modelo propuesto por Tomar et al. para explicar la influencia epigenética de la dieta grasa del padre. El daño mitocondrial provocaría un aumento de la transcripción de los genes mitocondriales y de la carga de sncRNAs en los epididimosomas. La transferencia de estos ARNs al espermatozoide y luego al ovocito modificaría la expresión génica durante el desarrollo aumentando el riesgo metabólico del descendiente

Un escenario apuntado en el artículo de Nature propone que la exposición a una dieta rica en grasas perjudicaría la función mitocondrial y que esto se intentaría compensar con una mayor transcripción de los genes mitocondriales (Figura 2). El consecuente aumento del contenido celular en ARN produciría un exceso de fragmentos de sncRNAs que, transportados por los espermatozoides, acabarían en el ovocito. Lo que todavía no sabemos es cómo estos fragmentos modulan la expresión de los genes embrionarios, cómo esta modulación epigenética acaba provocando consecuencias en el metabolismo de los descendientes, y por qué los hijos tienen más riesgo metabólico que las hijas.

En resumen, si es aconsejable siempre seguir una dieta saludable y mantener el peso corporal en niveles adecuados, podría serlo de forma especial para los hombres en el momento de la concepción.

Referencias:

Cai, C., Chen, Q. (2024) Father’s diet influences son’s metabolic health through sperm RNA. Nature. doi: 10.1038/d41586-024-01502-w

Tomar, A., Gómez-Velázquez, M., Gerlini, R. et al. (2024) Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs. Nature. doi: 10.1038/s41586-024-07472-3

Sobre el autor: Ramón Muñoz-Chápuli Oriol es Catedrático de Biología Animal (jubilado) de la Universidad de Málaga

Nota:

1 Como curiosidad el epidídimo humano, situado sobre el testículo, mide unos 4-5 centímetros, pero si se desenrollase alcanzaría los seis metros de longitud.

El artículo La dieta del padre influye en la salud metabólica del hijo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

UPV/EHUko IBeA ikerketa-taldeak EAEko zenbait puntutan mikrobioen aurkako medikamentuak eta haien eratorriak topatu dituzte barazkietan eta zizareetan.

1. irudia: Irantzu Vergara bere lantokian. (Iturria: UPV/EHUko prentsa bulegoa)

Irantzu Vergara UPV/EHUko ikertzaileak aldi berean zenbait antibiotiko-familia analizatu ahal izan ditu barazkietan eta zizareetan. “Antibiotikoak eta antimikrobianoak pertsonengan eta animalietan modu masiboan erabiltzearen ondorioz, substantzia horiek espero ez zen ingurumeneko laginetan agertu dira”. Gorputzean guztiz metabolizatzen ez diren medikamentuak ingurumenera heltzen dira zenbait bidetatik (adibidez, simaurretik, ongarritarako erabiltzen diren araztegietako lohiaetatik, etab.). Handik zoruetara iragazten dira, eta laboreetara eta zizareetara ere igaro daitezke, zeinak elikatze-kateko oinarria baitira.

Antibiotikoak nonahi

Vergarak azaldu duenez, “Ez da frogatu epe laburrean toxikoak direnik gizakientzat, baina dietaren bidez antibiotikoak nahi gabe kontsumitzeak arazoak eragin diezazkieke alergikoei, eta epe luzeko esposizioaren eraginak ez dira ezagunak oraindik. Hala ere, kutsadura horren ondoriozko arazo nagusia bakterio multirresistenteak ugaltzea da; zaila da haien aurkako tratamendu efektiboa lortzea infekzioak daudenean, eta urtean 33.000 heriotza eragiten dituzte Europan”.

Arazo horri aurre egiteko, barazkietan eta zizareetan antimikrobiano-kontzentrazio oso baxuak detektatzen dituzten bi analisi-metodo garatu ditu IBeA ikerketa taldeak: Vergarak dioenez, “Simaurrean medikamentu-kontzentrazio handiak izatea espero da, baina substantzia horiek barazkietara edo zizareetara igaro ondoren, kontzentrazio askoz baxuagoak espero dira. Beraz, kontzentrazio horiek detektatuko dituzten metodo sentikorrak behar dira”.

Analisi oso zehatza

Vergarak Euskal Herriko Unibertsitateko laborategietan garatu dituen metodoei esker, mikrobioen aurkako medikamentuen gama zabal bat zehaztu daiteke, baita haiek eraldatzetik eratorritako zenbait produktu ere. Ikertzaileak azaldu duenez, “medikamentuak jatorrizko forman iraitz daitezke, edo eraldatuta iraitz daitezke, metabolizatu ondoren (gure organismoaren barruan aldaketa batzuk izan ondoren). Gainera, konposatu sentsibleak dira oso, eta tenperaturaren, hezetasunaren, argiaren eta bestelako faktoreen ondorioz, ingurunean oso erraz degradatu eta eraldatzen dira”.

Metodo horiek aurrerapen garrantzitsuak ekarri dituzte. Izan ere, “orain arte ez genuen barazkietan eta zizareetan antimikrobiano-gama zabal bat aldi berean aztertzeko metodo analitikorik; gainera, ez ziren zentratzen eraldatutako produktuen analisian. Antibiotiko-familia bakoitzak propietate fisiko-kimiko desberdinak ditu, eta analisi-metodo berak haiek guztiak analizatzeko balio izatea oso garrantzitsua da. Gainera, detekzio-muga nahiko baxuak lortu ditugu. Horri esker, substantzia horien kontzentrazio oso baxuak detekta ditzakegu ingurumenean.

Barazkien laginak EAEko zenbait puntutan

Barazkien kasuan, ikerketa taldeak hauen laginak hartu ditu Euskal Herriko zenbait puntutan, bai nekazaritza ekologikoko laginak, bai nekazaritza ez-ekologikokoak. Gaineratu duenez, “Gure helburua zen antibiotikoen arazoa EAEn zenbaterainokoa zen neurtzea. Egindako analisi-azterketako datuek erakutsi dutenez, mikrobioen aurkako medikamentuak eta haien eratorriak daude barazkietan: egiaztatu dugu antimikrobianoak eta haien degradazio-produktuak igarotzen direla zorutik barazkietara. Hau da, antimikrobianoen kutsadura arazo bat da Euskadin”.

Zizareei dagokienez, esposizio-kondizio kontrolatuetan egin dute saiakuntza; hau da, “diseinatutako azterketa bat da, eta laborategian egin da zizareak erabiliz. Egiaztatu nahi genuen, zoru kutsatuak izanez gero, zoru horietan elikatzen diren zizareek beren organismoetan antimikrobianoak metatu zitzaketen”. Azterketan ikusi da antimikrobiano horiek organismoan metatzen direla eta orain arte erregistratu ez diren mota askotako produktu eraldatu ugari sortzen dituztela.

Antimikrobianoekin eta antifungikoekin bizitzen

Vergarak nabarmendu duenez, beharrezkoa da “diziplina anitzeko ikuspegiarekin ikertzen jarraitzea ildo honetan, arazo honek gizarte guztiari eragingo baitio datozen hamarkadetan”. Ura tratatzeko instalazioek gaur egun ez dute tratamendu guztiz eraginkorrik farmako-hondakinak erabat ezabatzeko, eta ur horiek ureztatzeko erabiltzen dira askotan. Ikertzaileak adierazi duenez, “Antimikrobiano ugari sartzen da etengabe ingurunean, eta bakterioak haiekin bizitzera ohitzen eta haien aurkako erresistentzia sortzen ari dira. “Hala, kasu batzuetan ez dago bakterio multirresistenteekin kutsatzen diren pertsonentzako tratamendu eraginkorrik. Garrantzitsua da ikertzen jarraitzea, arazoa minimizatzeko eta epe laburrerako eta ertainerako soluzioak bilatzen hasteko”.

Informazio osagarria:

Azterketa hau Irantzu Vergara egiten ari den doktore-tesikoa da. Euskal Herriko Unibertsitateko IBeA ikerketa taldean egiten ari da tesia, eta Ailette Prieto eta Maitane Olivares dira zuzendariak.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Barazki eta zizareetan antibiotikoak detektatzeko metodo berritzaileak garatu dituzte.

Erreferentzia bibliografikoak:

Vergara-Luis, I.; Rutkoski, C. F.; Urionabarrenetxea, E.; Almeida, E.A.; Anakabe, E.; Olivares, M.; Soto, M.; Prieto, A. (2024). Antimicrobials in Eisenia fetida earthworms: A comprehensive study from method development to the assessment of uptake and degradation. Science of The Total Environment, 922. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.171214

Vergara-Luis, I.; Jin, M.; Baez-Millán, J.C.; González-Gaya, B.; Ijurco, I.; Lacuesta, M.; Olivares, M.; Prieto, A. (2024). Multitarget and suspect-screening of antimicrobials in vegetables samples: Uptake experiments and identification of transformation products. Food Chemistry, 444. DOI: 10.1016/j.foodchem.2024.138643

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Foto: Kinø / Unsplash

 

El bucle de circulación Atlántico (conocido como AMOC, por sus siglas en inglés) transporta eficazmente calor y sal a través del océano global y modula fuertemente el clima de la Tierra. Si colapsara daría lugar a un enfriamiento brusco (a escala de décadas) del clima europeo. Y el ciclo de la sal en los océanos está en el epicentro de ese posible colapso.

La salinidad de los océanos en la historia de la Tierra

En promedio, un kilogramo de agua de mar contiene aproximadamente 35 gramos de sales disueltas. Pero no siempre ha sido así: desde la formación de los océanos, hace 3 800 millones de años, la salinidad de los océanos no ha dejado de cambiar.

Concretamente, el océano primitivo tenía entre 1,5 y 2 veces más salinidad que el actual, que hoy oscila entre 32 y 37 gramos de sales por kilogramo de agua.

Quién echa sal al mar

Hay varias maneras indirectas (las llamamos ‘proxies’) de estimar qué salinidad tenía el océano prehistórico. Gran parte de la información la obtenemos del estudio de evaporitas, rocas sedimentarias que se forman por cristalización de sales disueltas. También aporta información útil el estudio de las relaciones isotópicas. Ambos estudios nos llevan a la misma conclusión: que el océano primitivo era más salino que en la actualidad.

A escalas de cientos a miles de millones de años, hay distintos procesos que han añadido o retirado sales del medio. Empezando por los volcanes, principalmente los de los fondos abisales de las dorsales medio-oceánicas, unas elevaciones submarinas situadas en la parte media de los océanos. El magma de estos volcanes es muy rico en sales.

Por otro lado, a lo largo de estos miles de millones de años, cuando la sal sedimenta la concentración global en el océano disminuye. Pero cuando las rocas son erosionadas aumenta de nuevo la concentración salina global.

En nuestros días, la salinidad se mide con una alta resolución espacio-temporal gracias a los satélites y a una pléyade de boyas profundas de deriva.

La sal y el clima

La lluvia, los aportes continentales (escorrentías o fusión de glaciares) y la evaporación son agentes que afectan a la salinidad a escalas climáticas (de cientos-miles de años). De hecho, son las tres componentes del ciclo hidrológico en la Tierra.

La salinidad superficial está relacionada con el balance final resultante de si hay más o menos evaporación, más o menos precipitación, y más o menos aportes continentales: la magnitud de ese balance determina en buena medida la salinidad de cada zona.

En las zonas subtropicales, en las que hay mucha evaporación, la concentración de sal es máxima, mientras que en las zonas ecuatoriales-tropicales es mucho menor. En los mares polares el agua salada se diluye con el agua dulce de los casquetes polares, así que la concentración de sal es baja.

El extraño caso de la cuenca atlántica

La cuenca atlántica es, con mucho, la más salina. Esto parece contraintuitivo, ya que al Atlántico fluyen los tres ríos más caudalosos: Amazonas, Congo y Orinoco. Su salinidad, a priori, debería ser más baja.

La principal explicación a esta paradoja es que la cuenca atlántica exporta netamente al resto de cuencas a través de los vientos la humedad atmosférica procedente de su evaporación. Es decir, lo que se evapora en el Atlántico no acaba lloviendo sobre el propio Atlántico.

Además, el Atlántico está conectado con el mar Mediterráneo, cuenca fuertemente evaporativa. Y el Mediterráneo le aporta un importante flujo de sal neto a través del estrecho de Gibraltar.

El agua que se hunde: la circulación AMOC

La salinidad afecta a la densidad del agua y juega un papel clave en las corrientes oceánicas, que a su vez influyen en el clima mundial.

El Atlántico tiene un circulación general muy singular, que contribuye a su salinización.

La corriente del Golfo transporta un extra de agua muy salina hacia el norte. Al llegar a los mares nórdicos, aumenta su densidad por enfriamiento y literalmente se hunde. Se forma así en el Atlántico una especie de cinta rodante, la circulación de vuelco meridional del Atlántico (conocida como AMOC, siglas en inglés de Atlantic meridional overturning circulation), que funciona de forma continua. Su rodillo impulsor se encuentra en los mares nórdicos y en el mar de Labrador (sur de Groenlandia), que son muy salinos.

El hundimiento de esta agua con alta concentración de sal hace que las aguas abisales del Atlántico sean también muy salinas, porque provienen de las aguas superficiales. Y así se cierra el circuito de la sal.

Su implicación con el cambio climático

La salinidad es sensible a cambios en las precipitaciones, los aportes de agua de los ríos, la evaporación… Y estos cambios en el ciclo hidrológico de la Tierra se están produciendo debido al cambio climático.

En un planeta más cálido, la capacidad de la atmósfera para retener la humedad es mayor (termodinámicamente, un 6,5 % mayor por cada grado centígrado de aumento del clima).

Por ello, se está verificando que en las zonas subtropicales la evaporación se está reforzando, aumentando la aridez continental y la salinidad superficial, y en los trópicos está lloviendo aún más, y más torrencialmente, disminuyendo la salinidad superficial.

El desequilibrio crítico en los océanos

En el océano, estos procesos son aún más críticos que en los continentes. La evaporación y las precipitaciones generan flujos verticales (el agua que asciende del mar y la que regresa por las lluvias). Estos flujos son mayores respecto a lo que corresponde por el área global del océano (que es el 71 % del total): en los océanos se evapora el 85 % y precipita el 77 % del total.

Los cambios de salinidad causan impactos sobre la circulación global de los océanos. La salinización afecta a la densidad del agua, y son los cambios de densidad los motores de la circulación profunda. Además, afecta al incremento del nivel del mar. Si la densidad del agua es menor, el volumen del agua total aumenta.

El calentamiento global también está provocando la fusión de los glaciares continentales de Groenlandia y esto significa agua dulce extra que vierte en los mares noratlánticos. Esto está provocando la desalinización, el agua se va haciendo menos densa y el hundimiento invernal de la columna de agua se está ralentizando (con posible colapso durante este siglo).

Luego en sus cavidades
la sal gema,

montaña de una luz enterrada,

catedral transparente,

cristal del mar,

olvido de las olas.

Oda a la sal, Pablo Neruda.

Sobre el autor: Gabriel Rosón Porto, Catedrático de Oceanografía Física Facultad de Ciencias del Mar Departamento de Física Aplicada, Universidade de Vigo

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

El artículo El ciclo de la sal en los océanos y su impacto en el colapso de la AMOC se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Emakumeak zientzian

María Fernanda Campa Uranga geologo ikertzailea izateaz gain, aktibista ezaguna izan zen Mexikon. IPN-en ingeniaritza geologikoko titulazioa lortu zuen lehen andrea izan zen, eta Mexikoko lurpeko aberastasunen, bereziki petrolioaren, defendatzaile amorratua izan zen. Bere lurraldeko geologiari buruzko 200 artikulutik gora argitaratu zituen, eta Lurraren Zientzien Ikerketarako Mexikoko Erakundea sortzen lagundu zuen. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Osasuna

Alboko Esklerosi Amiotrofikoaren aurkako mekanismo bat aurkitu dute. Gaitzaren abiapuntu ohikoenetakoa C9orf72 genearen mutazioa da, eta proteina egokia egin beharrean, kate oso luzeak sortzen dira. Ikertzaileek RNA modu artifizialean sartu dute zeluletan eta kate horiekin lotu eta toxikotasuna murrizten dela frogatu dute. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Ingurumena

Iratiko oihana biosferaren erreserba izendatu du Unesco Hezkuntza, Zientzia eta Kulturarako Nazio Batuen Erakundeak. Eremuak 537 kilometro koadroko azalera izango du, eta Zaraitzu eta Aezkoa ibarrak hartuko ditu barne. Izendapen horren helburua izango da tokian tokiko neurriak sustatzea garapen jasangarria bultzatzeko, biodibertsitatea babesteko eta klima-aldaketara egokitzeko. Azalpenak Berrian.

Zoologia

Intsektuek eta beste animalia batzuek badute kontzientzia, biologo eta filosofoen talde nabarmen baten arabera. Animalien Kontzientziari buruzko New Yorkeko Adierazpena idatzi dute hori azaltzeko, eta kontzientzia fenomenikoan oinarritzen dituzte haien argudioak. Azaldu dutenez, ez da beharrezkoa entzefalo eta nerbio-sistema konplexuak izatea kontzientzia izateko. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Pirinioetan 83 hartz daude gaur egun, eta urtean %10 egiten du gora populazioak. Hala azaldu du FIEP taldeko Gerard Caussimontek. Hala ere, mendilerroaren erdialdean dibertsitate genetiko eskasa dute hartzek, eta mendebaldean, Nafarroa artean, kumeak izan dituen eme bakarra dago gaur egun. Azalpenak Berrian.

Biokimika

Zelulen migrazioa nola zuzentzen den aurkitu du EHUko ikerketa talde batek. Zelulen migrazioa ohiko prozesua da, eta ondorioztatu dute haren bidez, zelulan gertatzen diren prozesu biokimiko-metabolikoek unitate funtzional baten modura jarduten dutela. Hau da, zelulen migrazioa izaera sistemikoko prozesu autoarautuek gobernatzen dutela. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Anatomia

Aurpegiek informazio asko ematen digute, eta aurreiritzi askoren iturri ere badira. Paul Ekmanen ikerketen arabera, aurpegiak zazpi adierazpen unibertsal ditu: haserrea, nazka, beldurra, harridura, zoriona, tristura eta mespretxua. Denok ulertzen ditugu adierazpen horiek, eta globalizazioak ez du eraginik izan horretan. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Botanika

Syntrichia caninervis goroldioa hautagai egokia da Marteko baldintzetan bizitzeko. Goroldio espezie hori basamortuetan hazten da, hala nola Tibeten, Antartikan eta eremu polarretan, eta ikerketa berri batek adierazi duenez, Marten bizirauteko gaitasuna izango luke. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Mikrobiologia

H5N1 birusa ugaztunen artean transmititu daiteke behi-esnearen bidez. Hegazti-gripearen birusa isolatu dute Mexiko Berrian kutsatutako behi baten esnetik, eta sagu eta hudoetan ugaltzen dela egiaztatu dute. Lehen aldia da hegazti gripearen birus batek, hegazti zelulen hartzaileekin ez ezik, ugaztunen zelulekin ere bat egiteko gaitasuna duela. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Argitalpenak

Zomorroak. Oihana etxe barruan liburuan gurekin etxean bizi diren zomorroak ezagutuko ditugu. Ez baita beharrezkoa urrutiko oihan batera bidaiatzea modu guztietako izakiak ikusteko. Jakin-egarri direnen jakin-mina bildumaren parte da liburua eta Berta Paramo da egilea. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Egileaz:

Irati Diez Virto (@Iraadivii) Biologian graduatua da, Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen UPV/EHUn eta Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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