Redes y arpones para cazar basura zombie en el espacio
El 4 de octubre de 1957, Sputnik 1 se convertía en el primer satélite artificial puesto en órbita de la historia. Desde entonces, son cientos los dispositivos que han seguido sus pasos. Tantos que a día de hoy, la órbita terrestre es un espacio atestado de cacharros espaciales en diverso grado de descacharramiento y la basura espacial se ha convertido en un problema que amenaza las actuales operaciones y misiones satelitales.
El pasado 2 de julio, un satélite destinado a medición y seguimiento del hielo de los polos, llamado CrioSat-2, operado por la Agencia Espacial Europea, orbitaba como de costumbre a unos 700 metros de altura de la superficie terrestre cuando los ingenieros al mando detectaron un trozo de chatarra espacial flotando en su dirección. Siguiendo la trayectoria de ambos objetos, comprobaron que las probabilidades de un impacto no hacían más que aumentar, así que una semana después decidieron poner en marcha su sistema de propulsión y colocar el CrioSat en otra trayectoria. 50 minutos después de completar la maniobra, la chatarra atravesaba su anterior posición a una velocidad aproximada de 4 kms por segundo.
Este tipo de maniobras para evitar accidentes se ha ido volviendo más y más común a medida que aumentaban los satélites, sondas y pedazos de ambos que pueblan nuestra órbita. En 2017, empresas, gobiernos y ejércitos, así como proyectos amateur, lanzaron al espacio 400 satélites, cuatro veces más que la media anual entre 2000 y 2010. Los números pueden incrementarse aun más si empresas como Boeing o SpaceX siguen adelante con planes ya anunciados para colocar ristras de satélites de comunicaciones que igualarán en cantidad a todos los enviados durante toda la historia de la exploración espacial.
Basura zombie, riesgo de colisión
No solo estamos llenando el espacio de basura igual que estamos haciendo con la Tierra. El problema más urgente es que esto puede convertirse en un peligro. En 2009 un satélite comercial estadounidense chocó con un satélite ruso de comunicaciones ya fuera de uso, creando miles de nuevos trocitos de basura con la que otros satélites pueden ahora chocar, y cada movimiento para evitarlos consume combustible que en teoría debe ser utilizado para la misión principal de cada satélite en cuestión. Es como un laborioso videojuego en el que cada vez es más difícil no chocar con algo mientras la fuente de energía, limitada desde el principio, se va agotando.
Basura espacial, un viaje hasta la Tierra. Fuente: ESA
El enemigo, además, tiene algo de zombi. En torno al 95% de los objetos en órbita son satélites inactivos o piezas rotas de los mismos, según Nature. Eso dificulta saber qué características tienen exactamente, algo que sería muy útil a la hora de evaluar riesgos y de navegar en torno a ellos para evitarlos. En esos casos, las agencias espaciales y los ejércitos utilizan los telescopios disponibles para recoger información durante un determinado periodo de tiempo antes de una posible colisión: si se mantiene estable o se mueve sin control, de qué materiales está hecho, si está afilado o es plano… Cuanto más sepan sobre esa chatarra zombi, mejor.
Así que diversos equipos de científicos están probando distintos enfoques para encontrar el modo de solventar el problema. Algunos han optado por hacer un detallado registro de todos los objetos que pululan por la órbita terrestre, en total unos 20.000, detallando su tamaño y forma de manera que los ingenieros de estos proyectos sepan cómo manejar sus satélites alrededor de cada uno en caso de topárselos. Otros están intentando situar todos esos objetos en su respectiva posición para trazar un mapa de la basura espacial. Otros quieren determinar órbitas y trayectorias seguras para los nuevos satélites.
Redes y arpones para pescar chatarra espacial
Algunos están buscando métodos para reducir la cantidad de chatarra que flota en la órbita terrestre, y uno de esos proyectos se ha planteado pescarla como si fuesen cachalotes y viviésemos en el siglo XIX: a base de redes y arpones. El proyecto se llama RemoveDEBRIS, ha sido desarrollado por la Universidad de Surrey, en Reino Unido, y va a realizar 4 experimentos en los que va a poner a prueba algunos conceptos y posibilidades que podrían ayudar a reducir la cantidad de escombros que pululan en la órbita más baja de la Tierra con un coste moderado.
RemoveDEBRIS, vídeo de la misión. Fuente: Universidad de Surrey.
Con un presupuesto de 15 millones de euros, esos experimentos se realizarán en un periodo de pocos meses. La nave será lanzada hacia la Estación Espacial Internacional en abril y colocada en posición en junio. El 16 o 17 de septiembre de 2019 pondrá en marcha la primera prueba, en la que utilizará una red: lanzará un satélite en forma de cubo, un cube sat, del tamaño aproximado de una caja de zapatos de la que luego saldrá un globo que se hinchará hasta alcanzar un diámetro aproximado de 1 metro. RemoveDEBRIS tratará luego de atraparlo lanzando una red con unos pesos para mantenerlo dentro.
El segundo experimento tendrá lugar a finales de octubre, y en este lanzará otro cubo y utilizará un sistema de rayos láser para escanearlo y aprender de él todo lo posible, además de encontrar la forma de navegar a su alrededor.
En el tercero, calculado para principios de febrero de 2020, RemoveDEBRIS extenderá un brazo robótico de un metro y medio, colocará un plato como objetivo y lanzará contra él un arpón para dejarlo enganchado.
El cuarto y último se espera que se realice en marzo. Para su última prueba, el satélite desplegará un mástil y una vela, que servirá como sistema de impulso para hacer descender al objeto hasta una altura menor, donde finalmente se desintegrará por la fricción contra la atmósfera.
Referencias
Satellite studying Earth’s diminishing ice swerves to avoid collision – Rocket Science Blog, ESA.
Kaputnik chaos could kill Hubble – Nature
The quest to conquer Earth’s space junk problem – Nature
Stand back, Aquaman: Harpoon-throwing satellite takes aim at space junk – Nature
RemoveDEBRIS – University of Surrey
Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista
El artículo Redes y arpones para cazar basura zombie en el espacio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Neandertalek hegaztiak eta haragijaleak jan zituzten lehen froga Kantauriar eremuan
Irudia: Ebakidura markak dituzten fosilak topatu dituzte Axlor aztarnategian.
Tamaina ertaineko ungulatuak (ahuntzak, zaldiak, bisonteak, oreinak) ehizatuta bizi ziren neandertalak. Hala ere, landareen, ehiza xehearen, dortoken, Itsas-baliabideen (moluskoak, esaterako), hargijaleen eta hegaztien kontsumoa iradokitzen duten gero eta ebidentzia gehiago daude. Hegaztien eta haragijaleen frogak, dena den, Iberiar penintsulako zonalde mediterraniora mugatzen ziren orain arte, klima eurosiberiarreko iparralde penintsularrean ez zegoen ebidentziarik.
70.eko hamarkadan Jose Miguel de Barandiaranek Axlorren kobazuloan zuzendutako indusketetan aurkitutako animalia fosilak berraztertu dituzte eta kantauriar eremuko neandertalek haragijaleak zireneko eta hegaztiak kontsumitu zituzteneko lehen froga aurkitu. Hiru hegaztiren (bi arrano beltz eta bele bat) eta bi haragijale (otsoa, kanidoa eta katamotza, felidoa) fosiletan ebakidura markak ikusi dituzte. Arrano beltzaren eta katamotzaren kasuan, ebakidura markak haragia lortzeko egindakoak dira ziur aski eta otsoaren kasuan, haragiaren ala larrua lortzeko.
Jateko ez ezik, larrua, lanabesak eta, ebidentzia gero eta gehigo dituen apaingarriak eskuratzeko ehizatzen zuten neandertalek Europan Erdi-paleolitoan. Hegaztien ustiatzeak ikertzaileen arreta piztu du, portaera konplexuei lotuta baitago ikuspuntu bikoitzetik:
- Dieta zabalagoari eta ungulatuak baino animalia txikiago eta azkarragoak ehizatzeko gaitasunari lotuta dagoelako hegaztien kontsumoa.
- Portaera sinbolikoekin lotutako hegaztien ustiaketaren frogak aurkitu izan direlako.
Haragijaleen kontsumoak, bestalde, bi helburu nagusi izango lituzke: jateko haragia lortu eta larruak eskuratu. Nahiz eta arraroa izan, Europa mailako frogak aztertu dituzte ikerketan eta kontinenteko neandertal talde ezberdinen arteko ezberdintasun kulturalei lotutako kontsumo patroia egon liteke. Hegaztien kasuan, haragia lortzeko ehizatzea Iberiar penintsulan izan zen, erpeak apaingarri moduan Frantzian, Italian eta Kroazian ikusi dira; lumak apaingarri moduan zabalduago dirudi. Haragijaleei dagokionez, hartzak dira ehizatuenak Europa kontinentalean, iberiar penintsulan topatutako froga apurrak kanidoak eta felidoak direla iradokitzen dute.
Erreferentzia:
Gómez-Olivencia, Asier, et al., (2018). First data of Neandertal bird and carnivore exploitation in the Cantabrian Region (Axlor; Barandiaran excavations; Dima, Biscay, Northern Iberian Peninsula). Scientific Reports, 8, e10551. DOI: 10.1038/s41598-018-28377-y.
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Javier Fernández Panadero: “La ciencia no te sirve en la vida cotidiana porque no la conoces”
La ciencia es difícil, a veces, muy difícil. Pero si te dicen que su conocimiento te puede salvar de morir por asfixia en un incendio o convertirte en la persona más habilidosa de la tierra cuando en realidad eres un patoso es posible que tu perspectiva cambie de forma sustancial.
Eso es justamente lo que se ha propuesto el físico Javier Fernández Panadero en su charla “Ha llegado el cacharrista”, desarrollada en la octava edición del evento de divulgación científica Naukas Bilbao, celebrado del 13 al 15 de septiembre en el Palacio Euskalduna de Bilbao.
Imagen: El físico Javier Fernández Panadero durante su charla en Naukas Bilbao 2018. (Fotografía: Iñigo Sierra)La intervención de Fernández Panadero ha permitido comprobar como la combinación del conocimiento científico con la mirada de un ingeniero puede ser la solución a una situación de emergencia.
“La ciencia no me vale para nada porque yo no compro logaritmos de patatas, dicen algunos, pero en realidad la ciencia no te sirve en la vida cotidiana porque no la conoces”, ha asegurado Fernández, que ha convertido su intervención en la demostración empírica de que una persona corriente sumada a unos conocimientos científicos puede ser MacGyver.
Fernández, que es profesor de tecnología en secundaria y un apasionado de la divulgación científica, ha transformado un sujetador en una mascarilla contra humo y polvo que te puede salvar la vida si tienes la mala suerte de verte envuelto en un derrumbamiento o un incendio y ha demostrado que el papel de aluminio puede ser la solución cuando necesitas una pila grande y solo tienes baterías chiquitinas.
Estos experimentos, extraídos de su libro “Como Einstein por su casa”, tienen un mismo hilo conductor: “utilizar los experimentos no solo para ilustrar conceptos científicos, sino para encontrar soluciones a situaciones caseras”.
A través de sus exhibiciones, Fernández Panadero ha dejado claro que solo alguien que conoce bien las propiedades de la seda dental sabe que se trata de una herramienta perfecta para cortar un bizcocho con la precisión de un cirujano “y no desmenuzarlo como sucedería con un cuchillo romo”.
“A veces se confunde la ciencia básica, la que sirve para generar conocimiento, con el planteamiento de un ingeniero que busca su aplicación. Aunque uno no sea hábil si incorpora protocolos se convierte en alguien hábil”, razona.
Desde luego con “cacharrerismo” la física y la ciencia saben mucho mejor.
Sobre la autora: Marta Berard, es periodista en la agencia de comunicación GUK y colaboradora de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
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Entradas relacionadas:Asteon zientzia begi-bistan #220
Zalantzak sortu dira probiotikoen inguruan: badirudi agian ez direla uste zuten bezain eraginkorrak ezta onuragarriak ere. Bi esperimentu egin dituzte ondorio horretara iristeko. 15 boluntarioren mikrobiomaren laginak hartu dituzte, zuzenean hesteetatik, eta haien gorotzetako mikroorganismoekin alderatu dituzte. Ikertzaileek ohartarazi dute probiotikoak ez direla onak beti eta denentzat.
FisikaAndre Geimek aurkitu zuen grafenoa 2004.urtean eta horregatik eman zioten Fisikako Nobel Saria. Donostian izan da asteon grafenoari buruz hizketan. Gogoratu du aurkikuntza ez dela gauetik goizera egindakoa: “Urteetan milaka pertsonak egindako urrats txikiak daude atzean. Horiei jarraituta iritsi ginen muinera. Polita izan zen”. Grafenoak duen merkatuaz ere mintzatu da. Bere ustetan, hainbat industriara ari da hedatzen: “Oro har, grafenoa babesgarri moduan hasi dira erabiltzen, edozer egiteko: itsasontziak, haize turbinak… Medikuntzan ere hasi dira aztertzen, eta teknologia berrien industrian hasieratik sartu da indar handiarekin. Aurrerapen asko aurreikusi dira, ukipenezko pantaila tolesgarriak eta, baina emaitzak poliki helduko dira”.
AstrofisikaZeruetan agertzen den purpura koloreko marra bat auroratzat jo izan da orain arte, baina artikulu berri batean zientzialariek proposatu dute STEVE ez dela horietako fenomeno bat. Gainerako aurorak baino latitude baxuagoetan agertzen da hau, eta berezko kolore zein forma ditu. Horrez gain, aurorak baino arraroagoak dira. STEVEren izaerari dagokionez, barruan dauden partikulek 6.000 gradu zentigraduko tenperatura dutela ikusi ahal izan dute. Eta aurora bat ez bada, zer da orduan?
BiologiaHirta uhartean bizi diren Soay ardien tamaina txikiagotzen ari da azken hogeita bost urteotan. Orain horren arrazoia topatu dute. Nola? ingurumen-baldintzei erreparatuz eta eredu matematikoak erabiliz. Dirudienez, txikiagotzeak eguraldiarekin du zerikusia. Interesgarria da afera izan ere agerian uzten du ingurumen-baldintzen eta animalien bizi-zikloen ezaugarrien arteko harremana estua dela.
BiokimikaMitosiaren proteinen lehen atlas dinamikoa argitaratu dute. Biologia Molekularreko Europako Laborategian egin dute, eta ikertzaile guztien eskura jarri dute. Atlasari esker, zelula banatzeko prozesuan parte hartzen duten proteina guztiei jarraipena egiteko aukera izango dute ikertzaileek.
KimikaForma-memoria duten poliuretanoak sintetizatu dituzte ikerketa batean ehungintzarako eta oinetakoen industriarako. Helburua formaz aldatzeko eta tenperaturaren arabera egokitzeko gai diren materialak sortzea izan da. Lortu dituzten emaitzetatik ondorioztatu daiteke ikerketan sintetizatutako forma-memoria duten poliuretanoek etorkizun handiko aplikazioak dituztela ehungintzarako.
Arrautzei buruzko artikulu sortarekin jarraitu du Josu Lopez-Gazpiok asteon ere. Ez dago hain erraz eraldatzen den beste elikagairik eta horren azalpena kimikan dago. Hasieran arrautza likidoa da nagusi eta bertan proteinak daude. Proteinaren forma mantentzen duten elkarrekintzak apurtzen badira, proteinak egitura galtzen du eta desnaturalizatu egin dela esaten da. Adibidez, arrautza berotzen denean molekulak geroz eta azkarrago mugitzen hasten dira eta una jakin batean, proteinak desnaturalizatzen hasten dira. Ezagutu nahi dituzu arrautza kozinatzeko moduak?
Argia zergatik eta nola sortzen den ulertzeko lanean ari da Dimas García de Oteyza fisikaria. Max Planck Institutuan dabil ikerketak egiten, Humboldt Fundazioak eman berri dion Bessel sariari esker. Bere lanaz mintzo da baita Alemaniako ikerketa zentroei buruz ere. Horren inguruan, Alemanian askoz baliabide gehiago dituztela esan du. Donostiara itzulitakoan, material molekularren ildotik joko du, mundu horrek “aukera izugarriak” baititu.
Emakumeak zientzianIratxe Perezek erizaintza egin zuen UPV/EHUn eta ondoren bi master burutu zituen, Nazioarteko Kooperazioaren gaiari lotutakoa bata eta Feminismoa eta genero ikuspegiei buruzkoa bestea. 2015ean hasi zen tesiarekin eta 2019an bukatzeko asmoa du. Bertan, Osasun Politikaren aldaketak Euskal Herriko etorkinengan izan duen eragina aztertu du. Etorkinek egun Osakidetzan sartzeko dituzten oztopoak izan ditu mintzagai, besteak beste: “Baliabide urriekin datozen etorkinei buruz ari gara. Osasun zentroetako langileen eta etorkinen arteko komunikazio faltak, hizkuntzak eraginda, etorkinen sarbidea edo osasun arreta bertan behera geratzea ekarri dezake”. Egoera hobetzeko bidean, eman dira aurrerapausoak: “2012. urtetik egoera asko hobetu da”.
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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.
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Moscas, pan de molde, plastilina y…¡Eureka!
La matemática Clara Grima explica qué son los escutoides en la primera jornada de Naukas Bilbao 2018.
Esta vez no ha sido en una bañera, como en el caso de Arquímedes, sino entre moscas de la fruta, figuras de plastilina y rebanadas de pan de molde, porque estas han sido las herramientas escogidas por la profesora de la Universidad de Sevilla Clara Grima para explicar ante una audiencia ávida de conocimiento científico qué son los escutoides y por qué su su descripción geométrica es tan relevante para la biología, la medicina y las matemáticas.
Imagen: La matemática Clara Grima durante su charla en Naukas Bilbao 2018. (Fotografía: Iñigo Sierra)Todo ha sucedido en la primera jornada del evento de divulgación científica Naukas Bilbao, que este año ha celebrado su octava edición en el Palacio Euskalduna de Bilbao, un escenario en el que Grima ha conseguido unir en una misma charla moscas, diagramas matemáticos y biología celular.
“Hemos descrito la forma geométrica de las células epiteliales. Se creía que eran prismas que encajaban como piezas de lego, pero si eso fuera así en las superficies de forma curva saltarían”, ha asegurado Grima. Esas nuevas figuras, cuya geometría no había sido descrita hasta que el grupo de investigadores, liderados por el profesor del Departamento de Biología Celular de la Universidad de Sevilla Luisma Escudero, se puso manos a la obra, son los escutoides.
Pero para comprender su relevancia es clave definir el concepto de epitelio: se trata de un tejido grueso que recubre las superficies de los organismos vivos y que puede ser comparado a “una rebanada de pan de molde”.
Escudero, Grima y el resto del equipo, formado por biólogos, matemáticos y físicos, han conseguido describir cómo es la figura geométrica tridimensional que adoptan las células epiteliales para crear los órganos y generar vida. Y lo han hecho a través de la observación de la saliva de las moscas de la fruta y mediante el uso de una estructura matemática conocida como diagramas de Voronoi.
“La forma de las células epiteliales son los escutoides, que son como unos prismas retorcidos que se abrazan. Luisma los ha representado con la plastilina de su hija Margarita”, ha precisado Clara.
Imagen: Escutoides. (Fuente: Naukas.com)La nueva figura descrita explica que las células de los tejidos epiteliales se puedan plegar, adoptar distintas curvaturas y crear órganos que funcionen correctamente. Este hallazgo, que ha sido publicado en la prestigiosa revista científica Nature Communications, cobra relevancia porque contribuye al desarrollo de las ciencias de la salud y puede ayudar en el diseño de tejidos biónicos mediante tecnologías digitales.
Pero además, el descubrimiento permitirá establecer el dibujo de un epitelio sano y disponer de ese modelo resultará útil para compararlo con tejidos reales y detectar anomalías en el crecimiento de las células, lo que llevaría a disponer de nuevas herramientas para el diagnóstico de enfermedades.
“La propia geometría de la naturaleza es la que te dice que las cosas no van bien”, ha añadido Grima con entusiasmo.
Y así, entre moscas, rebanadas de pan y diagramas de Voronoi es como se han descubierto los escutoides. Los responsables de la investigación atribuyen el nombre a la similitud que la nueva figura descubierta tiene con el tórax del escarabajo, denominado scudum, pero Clara ha confesado: “la verdad, verdadera es que viene de (Luisma) Escudero, porque él fue el primero en reclamar que la teoría comúnmente aceptada no encajaba”. Eso y que la plastilina era de su hija.
Sobre la autora: Marta Berard, es periodista en la agencia de comunicación GUK y colaboradora de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo Moscas, pan de molde, plastilina y…¡Eureka! se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Ezjakintasunaren kartografia #228
Imaginatu Lego pieza bat, egitura izugarri eta erabilgarriak eraikitzeko balio duena. Antzeko gauza da hau, baina molekula batetik abiatuta: Pablo Ortiz-en High-performance supramolecular polymer from a simple molecule
Mamitsuak izan ziren bizitzaren jatorri abiotikoaren inguruko lehen esperimentuak. Isabel Pérez Castrok azaltzen du Early research on the origin of life. The Miller experiment.
Ekorketazko mikroskopio elektroniko baten elektroien energia galera erabilita, plamoien eta kitzikatze molekularren arteko akoplamendua neurtzeko teknika asmatu dute DIPCkoek. Nanoteknologian aplikazioak asko dira. Surface-Enhanced Molecular Electron Energy Loss Spectroscopy
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Mapping Ignorance bloga lanean diharduten ikertzaileek eta hainbat arlotako profesionalek lantzen dute. Zientziaren edozein arlotako ikerketen azken emaitzen berri ematen duen gunea da. UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedraren eta Nazioarteko Bikaintasun Campusaren ekimena da eta bertan parte hartu nahi izanez gero, idatzi iezaguzu.
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Los ecosistemas acuáticos de África y el cambio climático
Río Congo. Foto: Berto Saltori / Flickr Creative CommonsEl cambio climático es ya una de las principales causas de la alteración y el deterioro de los ecosistemas y la biodiversidad. El Quinto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas afirma que los ecosistemas africanos ya están viéndose afectados de manera importante por el cambio climático y que se espera que los impactos futuros sean aún más considerables. En este contexto, resulta necesario entender cómo la gestión y mejora de los servicios ecosistémicos, entendidos como la multitud de beneficios que la naturaleza aporta a la sociedad, puede fomentar la capacidad de una sociedad para adaptarse al cambio climático.
Las investigadoras Laetitia Pettinoti del Basque Centre for Climate Change (BC3), Amaia de Ayala de la UPV/EHU y BC3 y Elena Ojea de la Universidad de Vigo han realizado un estudio sobre la importancia que tienen los beneficios de los ecosistemas acuáticos en África para la adaptación al cambio climático.
Los servicios ecosistémicos acuáticos son aquellos que provienen o dependen del agua, ya sea salada o dulce. ‘Nuestro estudio se ha centrado en los ecosistemas de cuencas hidrográficas como los humedales, bosques ribereños, manglares, llanuras de inundación y ríos. Estos ecosistemas proporcionan distintos servicios como provisión de alimento, materias primas, agua y medicamentos, mantenimiento de la calidad del suelo y hábitats, control de inundaciones y promoción del ocio y la cultura’ explica Amaia de Ayala.
África, muy vulnerable al cambio climáticoEl estudio se centra en África por tres razones principales: los flujos de los ríos son esenciales para proveer servicios ecosistémicos necesarios para millones de medios de vida en el continente, África presenta una alta vulnerabilidad al cambio climático lo que conlleva la necesidad de una solución política, y la investigación sobre la relación entre los servicios de los ecosistemas y el cambio climático es escasa. “De esta manera los resultados obtenidos en nuestra investigación proporcionan orientación en el diseño de políticas de adaptación al cambio climático en el continente africano” señala Amaia de Ayala.
Las investigadoras han revisado hasta 36 estudios de valoración de la últimas tres décadas llevados a cabo en África y han creado una base de datos de 178 valores monetarios de servicios ecosistémicos acuáticos. Esto les ha permitido llevar a cabo por primera vez un meta-análisis para África.
El estudio concluye que los países más vulnerables al cambio climático presentan una mayor degradación de su biodiversidad y ecosistemas. Produciéndose, además, un círculo vicioso ya que a mayor degradación de sus ecosistemas, más vulnerables son a los efectos del cambio climático. El PIB per cápita está positivamente relacionado con el valor de los servicios ecosistémicos, mientras que el porcentaje de pobreza rural tiene un efecto negativo sobre ellos.
‘Por tanto, dado que los países menos vulnerables poseen por un lado, una brecha de adaptación menor y, por otro lado, valores de servicios ecosistémicos acuáticos mayores, este estudio sugiere que la adaptación basada en ecosistemas puede ser una medida clave para la adaptación al cambio climático en África’ concluye Amaia de Ayala.
La adaptación basada en los ecosistemas engloba el uso de la biodiversidad y los beneficios de los ecosistemas como parte de una estrategia general de adaptación para ayudar a las personas a adaptarse a los impactos adversos del cambio climático. Dicho de otra forma, utiliza la “infraestructura verde” y los beneficios que aportan los ecosistemas para fomentar la resiliencia de las sociedades humanas al cambio climático. De hecho, 25 países africanos ya han incorporado en sus Programas Nacionales de Acción para la Adaptación al cambio climático la adaptación basada en ecosistemas.
Referencia:
Laetitia Pettinotti, Amaia de Ayala and Elena Ojea (2018) Benefits From Water Related Ecosystem Services in Africa and Climate Change Ecological Economics DOI: 10.1016/j.ecolecon.2018.03.021
Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa
El artículo Los ecosistemas acuáticos de África y el cambio climático se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Juan Ignacio Pérez: “Kultura Zientifikoko Katedraren lana kultura zientifikoa gizarteratzea da” #Zientzialari (100)
Euskal Herriko Unibertsitateko Kultura Zientifikoko Katedra 2010ean sortu zen. 2011n zabaldu zuen lehenengo bloga eta harrezkero hamaika jarduera burutu ditu zientziaren ezagutza handitzeko eta kultura zientifikoa gizarteratzeko helburuarekin.
Datorren urrian 8 urte betiko ditu Katedrak. Kultura zientifikoaren garrantziaz hitz egiteko eta zientzia zabaltzeko egiten duen lana sakonago ezagutzeko UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrako zuzendaria den Juan Ignacio Pérez Iglesiasekin elkartu gara.
‘Zientzialari‘ izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.
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La ciencia y la guerra
El conflicto bélico es uno de los múltiples ámbitos en los wue se han aplicado los conocimientos de la ciencia, desde tiempo inmemorial. Si el primer uso de la nueva tecnología de la piedra afilada fue destazar animales muertos seguro que el segundo fue abrirle la cabeza al congénere de la tribu de al lado. O viveversa. Y esto es porque, como demuestra la primatología, la guerra estaba con nosotros antes que el saber.
Nuestros parientes chimpancés son capaces de organizarse en bandos, combatir, matar e incluso de llevar adelante campañas de exterminio sin necesidad de lanzas, espadas o fusiles. Basta el fuerte sentido intragrupal y una causa, a veces no muy sólida, para iniciar el conflicto. Y nada de combates rituales o simulacros de batallas: se va a la masacre. Para lo cual no hace falta trigonometría, sino fuerza y mala leche.
No, la ciencia no provoca las guerras, aunque pueda hacerlas más ‘eficientes’ en destrucción y muerte o poner en marcha mecanismos políticos que la hagan inevitable. Quienes luchan contra el conocimiento para evitar las guerras se equivocan, porque ni siquiera la decisión de usar tecnología para matar se toda desde criterios científicos. Y existen alentadores ejemplos de técnicas concretas que se han limitado gracias a la presión de los científicos y el resto de la sociedad por los horrores que provocan. Las armas químicas o nucleares se han usado, aunque poco, por sus efectos: este es el camino.
Prohibir el desarrollo de nuevas áreas de la ciencia para evitar su uso bélico no sólo evita que aparezcan malos desarrollos, sino también buenos. Nunca hay modo de saber cuál será el destino de un nuevo conocimiento. Pero es que además es una forma de automutilación intelectual: lo que no se descubre no se conoce jamás. Es cierto que alunos rincones del universo albergan horrores, y es prudente acercarse y tratalos con precaución. Pero el sistema más seguro es ejercer la vuluntad y decidir no utilizar aquello que sea excesivo para nuestra compasión. Nunca la prohibición y la ausencia voluntaria de saber.
Sobre el autor: José Cervera (@Retiario) es periodista especializado en ciencia y tecnología y da clases de periodismo digital.
El artículo La ciencia y la guerra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Txikiagotzen ari diren ardiak
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Hirta uhartean bizi diren Soay ardien tamaina txikiagotzen ari da azken hogeita bost urteotan. Ez zekiten zergatik gertatzen ari den hori, baina orain ba omen dakite.
Irudia: Soay ardiak gero eta txikiagoak dira.
Hirta uhartea St. Kilda uhartedian dago, Eskoziako Mendebaldeko Uharteetatik 60 km-tara. Joan den mendearen hasiera arte, gizakiak bizi ziren han, uharte txiki eta pobrean, baina bizi-baldintzak hain ziren gogorrak, gizakiek handik alde egiteko erabakia hartu behar izan baitzuten. Kirmen Uribe idazle ondarrutarrak St. Kildari buruz idatzi du bere Bilbao-New York-Bilbao narrazioan. Uhartearen historia laburtu du eta hango biztanleek uhartea noiz eta zergatik abandonatu zuten azaldu du. Pasarte ederra da eta, luzea izan arren, egoki iritzi diogu pasarte horretako bi zati hona ekartzeari.
«ST KILDA irla da Rockall-etik hurbilen dagoen lur zatia 1930. urtera arte jendea bizi izan zen bertan. Orduantxe atera ziren bertatik azkeneko biztanleak, orduantxe bukatu baitzen bi mila urteko bizitza, 1930ko abuztuaren 28an hain zuzen, egun eguzkitsu batean gauzak jaso eta irla utzi zutenean, betiko. Berrogei lagun baino gutxiago ziren orduan herrian, gazteak alde eginak ziren lur berrien bila eta jende heldua baino ez zen geratzen irlan.
St Kildako aztarnak, baina, antzina-antzinakoak dira, neolito garaikoak. Bostehun urtetan zehar MacLeod familiarena izan zen irla. Urtean behin egiten zuen bidaia ugazabaren mandatariak irlara, udan. Orduan, alogera jasotzen zuen eta irlakoek behar zituzten gauzak eramaten zizkien. Bitxia da ikustea zer gauza eskatzen zituzten irlako biztanleek. Behiak eta gailuak eskatzen zituzten, baina baita arropa ere. Horietako zerrenda batean agertzen zen nola eskatu zituzten gizonentzako dozena bat boneta.
Aparteko irla hartan modarekin zuten harremana deigarria da XIX. mendearen bukaeran turista aberatsak iritsi ohi ziren bertara udan. Exotikoa zen Britainia Handiko irlarik urrunenera bidaia egitea. Behin, emakume bat harri-harri eginda geratu zen portura iritsi eta ikusi zuelako irlako emakume bat Londresko Oxford Streeten moda-modako ziren arropekin jantzita. Barkuan iritsi ziren turistak baino modernoago jantzita zihoan irlako emakume hura. Jantziok nola lortu zituen galdetu eta emakumeak erantzun omen zion pasa zen udan aldatu zizkiola barkuan etorri zen turista bati. Irlako emakumeak inor baino modernoago izan gura zuen.
Urteroko barku hori izan zen mendeetan zehar mundu zibilizatuarekin irlako biztanleek zuten lotura bakarra. Posta igortzeko oholezko barkutxo batzuk eraikitzen zituzten, olgetakoak balira bezala, jostailuak. Bertan gutuna eta peny bat sartu eta bota egiten zuten itsasora argipen batzuekin. Ontziak “Please, open” esaldia izaten zuen kanpoan idatzita.
……
Irla uzteko erabakia gaixotasun batek ekarri zuen. Gaixotasuna ez zen larria ordea. Apendizitis xume batek bultzatu zuen irlaren uztea. Mary Gillies izeneko emakume bat urdaileko minez hasi zen 1930ko urtarrilean. Zamaontzi bat zegoen orduantxe portuan eta abisu bat bidali zuten andrea gaixorik zegoela. Otsailaren 15a arte ez zuten eraman Glasgow-eko ospitalera. Hantxe hil zen emakumea.
Biztanleek oso gaizki hartu zuten Mary-ren heriotza eta irla uztea erabaki zuten, biltzarrean bilduta, ohitura zaharrei jarraituz. Ordurako, 15 gizon eta 22 emakume baino ez ziren bizi irlan. Gainontzekoek emigratzea erabaki zuten-eta, Amerikara edo Australiara.
Zaharrenek ez zuten irlatik atera nahi, bertan uzteko esaten zieten etxekoei, hantxe hil nahi zutela beren senide eta lagun hildakoen ondoan.
Diotenez, oso gaizki egokitu ziren St Kildatarrak bizimodu berrira. Ez zuten sekula ahaztu aparteko irla ekaiztsu hartan zuten bizitza.» (151-154 or.)
Gizakiak joan ondoren ardiak heldu ziren, Bute-ko markesak hara eraman zituelako, uhartedi bereko Soay uhartetik, hain zuzen ere. Hirurogeita hamar urte baino gehiago daramate han eta, beraz, erabat finkatuta daude orain. Lehen esan bezala, duela hogeita bost urte baino txikiagoak dira orain.
Itxaron zitekeenaren aurkakoa da gertaera hori, ardi handiek txikiek baino bizirik irauteko eta ugaltzeko aukera gehiago baitute. Hori da behintzat animalien eboluzioan adituak direnen iritzia. Horregatik ez zuten ulertzen zergatik txikiagotzen diren han bizi diren ardiak. Baina orain bai, ingurumen-baldintzei erreparatuz eta eredu matematikoak erabiliz aurkitu bide dute txikiagotzearen arrazoia.
Dirudienez, txikiagotzeak eguraldiarekin du zerikusia. Azken urteotan nabarmen hobetu da St. Kilda uhartediko eguraldia. Neguak lehen baino laburragoak dira orain, eta tenperaturak ez dira asko jaisten. Lehen, neguak gogorragoak zirenean, arkume handienek soilik gainditzen zuten negua. Orain, berriz, arkume txiki askok ere gainditzen dute. Horren ondorioz, ez da tamaina txikiaren aurkako hautespen naturalik gertatzen, eta horrek populazioaren banakoen txikiagotzea dakar.
Gertaera interesgarria da hau, agerian uzten baitu ingurumen-baldintzen eta animalien bizi-zikloen ezaugarrien arteko harreman estua. Bizi-zikloen ezaugarriak (bizitzaren iraupena, ugaltze-adina, ugaltze-ahalegina, hazkunde-tasa, eta abar) oso garrantzitsuak dira eboluzioaren ikuspuntutik. Izan ere, espezie baten arrakasta, askotan, ezaugarri horien menpe dago. Baldintza abiotikoekiko erresistentzia garrantzitsua da; energia-baliabideak eskuratzeko ahalmena ere, arrakastaren osagai gakoa da. Bada, bizi-zikloaren ezaugarriak ere, hautespen-presioaren pean egoten dira eta presio hori ingurumen-baldintzen araberakoa da. Horixe da adibide honetan ikusi duguna. Baldintzok gogorrak zirenean, ardien tamainak handiagoa behar zuen, txikiek ez baitzuten bizirik irauteko aukera handiegirik; baina biguntzen direnean, tamainaren garrantzia gero eta txikiagoa da. Ondorioz, gero eta txikiagoa bilakatzen da Hirtako populazioaren ardien batez besteko tamaina.
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Egileez: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) eta Miren Bego Urrutia Biologian doktoreak dira eta UPV/EHUko Animalien Fisiologiako irakasleak.
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Artikulua UPV/EHUren ZIO (Zientzia irakurle ororentzat) bildumako Animalien aferak liburutik jaso du.
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Dozena erdi ariketa 2018ko udarako: erantzunak
Erantzun guztiak zuzenak izan dira. B=A+11 eta B2=A2+1001 behar direnez, A=40 eta B=51 lortzen dira.
Julenen erantzuna zuzena da. Iñakiren erantzunean, 11 eta 18 elkarrekin trukatuta daude. Honela geratzen da taula:
Ekhik du arrazoia eta ez Julenek. Toki bakoitietan dauden zifren baturari toki bikoitietan dauden zifren batura kenduta, 11ren multiploa lortu behar da (ez du zertan 0 izan). Hortaz, 9, 7 eta 1 doaz leku bakoitietan (6 aukera), eta 2 eta 4 toki bikoitietan (2 aukera). Denetara, 12 dira. Ekhik zerrenda osoa eman digu, gainera.
Zuzen daude Luis Pedriniren eta Iñakiren erantzunak. Zirkulu txikiaren erradioa handienaren 2/3 da. Horren ondorioz, txikiaren azalera handienaren (2/3)2 da, hots, 4 cm2. Hona hemen bide bi erradioen erlazioa arrazoitzeko.
Lehen bidea:
ANM triangelua zuzena da (erradioa eta zuzen ukitzailea perpendikularrak dira). NAM angelua 30o-koa da, beraz, AM=2NM. Eta NM=MB denez, MB=AB/3.
Bigarren bidea:
ACD triangelua aldeberdina da. M triangeluaren zentroa da. Beraz, MBren luzera AB altueraren 1/3 da.
Iñakiren erantzuna zuzena da.
Izan bedi x kirol bakarra egiten dutenen kopurua. Orduan, 78-x dira kirol bi egiten dutenak. Hortaz,
49 x + 80 (78 – x) = 1198 + 1269 + 1572 = 4039.
Hortik ateratzen dugu 71 direla kirol bakarra egiten dutenak eta 7 kirol bitan ari direnak.
Orain arloka jarraitu behar dugu. Izan bitez a1 atletismoa bakarrik egiten dutenak eta a2 atletismoaz gain beste arlo batean ari direnak. Orduan,
49 a1 + 40 a2 = 1198.
Ekuazio honek soluzio osoak behar ditu. Baturaren azken zifra 8 izan dadin, a1 = 2, 12, 22… izan beharko da. Erraz ikusten da a1 = 22 eta a2 = 3 direla.
Era berean, b1 badira igeriketa bakarrik egiten dutenak eta b2 igeriketa eta beste arlo bat,
49 b1 + 40 b2 = 1269.
Orain, b1 = 1, 11, 21… Hortik, b1 = 21eta b2 = 6 lortzen dira.
Azkenik, c1 badira txirrindularitza bakarrik egiten dutenak eta b2 txirrindularitza eta beste kirol bat,
49 c1 + 40 c2 = 1572.
Orain, c1 = 8, 18, 28… eta, ondorioz, c1 = 28 eta c2 = 5 lortzen dira.
Galderaren erantzuna hau da: 25 atletismoan, 27 igeriketan eta 33 txirrindularitzan.
Oharra.- Berez, hasieran egin dugun kalkulua (zenbat ari diren kirol bakarrean eta zenbat bitan) ez da inon behar. Areago, ariketak ez balu esango 78 bazkide direla ere, lortu dugun soluzioa da posible den bakarra eta bazkide-kopurua 78 dela ondorio modura aterako genuke.
Iñakik lortu duen azalera zuzena da, 32 cm2, baina arrazonamendua ez da zuzena, ez baitago arrazoirik AC=AX izan dadin. Nahikoa litzateke irudia deformatzea horretaz konturatzeko.
AN=NM=MC denez, ANB, NMB eta MCB triangeluek azalera bera dute, 4 cm2. XB=BM eta YB=BN direnez, NMB eta XYB triangeluak berdinak dira eta, gainera, NM eta XY paraleloak dira. Orduan, AXYN eta XYMC paralelogramoak dira. Ondorioz, irudiko triangelu guztien azalera 4 cm2 da. Denetara, 32 cm2.
Beste modu batez arrazoituta: AXM triangeluan, XB=BM denez, XBA eta ABM triangeluek azalera bera dute, 8 cm2, beraz. Era berean, CYN triangeluari begiratuz, YBC eta NBC triangeluek ere azalera bera dutela ikusten da.
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Un mapa del discernimiento
Creo que entre los muchos mapas de los que ha hablado Raúl Ibáñez en este cuaderno, se le ha olvidado al menos uno: el mapa del discernimiento.
“Une carte du sens” –Un mapa del discernimiento– extraído de [1]. En la página 180 de [2] puede verse una versión en inglés.
Pero empecemos por el principio. Prédire n’est pas expliquer –Predecir no es explicar (Editions Eshel, 1991)– es el título de una serie de entrevistas que el matemático René Thom (1923-2002) mantuvo con Emile Noël. En este texto, Thom explicaba la génesis de su teoría de las catástrofes y exponía sus posiciones filosóficas sobre la ciencia.
En una parte de este escrito, el Medalla Fields describía una comida que compartió con el psiquiatra Jacques Lacan (1901-1981). Durante ese almuerzo, el psicoanalista invitó a Thom a hablar sobre su percepción de las matemáticas, sobre la evolución de sus ideas y sobre su relación con el concepto de matema. Al final de la comida, René Thom lanzó este pensamiento: “La verdad no está limitada por la falsedad, sino por insignificancia”.
El matemático realizó posteriormente un dibujo intentando aclarar y matizar esta afirmación, el que aparece en la imagen que inicia este escrito.
Debajo se reproduce la traducción del texto que aparece en [1] en el que René Thom explica los lugares de este especial mapa:
En la base se encuentra un océano, el Mar de la Insignificancia. En el continente, la Verdad se sitúa a un lado, la Falsedad en el otro. Están separadas por un río, el Río del Discernimiento. De hecho, lo que separa la verdad de la falsedad es la facultad de discernimiento. Es una noción que se debe a Aristóteles: la capacidad para la contradicción. Es lo que nos separa de los animales: cuando ellos reciben una información, la aceptan instantáneamente y desencadena la obediencia a este mensaje. Los seres humanos, sin embargo, tienen la capacidad de retractarse y cuestionar su veracidad.
Siguiendo la orilla de este río, que desemboca en el Mar de la Insignificancia, se viaja a lo largo de una costa que es ligeramente cóncava: en un extremo se encuentra la Ciénaga de la Ambigüedad y en el otro extremo se halla el Pantano del Perogrullo. Al frente del delta del río, se ve la Fortaleza de la Tautología: Ese es el baluarte de los lógicos. Se sube una muralla hacia un pequeño templo, una especie de Partenón: estas son las Matemáticas.
A la derecha, se encuentran las Ciencias Exactas: en las montañas que rodean la bahía se sitúa la Astronomía, con un observatorio que corona su templo; en el extremo derecho se hallan las máquinas gigantes de la Física, los anillos del acelerador en el CERN; los animales en sus jaulas señalan los laboratorios de Biología. Fuera de todo esto emerge un arroyo que se alimenta en el Torrente de la Ciencia Experimental y que desemboca en el Mar de la Insignificancia.
A la izquierda hay un camino ancho que sube hacia el noroeste, llega hasta la Ciudad de las Artes y las Ciencias Humanas. Continuando a lo largo de ella, se llega a las laderas del Mito. Hemos ingresado en el reino de la Antropología. Arriba, en la parte superior, se encuentra la Altiplano del Absurdo. La columna vertebral significa la pérdida de la capacidad de discernir contrarios, algo así como un exceso de comprensión universal que hace que la vida sea imposible.
Según comenta el propio Thom en [1], Une carte du sens –este mapa del discernimiento– imita la Carte du Tendre, el mapa de un país imaginario llamado Tendre que aparece en la novela Clélie, histoire romaine de la escritora Madeleine de Scudéry (1607-1701). Este mapa es una ‘representación topográfica y alegórica de la conducta y de la práctica amorosa’…
“Carte du Tendre” de François Chauveau. Wikimedia Commons.Referencias
[1] The Map of Discernment, Futility Closet, 22 julio 2018
[2]Roy Lisker, René Thom. Interviews with Emile Noël, traducción de Prédire N’est Pas Expliquer, 2010
Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad.
El artículo Un mapa del discernimiento se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:STEVE, aurora dirudien fenomeno misteriotsu agurgarri hori
Planeta osoa eta eguzki sistemaren zati handi bat ondo kartografiatuta dagoen honetan, ezinezkoa dirudi naturan fenomeno berriak aurkitzeko aukera; eta hala da gehienetan. Puntako muturretan izan ohi dira aurkikuntzak, hala nola nanoeskalan aurkitzen diren materiaren propietate berriak edota distantzia itzeletara behatzen diren fenomeno kosmiko urrunak.
Noizean behin, baina, aurkitzeko dauden fenomeno naturalak azaltzen dira, eta horietako batzuk ahoa bete hortz uzteko modukoak dira. STEVE da horietako bat. Stephen King idazlearen eleberri baten izenburua dirudi, baina benetan zeruan marrazten den fenomeno berria da.
1. irudia: Ohiko aurorek ez bezala, STEVE fenomenoak purpura koloreko marra bat marrazten du zeruan, eta latitude baxuagoetan ikusteko aukera dago. (Argazkia: Krista Trinder/ESA)
Aurora borealak jarraitzen dituzten hainbat lagunek fenomenoa ezagutzen zuten, baina zientzialariek hori aztertzen hasi berriak dira. Hain da gertukoa, ezen gaiari buruzko lehen zientzia artikuluak aurten argitaratu baitira. Lehena martxoan plazaratu da. Science Advances aldizkarian zabaldutako ikerketa batean deskribatu dute aurrenekoz modu zientifiko batean STEVE zer den: aurora mota bitxi bat. Gainerako aurorak baino latitude baxuagoetan agertzen da hau, eta berezko kolore zein forma ditu.
Aurorek itxura obalatua izan ohi dute, eta kolore “paletari” dagokionean, bereziki berdea, urdina eta gorria dira nagusi. Jakina denez, aurorak sortzen dira eguzkitik etorritako partikula kargadunek magnetosferaren kontra jotzen dutenean. Talka egiten duten atmosferako elementu kimikoren arabera azaltzen dira kolore horiek. STEVEren kasuan, ordea, fenomenoak zeruan marraztutako marra luze baten itxura hartzen du, eta purpura kolorea hartzen du. Horrez gain, aurorak baino arraroagoak dira, gutxitan agertzen dira eta.
Lehen ikerketa horretan, fenomenoaren izaera argitzen saiatzeko ESA Europako Espazio Agentziaren Swarm satelitearen magnetometroa funtsezkoa izan da. Satelite horren bitartez, STEVEren barruan dauden partikulek 6.000 gradu zentigraduko tenperatura dutela ikusi ahal izan dute, inguruko tenperatura baino dezente handiagoa. Artikuluan proposatu dute STEVE aurora berezi bat dela, ioien mugimendua abiatzen duena.
Baina orain, Geophysical Research Letters aldizkarian aurkeztutako beste artikulu batean 2008ko martxoan erregistratutako halako fenomeno bati buruzko azterketaren berri eman dute. Ikerketaren bitartez argitu nahi izan dute ea aurorak sortzeko mekanismo berdina gertatzen den. Duela 10 urte jazotako gertaera horretan, ordea, ez dute horrelakorik sumatu. Auroren ikerketan izan ohi den bezala, all-sky motako kameren bitartez lurretik hartutako irudiak eta satelite bidezko neurketak baliatu dituzte. Kasu honetan, NOAA agentziaren POES-17 ingurumen satelitea erabili dute, fenomenoa jazotzen den bitartean gailu hori gertu zegoelako. Alabaina, satelite horrek ez zuen atzeman kargatutako partikularik atmosferan. Hortaz, bestelako jatorria behar luke, egileen arabera. Bigarren artikulu honetan beraz, fenomenoaren beste modu batean sailkatzeko beharra azpimarratu dute, aurorek eragiten duten partikulen prezipitazioa gertatu gabe abiatu baita fenomenoa.
“Gure ondoriorik nagusiena da STEVE ez dela aurora bat”, esan du ikerketa artikuluaren egile nagusi Bea Gallardo-Lacourt zientzialariak, Ameriketako Geofisika Batasunak argitaratutako ohar batean. “Une honetan, oso gutxi dakigu fenomenoari buruz. Eta hau benetan zirraragarria da, argazkilariek hamarkadetan ezagutzen zuten fenomenoa zelako, baina zientzialarientzat guztiz ezezaguna izan da orain arte”.
2. irudia: 2018ko apirilean Columbia Britainiarrean (Kanada) aurora ehiztariek hartutako STEVE baten irudia. Urruntasunean, irudiaren eskuman, berde koloreko aurora bat ikusten da.
Bada, aurora ez bada, zer da? Ez dago erantzun errazik, momentuz bederen. Argi dago harremana baduela ionosferarekin, baina atzean oraindik argitu ez den mekanismo bat dagoela uste dute zientzialariek. Artikuluan aipatu dute protoien eta energia altuko elektroien prezipitaziorik ez zela gertatu, baina bai neurtu ahal izan zuten energia baxuko elektroien gehikuntza bat. “Halere, une horretan zegoen elektroien fluxu energetikoa baxuegia zen inolako estruktura optikorik sortzeko, eta, hortaz, ez zegoen lotuta STEVErekin”, zehaztu dute zientzia artikuluaren ondorioetan. Modu berean, energia baxuko protoiekin harremanen bat egotea ezin dutela alboratu onartu dute.
Gallardo-Lacourten esanetatik igartzen den moduan, fenomenoaren aurkikuntza zientzia herritarrari ezagutu ahal izan da. Batetik, zaletuek ateratako irudietan azaldu da fenomenoa. Bestetik, NASAk eta NSF Zientziarako Fundazio Nazionalak bultzatutako Aurorasausurus egitasmoari esker jarraitu ahal izan da. Izenak berak istorio bitxia du atzean. Izan ere, zaletuek asmatu zuten izen hori jartzea, baina ondoren NASAko zientzialariek erronkari eutsi eta mundu anglosaxoian hain gustuko duten akronimoen tradizioa jarraitu zuten. Hortaz, “Steve” izena STEVE Strong Thermal Emission Velocity Enhancement bilakatu zen, hots, Igorpen Termikoaren Abiaduraren Gehikuntza Indartsua, gutxi gorabehera. Izen konplexuak erraz gogoratzeko modukoak bihurtzeko duten abilezia ezin zaie ukatu zientzialariei, baina, akronimoez harago, orain aurrean duten erronka da garrantzitsuena: STEVEren benetako izaera argitzea.
Erreferentzia bibliografikoa:
Gallardo-Lacourt, B., Liang, J., Nishimura, Y., & Donovan, E. (2018). On the origin of STEVE: Particle precipitation or ionospheric skyglow? Geophysical Research Letters, 45. DOI: https://doi.org/10.1029/2018GL078509
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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.
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Cristalografía (12): In vino veritas
Según la mitología griega fue el mismísimo dios Dionisios el que descendió del Monte Olimpo para enseñar a los hombres a fabricar vino. Según la arqueología moderna ese descenso, de haber existido, habría tenido lugar en Asia Menor (en lo que hoy es el este de Turquía) hace unos 7.000 años. Junto con el arte del vino, Dioniso donó otro regalo que pasó mucho tiempo sin ser reconocido como tal, el tártaro, que se encuentra en el fondo de, entonces, las ánforas y, hoy, las barricas de vino.
Tanto Lucrecio como Plinio el viejo estaban familiarizados con el tártaro. Lo que hoy sabemos que es tartrato ácido de potasio (formalmente hidrógeno tartrato de potasio) era descrito como de sabor agrio y que ardía con una llama de color púrpura, además de proporcionar recetas para una docena de remedios que lo contenían.
Se estudió con más detalle en la Edad Media. El alquimista persa Abū Mūsa Ŷābir ibn Hayyan al-Āzdī (conocido en Europa como Geber) fue el primero en dejar constancia por escrito, alrededor del año 800, de que el tártaro es una sal y aisló el ácido tartárico (y otra buena cantidad de compuestos orgánicos, pero esa es otra historia) aunque no con demasiada pureza. Hubo que esperar a 1769 para obtener el ácido tartárico químicamente puro, cosa que logró Carl Wilhelm Scheele (a la par que otra buena cantidad de compuestos orgánicos). El compuesto se empleaba en la fabricación de cosméticos y remedios medicinales, como la sal de la Rochelle o el tártaro emético, por lo que muchas bodegas se convirtieron de facto en fábricas de ácido tartárico.
Alrededor de 1818, Paul Kestner, un productor de tártaro de Thann (Francia) se dio cuenta de que, además de ácido tartárico se producía en sus barriles una pequeña cantidad de cristales de lo que parecía otra sustancia. Al principio pensó que podría ser ácido oxálico; sin embargo, al poco tiempo se dio cuenta de que era algo nuevo y empezó a producirlo en cantidades mayores a base de hervir disoluciones saturadas de ácido tartárico. En 1826, convencido completamente de que era algo desconocido para la ciencia, se decidió a llevar una muestra a Gay-Lussac, quien, después de repetidos experimentos, llegó a la conclusión de que su fórmula era C4H6O6, la misma del ácido tartárico. Llamó a este nuevo compuesto ácido racémico (del latín racemus, esto es, racimo de uvas).
Las diferencias químicas entre los ácidos tartárico y racémico (y entre sus sales , tartratos y racematos) eran pequeñas, pero suficientes como para tener intrigados a los químicos. Este fue uno de los casos de isomería conocidos en la época; además muchas de las sales de los dos ácidos eran isomorfas.
Un aspecto importante en lo trascendencia que llegaron a tener estos ácidos en el desarrollo de la ciencia fue su bajo coste y la facilidad de obtención en una época, principios del XIX, en la que la industria química estaba en su infancia y los productos químicamente puros eran una rareza. Además racematos y tartratos eran muy fáciles de preparar y conseguir cristales de tamaño apreciable no era nada complicado. Por lo tanto, era el sistema perfecto en el que estudiar dos conceptos nuevos pero que no se terminaban de entender, y que había indicios de que podían estar relacionados: isomería e isomorfismo.
En los años posteriores a 1830 Biot midió la actividad óptica del ácido tartárico y sus sales (dextrógiros todos ellos); el racémico y las suyas eran ópticamente inactivas. Berzelius, empeñado en encontrar una explicación al fenómeno, instó a Mitscherlich, ya una autoridad en la química cristalina, a que estudiase la simetría de tartratos y racematos.
Mitscherlich confirmó los hallazgos de Biot, el tartárico y sus sales eran todos dextrógiros y sus cristales hemiédricos; el racémico y las suyas inactivos ópticamente y sus cristales holoédricos. Había dos sales que no cumplían estas reglas generales: el tartrato de sodio y amonio y el racemato de sodio y amonio que formaban cristales idénticos pero de actividad óptica de signo opuesto. Mitscherlich estaba tan confundido por este hecho al que no era capaz de encontrar una explicación que no publicó sus resultados en más de una década. Sólo lo haría en 1844, después de que en 1841 Frédéric Hervé de la Provostaye publicase un estudio similar.
El misterio sería resuelto en 1848 por un joven y desconocido profesor de Dijon, recién doctorado, Louis Pasteur.
Referencias generales sobre historia de la cristalografía:
[1] Wikipedia (enlazada en el texto)
[3] Molčanov K. & Stilinović V. (2013). Chemical Crystallography before X-ray Diffraction., Angewandte Chemie (International ed. in English), PMID: 24065378
[4] Lalena J.N. (2006). From quartz to quasicrystals: probing nature’s geometric patterns in crystalline substances, Crystallography Reviews, 12 (2) 125-180. DOI:10.1080/08893110600838528
[5] Kubbinga H. (2012). Crystallography from Haüy to Laue: controversies on the molecular and atomistic nature of solids, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 1-26. DOI: 10.1524/zkri.2012.1459
[6] Schwarzenbach D. (2012). The success story of crystallography, Zeitschrift für Kristallographie, 227 (1) 52-62. DOI: 10.1524/zkri.2012.1453
Este texto es una revisión del publicado en Experientia docet el 30 de enero de 2014
Sobre el autor: César Tomé López es divulgador científico y editor de Mapping Ignorance
El artículo Cristalografía (12): In vino veritas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
Entradas relacionadas:Kimika sukaldean: arrautzak (eta III). Zer gertatzen zaie arrautzei?
1. irudia: Arrautza gordinari beroa emanez proteinak desnaturalizatu egiten dira eta arrautza gogortu eta solidotu egiten da. (Argazkia: Alexas_Fotos – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)
Arrautzaren ezaugarri nutritibo guztiek ez lukete guretzat garrantzirik izango arrautzak kozinatzea hain erraza ez balitz. Likido irristakor eta jariakor batetik abiatu eta nahikoa da beroa ematea likido hori gogortu eta elikagai jangarri eta erakargarria lortzeko. Oso erraz transformatzen den elikagaia da –nekez aurki daiteke hain erraz eraldatzen den beste elikagairik- eta, jakina, prozesu horren azalpena kimikan dago. Arrautzaren proteinen kimikan, hain zuzen ere.
Proteinak elkartzen, arrautza gogortzenHasiera batean arrautza likidoa da nagusiki urez osatuta dagoelako. Bertan proteinak daude, baina, kopuruan ur molekulak baino askoz ere gutxiago dira eta horregatik da nahaste likidoa. Proteinak aminoazido kate luzeak dira, eta milaka atomoz osatuta daude. Aminoazido katea modu jakin batean tolestuta dago, proteinak forma jakin eta zehatza izan behar duelako bere funtzio biologikoa bete ahal izateko. Proteinen egitura hori hainbat lotura kimikori esker gertatzen da: hidrogeno loturak, disulfuro zubiak, eta bestelako elkarrekintzak. Hala ere, aminoazidoen arteko elkarrekintza horiek lotura kimiko ahulak dira eta, hortaz, beroaren, tenperaturaren edota azido zein baseen eraginez hautsi egin daitezke. Proteinaren forma mantentzen duten elkarrekintzak apurtzen badira, proteinak egitura galtzen du eta desnaturalizatu egin dela esaten da.
Arrautzaren kasuan, zuringoaren proteina gehienen karga negatiboa da eta hortaz, elkarrengandik aldaratu egiten dira, uretan flotatuz. Alabaina, arrautza berotzen denean molekulak geroz eta azkarrago mugitzen hasten dira eta una jakin batean, proteinak desnaturalizatzen hasten dira. Kiribilduta zeuden proteinek forma galtzen dute eta luzatu egiten dira. Luzatu ahala, haien artean elkartzen dira eta hiru dimentsiotako sarea osatzen dute. Une horretan, ur molekulak proteinen sarean harrapatuta gelditzen dira eta ezin dira hasieran bezainbeste mugitu. Orduan, arrautza gogortzen hasten da eta zuringoan dauden proteinak egitura dentsoago batean elkartu direnez -argi izpiak desbideratzeko gai dena-, zuringoa opaku bihurtzen da.
Desnaturalizazioa beste elementu batzuk erabiliz ere lor daiteke -ozpinez edo gatzez ondutako arrautzetan, esaterako-. Beroketaren kasuan ere, erabilitako tenperaturak eragin handia izango du azken emaitzan; izan ere, proteina bakoitza tenperatura desberdin batean desnaturalizatzen da. Oro har, zuringoa 63 ºC-an hasten da koagulatzen eta 65 ºC-an bihurtzen da solido samur batean. Nagusiki obotransferrina proteinari esker gertatzen da hori, hori baita lehenengo desnaturalizatzen den proteina. Arrautzaren proteinarik ugariena, oboalbumina, aldiz, 80 ºC-an desnaturalizatzen da. Gorringoaren proteinak 65 ºC-an hasten dira trinkotzen eta 70 ºC-an koagulatzen dira.
Modu honetan kozinatutakoa jangarria ez litzatekeen arren, arrautza bat kozinatu daiteke alkohol etilikoa edo azido sendoak erabiliz. Horretarako nahikoa da arrautza gordina alkoholetan kraskatzea eta ordu bete inguru itxarotea. Alkoholaren zein azidoen eraginez proteinak desnaturalizatu egiten dira eta frijitutako arrautzaren antzeko testura hartzen du -jarraian dagoen bideoan ikus daiteke prozesu hori-. Dakigunez, desnaturalizazio prozesua itzulgarria izan daiteke zenbait kasutan eta baldintza bereziak erabiliz eta, modu horretan, Kaliforniako Unibertsitateko Tom Yuan eta bere lankideek egositako arrautza baten zenbait proteina jatorrizko egiturara itzultzea lortu dute -bide horretatik, arrautzak desegostea posible izango ote da?-.
Kozinatzeko moduakArrautza egostea da, ziur aski arrautzak kozinatzeko modurik sinpleena, baina, baditu bere sekretuak. Uraren tenperatura eta egoste-denbora kontrolatzea gakoa da arrautzak testura bat edo zeharo desberdina den beste bat izan dezan. Kimikaren ikuspuntutik, arrautzak uraren irakite tenperaturan egostea ez da modurik egokiena. Esan bezala, arrautzaren proteinak 100 ºC azpitik koagulatzen dira eta, hortaz, tenperatura horretan egosteak proteinak azkarregi koagulatzea eragin ohi du. Horregatik, uraren tenperaturak 80-85 ºC tartean egon beharko luke, burbuilarik gabe, arrautza modu uniformean egosteko.
Egosketa denbora gehiegi luzatzen bada gorringoak kolore berdexka har dezake. Hori zuringoaren zenbait proteinetan dagoen sufreak gorringoaren burdinarekin erreakzionatzen duelako gertatzen da. Biek erreakzionatu egiten dute eta sulfuro ferrosoa, FeS, osatzen da. Arrautza zenbat eta zaharragoa izan kolore berde gehiago lortuko da, baina, honek ez du osasunarentzat arriskurik ekartzen. Oskola kentzerakoan ere arrautza freskoak eta zaharrak berezitu daitezke; izan ere, arrautza freskoen pHa baxuagoa da hiruzpalau egun dituzten arrautzenak baino -7,6 eta 9,2, hurrenez hurren- eta, horren eraginez, arrautza zaharragoen oskola zuringotik askeago geratzen da.
2. irudia: Arrautzak hainbat modutara egosi daitezke, tenperatura eta denbora kontrolatuz, testura desberdinak lortuz. (Argazkia: Charly_7777 – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)
Arrautzak oskolik gabe kozinatzeko moduak ere ugariak dira: frijituta, galdarraztatuta, arrautza nahasiak eta tortillak, besteak beste. Arrautza galdarraztatuak oskolik gabe gutxi egositako arrautza da, zuringoa gogortuta duena, baina, gorringoa ez. Berriro ere, tenperatura eta denboraren kontrola garrantzitsua da puntu egokira iristeko. Arrautza frijituak oliotan berotzen dira eta 120 ºC-ko tenperatura da egokiena zuringo eta gorringoaren koagulazioa onena izan dadin. Hala ere, aurreko kasuetan bezala, norberak bilatzen duen proteinen testura izango da beti erakargarriena, arrautzak horixe baitu: tenperatura eta denborarekin oso desberdinak diren elikagaiak presta daitezke. Arrautza nahasiek eta tortillek ere badituzte sekretuak, baina, norberaren esperimentaziorako utziko dugu hori. Adituen arabera -McGee-ren liburua benetan gomendagarria da gaien interesa duenarentzat da-, nahaskiak mantso eta su ertainean egin behar dira eta tortillak, aldiz, azkar eta su altuan.
3. irudia: Arrautza txitaren enbrioiari babesa eta elikagaiak emateko egitura konplexua da, gizakion elikagai preziatua bilakatu dena. (Argazkia: cocoparisienne – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)
Arrautzaren anatomia pausoz pauso aztertuta, ikusi dugu oiloak zer mekanismo dituen arrautzaren osagaiak egiteko. Izatez, zelula germinalari -gero enbrioi izango denari- babesa eta nutrienteak emateko egitura da, konplexutasun kimiko itzela ezkutatzen duena. Nagusiki urez osatuta dago, baina, ehunaka osagai ditu. Proteinak, lipidoak, karbohidratoak, bitaminak eta mineralak ditu eta geure dietako elikagai garrantzitsua -ia ezinbestekoa- bihurtu da. Egunero hozkailuan ikusten den produktua izanik, haren kimika ezagututa, orain beste modu batera begiratuko diogu.
Erreferentzia bibliografikoak:
Yuan, T. Z. et al., (2015). Shear‐Stress‐Mediated Refolding of Proteins from Aggregates and Inclusion Bodies. ChemBioChem, 16(3), 393-396. DOI: 10.1002/cbic.201402427
Informazio osagarria:
- La cocina y los alimentos, Harold McGee, Debate, 2017.
- The chemistry of eggs and egg shells, Compound Interest, 2016.
- How to “cook” and egg without heat – and other weird egg science (video), American Chemical Society, acs.org, 2017.
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Egileaz: Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.
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Kimika sukaldean: arrautzak, artikulu-sorta
- Kimika sukaldean: arrautzak (I). Nola egiten dira arrautzak?
- Kimika sukaldean: arrautzak (II). Zer dira arrautzak?
- Kimika sukaldean: arrautzak (eta III). Zer gertatzen zaie arrautzei?
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La regulación de la diuresis en mamíferos
Al contrario que otros vertebrados, los mamíferos (salvo algunas especies, como los dromedarios) no ajustan la producción de orina modificando la tasa de filtración glomerular (GFR). De hecho mantienen esta relativamente constante y modifican la fracción de la orina primaria que es reabsorbida antes de su evacuación al exterior para regular el volumen y la concentración osmótica de los fluidos corporales.
Un porcentaje relativamente alto de la orina primaria –entre un 60% y 80% del volumen- es reabsorbido desde el túbulo contorneado proximal, para lo cual se reabsorben activamente porcentajes similares de NaCl. Además de la sal y el agua, glucosa, aminoácidos y bicarbonato son también reabsorbidos en ese segmento, estos prácticamente en su totalidad.
La reabsorción de Na+ se produce gracias a la actividad de una ATPasa de Na+-K+ de la membrana basolateral del epitelio (la que separa el líquido intersticial del interior celular). Ese transporte genera un gradiente electroquímico en la membrana apical (la que separa el interior celular de la luz del túbulo) que favorece la entrada de sodio desde el fluido tubular. La reabsorción de agua se produce a través de aquaporinas estructurales, que se hallan siempre presentes en esas células (su presencia apenas depende de factores externos).
Tras pasar por el túbulo proximal, la orina penetra en el asa de Henle. Lo hace con una concentración osmótica de unos 300 mOsm, pero tras su recorrido por ese segmento, puede alcanzar el túbulo distal con una concentración inferior a la anterior (puede llegar a ser de 100 mOsm). Como vimos, esa diferencia es debida al transporte activo de NaCl que tiene lugar en la rama ascendente, que lo retira de la orina, disminuyendo en ella su concentración, a la vez que aumenta la del líquido intersticial.
Tras el asa de Henle la orina accede al túbulo contorneado distal. El epitelio de ese segmento transporta NaCl activamente de la luz del túbulo al especio intersticial. Y aunque no es impermeable, es poco permeable al agua.
Lo que ocurre a continuación en el tubo colector depende de cuáles son las necesidades hídricas del organismo. Si necesita retener agua, el organismo se encuentra en estado de antidiuresis y el riñón producirá un volumen de orina muy limitado. Eso es consecuencia de una intensa reabsorción de agua en el tubo colector, reabsorción que se produce gracias a la presencia en la membrana apical de las células de la pared del tubo de numerosas moléculas de una forma de aquaporina (AQP-2) específica de ese epitelio. Recordemos que debido al transporte activo de NaCl que tiene lugar en la rama ascendente del asa de Henle y al equilibrio iónico y osmótico que se establece entre su rama descendente y el fluido intersticial de la médula renal, la concentración osmótica de ese fluido en el interior medular es muy alta. Por ello, la presencia de numerosos poros en las membranas apicales de las células de la pared del tubo colector permiten que el agua pase con gran facilidad de un fluido que se encuentra originariamente a una concentración osmótica muy baja (la orina que llega del túbulo distal) a otro con la concentración osmótica muy alta (el fluido intersticial medular). Y eso ocurre hasta que ambas concentraciones osmóticas se igualan, para lo que debe pasar un volumen muy importante de agua. Además, a lo largo del tubo colector se sigue reabsorbiendo activamente NaCl, lo que favorece aún más este proceso. Como consecuencia de esa reabsorción, la orina final puede llegar a representar tan solo un 1% del volumen de plasma filtrado en el glomérulo y alcanzar una concentración osmótica de 1200 mOsm, que es cuatro veces más alta que la del plasma. Pero en mamíferos con grandes restricciones hídricas esa concentración puede llegar a multiplicarse por diez o más. Producen mínimas cantidades de orina y evitan así perder agua por esa vía.
Ese estado de antidiuresis a que me he referido en el párrafo anterior es el que se produce cuando hay una alta concentración sanguínea de la hormona antidiurética (ADH), que en mamíferos es la arginina vasopresina (AVP). Es ella la responsable de la presencia en las células de la pared del ducto de numerosas unidades de aquaporinas AQP-21. Por ello, cuando las condiciones cambian y no hay necesidad de ahorrar agua o, incluso, conviene eliminarla, deja de secretarse ADH desde la neurohipófisis, baja su concentración sanguínea y, como consecuencia de ello, las aquaporinas son retiradas de la membrana apical de las células del epitelio del tubo colector. Disminuye así su permeabilidad al agua (llega a hacerse virtualmente impermeable) y deja de reabsorberse agua desde el interior del tubo hacia los espacios intersticiales. El volumen de orina es muy alto y su concentración osmótica, muy baja. De hecho, en seres humanos esa concentración puede ser tan baja como 50 mOsm, o sea, seis veces más baja que la plasmática, y el volumen de orina producido elevarse hasta representar un 15% del plasma filtrado en el glomérulo. Merece la pena reparar en el hecho de que una concentración osmótica de la orina tan baja no es solo el resultado de la supresión de la reabsorción de agua desde el tubo colector, sino que es necesario que se produzca una importante reabsorción de NaCl que no vaya acompañada de la correspondiente reabsorción de agua.
La ADH no es la única hormona implicada en la regulación de la función renal en mamíferos. La aldosterona y el péptido natriurético auricular cumplen también un importante papel. Antes de exponer brevemente en qué consiste, conviene advertir que tanto la aldosterona como, en general, las hormonas natriuréticas, o hormonas de similares naturaleza y efectos, se hallan en muchos otros grupos, además de mamíferos, pero su papel se entiende mejor en este contexto.
La aldosterona promueve la recuperación de Na+ desde la orina primaria y también la secreción de K+. Por ello, su efecto global más obvio es regular el contenido de esos iones en los fluidos corporales. Sin embargo, de forma indirecta también cumple un papel determinante en la regulación del volumen de los fluidos extracelulares, plasma sanguíneo incluido. La razón es que la concentración osmótica y de sales, como sabemos, se halla estrechamente controlada en los mamíferos y, en general, en el resto de los vertebrados. Por ello, el volumen de agua extracelular es muy dependiente de la cantidad de NaCl que hay en esos fluidos (no así en los intracelulares, cuyo catión principal es el K+), ya que Na+ y Cl– son los principales iones extracelulares. Así pues, si una hormona, como la aldosterona, promueve la reabsorción de Na+, también promueve la de Cl– y, por supuesto, la de agua. En otras palabras: cuanto más Na+ se reabsorbe en el riñón, también se reabsorbe más agua, por lo que su efecto neto es antidiurético.
La aldosterona es una hormona esteroidea, un mineralocorticoide producido por la corteza adrenal. Su secreción está controlada por otro sistema hormonal, el sistema renina-angiotensina que, a su vez, se encuentra parcialmente controlado por receptores de presión sanguínea y de volumen sanguíneo. Cuando la presión de la sangre baja y en virtud de varios mecanismos que actúan simultáneamente, las células yuxtaglomerulares (células especializadas del endotelio de la arteriola aferente) liberan renina. La acción (enzimática) de la renina sobre una molécula precursora de origen hepático (el angiotensinógeno) acaba dando lugar a que se produzca una sustancia denominada angiotensina II. Esta ejerce varios efectos: estimula la constricción (estrechamiento) de arteriolas sistémicas; promueve la sed; estimula la secreción de ADH y estimula la secreción de aldosterona. Todas las actuaciones provocadas por la angiotensina II causan la recuperación de agua y el reestablecimiento de la presión sanguínea y el volumen de líquidos extracelulares adecuados. Cuando la acción de la renina ha surtido sus efectos, ciertas sustancias paracrinas producidas por las células de la macula densa2 provocan que las células yuxtaglomerulares dejen de liberar renina.
La aldosterona actúa penetrando en sus células diana (a los efectos de lo que nos interesa aquí se trata de las células del epitelio del túbulo distal), llega al núcleo e inicia la transcripción de ADN para producir nuevas ATPasas de Na+-K+ y de canales de Na+ y de K+ para su inserción en la membrana celular. De esta forma se eleva la reabsorción tubular de Na+ y como consecuencia, la recuperación de agua y la restauración del volumen sanguíneo. Este mecanismo actúa, de hecho, en respuesta a situaciones –como las hemorragias- en las que se produce una importante pérdida de líquido sin que ello vaya asociado a una elevación de la concentración osmótica sanguínea.
Hay gran diversidad de péptidos natriuréticos en el dominio animal, y el mejor conocido es el péptido natriurético auricular (ANP, por sus siglas en inglés) de los mamíferos. El ANP se produce en determinadas zonas del encéfalo y en el corazón (de ahí su nombre “auricular”) y sus efectos son en gran parte opuestos a los de la aldosterona. Inhibe, de hecho, la liberación de aldosterona y promueve directamente la secreción de Na+, elevando la producción de orina y la concentración de Na+ en esta. La secreción de ANP es estimulada por el aumento del volumen de líquidos extracelulares, lo que es detectado a partir del estiramiento de las paredes de la aurícula en el corazón.
En definitiva, la función renal está sometida a un complejo sistema de regulación principalmente endocrino. Aquí hemos visto los tres sistemas principales, cada uno con sus especificidades. Gracias a ese sistema de efectos múltiples, los mamíferos, y demás vertebrados, son capaces de mantener estrechamente controlados tanto el volumen de los líquidos corporales, como sus concentraciones osmóticas e iónicas.
Notas:
1El mecanismo es muy similar al que vimos para la mayor parte de vertebrados, aunque en los otros grupos de vertebrados la ADH actúa en el túbulo distal y la molécula de efectos antidiuréticos en los demás vertebrados era algo diferente: arginina vasotocina (AVT).
2Grupo de células especializadas que se disponen en el punto en que el túbulo distal y la arteriola aferente se encuentran en posición adyacente.
Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
El artículo La regulación de la diuresis en mamíferos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Ehun adimendunak forma-memoria duten poliuretanoei esker
Irudia: Forma-memoria duen poliuretanozko ehuna da sintetizatutako materialetako bat.
Forma-memoria duten poliuretanozko hainbat zuntz eta ehun adimendun dira sintetizatu dituztenak, izerdia lurrunarazten eta hezetasuna kontrolatzen dutenak eta, gainera, % 99tik gorako berreskuratze-ahalmena dutenak.
Forma-memoria duten poliuretanoak aztertu da ikerketan, ehun adimendunetan erabiltzeko. Forma-memoria duten zuntz edo ehun batzuk sortzea izan da helburua; alegia, berez formaz aldatzeko eta tenperaturaren arabera egokitzeko gai diren materialak sortzea. Materialaren beira-trantsizioko tenperatura (polimeroaren egoera urtuaren eta egoera zurrunaren tarteko tenperatura-puntua), batez beste, 37-38 °C ingurukoa izatea, gorputzaren tenperaturaren parekoa, eta polimeroaren forma tenperatura horren arabera egokitu ahal izatea izan da helburu zehatza.
Lehenbizi, segmentu zurrun eta malguak dituzten zenbait poliuretano sintetizatu dituzte. Jarraian haien portaera termikoa, propietate mekanikoak, iragazkortasuna eta forma-memoriaren efektua aztertzeko. Gainera, zuntzak eta ehunak sortu dituzte poliuretano horietatik abiatuta, poliuretanoek ehungintzan nola erabil daitezkeen sakonago ulertu ahal izateko.
Ikerketan lortutako emaitzetatik ondorioztatu daiteke ikerketan sintetizatutako forma-memoria duten poliuretanoek etorkizun handiko aplikazioak dituztela ehungintzarako. Horrez gainera, forma-memoriaren efektuak agerian utzi du forma-memoria duten poliuretano gehienek % 99tik gorako berreskuratze-balioak dituztela. Iragazkortasunari dagokionez forma-memoria duten poliuretano-geruzek izerdia lurrunarazteko eta hezetasuna kontrolatzeko gaitasuna ere badutela ikusi dute. Halaber, forma-memoria duten ehun-egiturako poliuretanoek % 99an berreskuratzen dute bere forma, beraz, ondoriozta daiteke etorkizunean ehungintzarako erabil litezkeela.
Forma-memoria oso propietate interesgarria da, forma-memoria duten materialak formaz alda baitaitezke kanpo-estimulu (termikoa, elektrikoa, magnetikoa, e.a.) baten menpe daudenean. Forma-memoria duten polimeroak arretagune izan dira azken urteetan, oso funtzionalitate eta aukera onak eskaintzen baitituzte material adimendun gisa. Konposizioa aldatuz eta osagaien egitura kimiko egokia hautatuz arkitektura molekular mota ezberdinekin sintetiza daitezkeen polimero klase bat dira forma-memoria duten poliuretanoak. Horrek askotariko aukerak ematen ditu automobilgintzan, biomedikuntzan, itsasgarrietan, ehungintzan edo oinetakoen industrian erabiltzeko.
Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Ehun adimendunak, forma-memoria duten materialei esker
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Una vida eterna
Sabíamos que en unas cuantas especies animales los individuos viven más y se encuentran en mejor estado de salud si se les reduce la ingesta de alimento. Pero no acabábamos de saber si esa misma forma de prolongar la vida sería aplicable a los seres humanos. Seguimos sin saberlo, pero una investigación cuyos resultados se publicaron hace unas semanas en la revista Cell Metabolism parece aportar algunas claves del mecanismo que permitiría que la (así llamada) restricción calórica pudiese alargar la vida de quienes la experimentan.
Fuente: Redman et al. (2018) / Cell Metabolism
En la investigación mencionada se limitó la ingestión de alimento a treinta y cuatro personas de ambos sexos, y a otras diecinueve que mantuvieron sus hábitos alimenticios se les monitorizó para que sirvieran de control. Todos los participantes en el estudio eran adultos, ninguno era obeso y, por supuesto, eran voluntarios. Redujeron su ingesta en un 15%, pero se aseguraron una toma adecuada de los nutrientes esenciales.
Dos años después de iniciado el experimento habían perdido 9 kg de peso, mientras que los controles habían ganado 2 kg. Junto con la pérdida de peso, los individuos sometidos voluntariamente a la restricción calórica experimentaron también una importante reducción del gasto metabólico: cada día gastaron entre 80 y 120 kcal menos que las que cabía esperar a partir de la pérdida de peso. O sea, a lo largo de ese periodo de tiempo, la actividad metabólica de los que redujeron la ingesta se adaptó, reduciéndose a niveles inferiores a los característicos de la situación anterior al experimento. Esa adaptación metabólica vino acompañada por una bajada en la actividad de las hormonas tiroideas, que son las principales encargadas de regular el metabolismo. Y también se redujo el denominado “estrés oxidativo”, que es una condición fisiológica perjudicial para las células -y por lo tanto para los órganos y el conjunto del organismo- que se produce como consecuencia de un desequilibrio entre la producción de sustancias oxidantes muy dañinas y la capacidad de los sistemas biológicos para neutralizar esas sustancias o reparar el daño que causan.
Estos resultados refuerzan dos hipótesis sobre las causas del envejecimiento que cuentan con amplia aceptación, la de la velocidad vital (rate of living) y la del daño oxidativo; como veremos, además, ambas son perfectamente compatibles. De acuerdo con la hipótesis de la velocidad vital, que se formuló inicialmente hace cerca de un siglo, la longevidad es inversamente proporcional a la tasa metabólica de un individuo; o sea, cuanto mayor es esa tasa y, por ende, la actividad biológica que refleja, menor es la duración de la vida. Y según la segunda hipótesis, sería el daño que causa el estrés oxidativo al ADN, las proteínas y otras macromoléculas, el responsable del acortamiento de la vida, pues el envejecimiento sería consecuencia de la acumulación de daños. Así pues, bien podría ocurrir que la relación negativa entre actividad metabólica y longevidad viniese mediada por el efecto dañino de las sustancias oxidantes sobre las estructuras biológicas.
En definitiva, el organismo humano se adapta a la privación de alimento reduciendo la velocidad a la que transcurren los procesos vitales. Comer menos conlleva una vida fisiológica más lenta y, en cierto modo, más eficiente. Además, otros estudios han encontrado que un metabolismo basal alto se asocia con un peor estado de salud y mayor riesgo de mortalidad temprana. Por lo tanto, aunque es cierto que este estudio no permite extraer conclusiones firmes y que los datos disponibles no son concluyentes, lo más probable es que comer menos alargue la vida. Eso sí, de lo que podemos estar seguros es de que nos la haría parecer eterna.
Fuente: Leanne M. Redman, Steven R. Smith, Jeffrey H. Burton, Corby K. Martin, Dora Il’yasova & Eric Ravussin (2018): Metabolic Slowing and Reduced Oxidative Damage with Sustained Caloric Restriction Support the Rate of Living and Oxidative Damage Theories of Aging Cell Metabolism 27 (4): 805-815
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Sobre el autor: Juan Ignacio Pérez (@Uhandrea) es catedrático de Fisiología y coordinador de la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU
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Una versión anterior de este artículo fue publicada en el diario Deia el 6 de mayo de 2018.
El artículo Una vida eterna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.
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Asteon zientzia begi-bistan #219
Penintsulako hiru kobazulotako artea neandertalek egina zela ondorioztatu zuten duela gutxi: La Pasiegan (Kantabria), Maltravieson (Cáceres) eta Ardalesen (Málaga). Orain agitaratutako ikerketa batek zalantzan jarri ditu ondorio horiek. Maxime Aubert arkeologo eta geomikimikariak, ikerketa zuzendu duenak, bi alderdi jarri ditu auzitan: Ardalesen isuriz sortutako arroketan dauden aztarna gorriak benetan artelanak ote diren eta La Pasiegako eta Maltraviesoko datu mikroestratigrafikoak zuzenak ote diren.
Zergatik desagertu ziren neandertalak? Badirudi duela 44.000-40.000 urte izandako hotzaldiak funtsezkoak izan zirela baina aditu guztiak ez daude ados ondorio horrekin. Ikerketa batean, Paleolito aroan izandako klima aldaketa aztertu dute. Zehazki, duela 44.000-40.000 urte izandako tenperaturak aztertu dituzte, eta datu horiek neandertalek utzitako aztarna arkeologikoekin alderatu dituzte. Bi hotzaldi gogorren ondorioz, ehizarako aukerak gutxitu zitzaizkien eta, horregatik, elikadura iturri nagusirik gabe geratu ziren. Ikertzaile guztiak ez daude ados hipotesi honekin. Adibidez, Israel Hershkovitz antropologoak argudiatu du neandertalek halako garai hotz asko pairatu behar izan zituztela aurretik ere.
GenetikaTxakurretan Duchenne muskulu-distrofia sendatzea lortu dute Southwestern medikuntza-zentroko ikertzaileek (Texasko Unibertsitatea) gene-terapiaren bidez. Aurretik saguetan lortu zituzten emaitza onak, baina lehen aldia da ugaztun handi batean lortzen dutela. Albistea itxaropentsua da esperimentuan erabilitako txakurren mutazioa gaixotasuna duten pertsonenaren parekoa delako.
Emakumeak zientzianAinhoa Magrach Gonzálezi txikitatik gustatu izan zaio National Geographic aldizkarian ikusitakoa, horregatik aukeratu zuen Biologia. Lehen urtea “etsigarria” izan bazen ere, laugarren urtean aurkitu zuen gustuko zuen bidea; beka bati esker, Ekologia sailean hasi zen lanean. Biologian lizentziatu zen, Ekologian doktoratu, eta Ekologiako gaiak ikertzen dihardu, klima-aldaketa ikertzeko BC3 zentroan, Leioan. Bere tesian, basoak zatitzearen eragina ikertu zuen eta doktoretza-ondorengoko ikerketan Australian, Borneon eta Brasilen izan zen. Adibidez, Brasilen lianak ikertu zituen.
IngeniaritzaPello Insausti industria ingeniaria elkarrizketatu dute Berrian, ordutegi aldaketaren sistema izan dute mintzagai. Insaustirentzat ez da eraginkorra. “Oso gutxi” aurrezten dela dio. “Nire ustez, arazoa ez da hainbeste ordutegi aldaketa kendu edo ez. Arazoa da iparraldeko herrialdeek urte osoan negukoa eduki nahi dutela, eta beste batzuek, udakoa”, azaltzen du. Insaustik gaineratzen du Euskal Herriari dagokion ordutegia negukoa dela: “Guri dagokigun ordutegia ez da daukaguna. Gurea Portugal eta Ingalaterrak daukatena da. Hau da, neguko ordutegian geratu beharko genuke”.
Ikerketa batean altzairuzko zuntz eta txirbil hondakinek morteroari zer propietate ematen dizkioten zehazten ari dira. Fabrikazio prozesurik izan ez duten zuntzak erabili nahi izan dituzte, industrian sortzen diren altzairuzko zuntz eta txirbil hondakinak, hain zuzen ere. Gauzak horrela, zuntzak fabrikatzea saihesten da eta industrian sortzen diren hondakin horiek zuzenean berrerabiltzen dira. Altzairu hondakinez sendotutako egituren monitorizazioa egiterik ote dagoen ere ikusi nahi izan dute. Lortutako emaitzei dagokienez, erabilitako hondakin metalikoek, mota eta kantitatea edozein izanda ere, ez dute aldatzen modu esanguratsuan ez morteroaren erresistibitate elektrikoa ez haren konduktibitate termikoa.
KimikaRoundup pozoi dosi handiak aurkitu dituzte gosaritako hainbat zerealetan. Ikertutako produktuetatik, 43tan aurkitu dute glifosatoa, horietatik 31tan oso maila altuan. Glisofatoaren segurtasuna oraindik eztabaidagai da. Izan ere, erregulatzaile estatubatuarrek herbizidak ziurrenik minbizirik eragiten ez duela defendatzen duten bitartean, Munduko Osasun Erakundeak minbizi eragilea izan litekela dio.
Arrautzak mineralak, bitaminak eta beste hainbat osagai onak ditu baina ospe txarra ere badauka elikagai honek: kolesterola. 1950eko hamarkadan hasi zen arrautzaren kolesterolaren inguruko kezka. Baina testuan esaten den moduan, arrautzak neurrik jaten badira ez da arriskutsua. Arrautza batek 215 mg inguru kolesterol ditu -antzeko haragi zati batek 50 mg izango lituzke, esaterako-. Arrautzaren osagaiak hiru dira: oskola, zuringoa eta gorringoa. Horiei buruz mintzatu da Josu Lopez Gazpio.
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Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.
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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.
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Nuevas tecnologías para el estudio del cerebro: Desde Cajal a nuestros días
Uno de los objetivos fundamentales de la neurociencia es comprender los mecanismos biológicos responsables de la actividad mental humana. En particular, el estudio de la corteza cerebral constituye el gran reto de la ciencia en los próximos siglos, pues representa el fundamento de nuestra humanidad.
La ciencia ha avanzado de un modo espectacular en las últimas décadas, permitiendo desentrañar algunos de los misterios que encierra el cerebro. Sin embargo, aún no tenemos respuesta a algunas de las principales preguntas de la neurociencia, como por ejemplo: ¿Qué nos hace a las personas humanas? ¿Qué tiene de especial la neocorteza humana? ¿Cómo se altera el cerebro y por qué se produce la esquizofrenia, el Alzheimer o la depresión?
El neurobiólogo y profesor de investigación en el Instituto Cajal (CSIC), Javier de Felipe Orquieta responde a estas cuestiones en la conferencia: “Nuevas tecnologías para el estudio del cerebro: Desde Cajal a nuestros días“. En esta charla Javier de Felipe muestra las distintas líneas de investigación que llevan a cabo proyectos como Blue Brain, Cajal Blue Brain, Human Brain Project o Brain Activity Map para el conocimiento del funcionamiento del cerebro.
La conferencia tuvo lugar el pasado 23 de abril en el Bizkaia Aretoa de Bilbao y forma parte del ciclo de conferencias Achucarro Forum que organiza el centro vasco de neurociencia del mismo nombre para la sensibilización social sobre la investigación de cerebro y sus enfermedades.
'Nuevas tecnologías para el estudio del cerebro:desde Cajal a nuestros día'Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por eitb.eus
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