Agrégateur de flux

Uxue Razkin

Ekologia

Abuztuaren hasieran, Valderejoko parke naturalean (Araba) dagoen airearen kalitatea neurtzeko estazioan, 188 mikrogramo ozono neurtu ziren metro kuboko. 180ko mugatik gora kaltegarria dela dio Europako Batasuneko legeriak. Artikuluan azaltzen denez, hiru oxigeno atomok osatutako gas bat da ozonoa. 30 kilometroko garaieran, estratosferan, ozono geruza osatzen du, eta eguzkiaren erradiaziotik babesten gaitu. Baina ozonoa lurrazalean sortzen denean toxikoa da izaki bizidun guztientzat. Eta zerk sortzen su ozonoa lurrazalean? Trafikoak eta industriak isuritako nitrogeno oxidoak edo hidrokarburo lurrunkorrak eguzki erradiazioen ondorioz izaten duten erreakzio kimikoak sortzen du.

Osasuna

Ebola eragiten duen birus berri bat identifikatu dute ostalari batean, gizakia infektatu edo animalia gaixotu aurretik. Birusari Bombali deitu diote eta Sierra Leonako saguzar batzuetan identifikatu dute. Ikerketa hau PREDICT proiektuaren baitan garatu dute. Euren helburu nagusia da ebola eragiteko arriskua duten birusak detektatzea, gizakiak infektatu aurretik.

Pilulen ordez, injekzioa. GIBa odol-zirkulaziotik desagerrarazteko badirudi etorkizunean nahikoa izan daitekeela hilean behin injekzio bat hartzea. Hori ondorioztatu du ikerketa batek. ViiV Healthcare konpainia dago horren atzean. Dagoeneko proba klinikoen III. fasean dago injekzioa.

Ana Isabel Fernandez neurofisiologoak azpimarratu du lo egiteak duen garrantzia. Ez dugu lo egiten bakarrik atseden hartzeko, baizik eta egun osoan ikasi dugun guztia burmuinean txertatzeko edo egunean zehar sortu ditugun toxinak kanporatzeko, adibidez. Fernandezek ohartarazi du gizarte industrializatuetan gero eta lo gutxiago egiten dela, egunez gero eta gauza gehiago egin nahi ditugulako. Lo ez egiteak, beraz, luzera osasun arazoak sor ditzake: eritasun kardiobaskularrak, diabetesa, hipertentsioa. “Egunero zazpi ordu baino gutxiago lo egitea oso arriskutsua da”, dio.

Kimika

Arrautzak izan ditu mintzagai Josu Lopez Gazpiok aste honetan. Kontsumoa ez da txikia; Espainian, esaterako, 13kg kontsumitzen ditu biztanle bakoitzak urtean. Oiloen arrautzak nutrientez beterik daude; gorringoan dago energiaren zatirik handiena eta enbrioia hazteko beharrezkoak diren nutriente gehienak ere han daude. Bere aldetik, zuringoak nagusiki babes funtzioa du. Oiloak urtean 250 eta 290 arrautza inguru jartzen ditu eta arraultza bakoitza bere pisuaren %3 da. Bistan da energia kontsumoa oso handia dela: egun batean behar duen energiaren laurden bat arrautzak erruteko esfortzuan kontsumitzen du. Oiloak bi aste inguru behar ditu arrautza bat egiteko. Prozesu horri buruzko azalpenak aurkituko dituzu artikulu interesgarri honetan.

Teknologia

Ares de Blas telekomunikazio ingeniaria elkarrizketatu dute Berrian. Komunikazioaz eta teknologiaz aritu da. Ingeniariak iritzi dio teknologiak zein komunikazioak egin dutela aurrera: “Hitza gizakiak sortutako teknologia artifiziala da. Eta hori da garrantzitsuena, horri esker egin dugu aurrera alor guztietan”. Halaber, arlo bi horien garapena ez dela asko aldatu dio eta “orain duguna muturreraino garatuko dela” bakarrik. Adimen artifizialari buruz ere eman du bere iritzia.

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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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Un juego sencillo para una tarde de lluvia, el juego de Wythoff, tiene conejo encerrado, un conejo de Fibonacci. Clara Grima nos ayuda a encontrarlo en esta charla que rezuma amor por las matemáticas.

Clara Grima: ''Sigue al conejo blanco''

El número π es una de las constantes matemáticas más importantes que existen. π es un número fascinante que goza de una gran popularidad e, incluso, de un día propio. Desde el año 1988, cada 14 de marzo se celebra el Día de Pi. Este evento fue idea del físico Larry Shaw, quien lanzó la propuesta añadiendo a su favor que la celebración coincidía con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. Además, la forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos del número. (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 convertirse hoy en día en una celebración que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. π está presente en física, en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la teoría de la relatividad o la ley de Coulomb. En geología hace su aparición a la hora de estimar la longitud de los ríos; en bioquímica, en el estudio de la estructura de una molécula de ADN; en astronomía, en el estudio de la forma del universo y en otras muchísimas aplicaciones de nuestro día a día.

Este 2018 nos unimos de manera especial a la celebración del Día de Pi con el evento BCAM-NAUKAS, que se desarrolló el miércoles 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. Este evento fue una iniciativa del Basque Center for applied Mathematics (BCAM) y la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.

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

El artículo Sigue al conejo blanco se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Es habitual añadir al mortero u hormigón diferentes tipos de fibras, para dotarlo de mayor durabilidad, resistencia y firmeza. Por evitar la fabricación de estos aditivos, un investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPV/EHU, junto con las universidades Bio-Bio y Andres Bello chilenas, ha recurrido a los residuos de acero industriales, en forma de fibras y virutas, y determinado cómo cambian las propiedades del compuesto resultante, en función de las cantidades añadidas.

Roque Borinaga en el Departamento de Resistencia de Materiales y Construcción de la Escuela de Ingeniería de Bilbao Foto: MITXI – UPV/EHU

En la actualidad, existe una gran variedad de morteros en el mercado que llevan incorporadas fibras de plástico, carbono y metal, entre otras, como refuerzo. “En nuestra investigación, hemos querido utilizar fibras que no han pasado por un proceso de fabricación, y hemos recurrido a residuos de acero, en forma de fibras virutas, generados en la industria. De esta forma, conseguimos, por un lado, evitar la propia fabricación de las fibras, y, por otro, reutilizar directamente los residuos industriales, sin someterlos a ningún proceso de reciclado”, comenta Roque Borinaga Treviño, investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UPV/EHU y uno de los autores de este trabajo.

En la investigación también quisieron verificar si había opción de realizar la monitorización de las estructuras reforzadas con residuos de acero. En anteriores estudios se ha podido demostrar que la monitorización de las propiedades eléctricas y térmicas permite detectar, por ejemplo, grietas en las estructuras. “En el caso de haber alguna grieta, sucederá una desconexión entre las fibras, lo cual modificará las propiedades eléctricas y térmicas del mortero. Por tanto, en las mediciones realizadas mediante distintos dispositivos detectaríamos unas diferencias mayores”, explica el Dr. Borinaga.

El estudio consistió en hacer el seguimiento de la forma en que cambian las propiedades eléctricas y térmicas en función del tipo y la cantidad de residuo utilizadas. Para la parte de las propiedades eléctricas, tomaron como indicador de la monitorización la resistividad eléctrica del mortero. El mortero se caracteriza por tener una resistividad eléctrica grande, es decir, la electricidad tiene una capacidad muy limitada para atravesarlo. Las fibras, sin embargo, hacen que esa resistividad sea menor. En cuanto a las propiedades térmicas, el indicador elegido fue la conductividad térmica. La conductividad térmica del acero es 15-20 veces mayor que la del mortero, por lo que un mortero convencional presentará una resistencia mayor a que el calor pase a través suyo que uno reforzado con fibras de acero.

Los resultados obtenidos “no son del todo significativos”, revela Borinaga. Según han podido observar, los residuos metálicos utilizados, independientemente del tipo y cantidad, no cambian de forma significativa ni la resistividad eléctrica del mortero ni su conductividad térmica. Por lo tanto, “no se consideran apropiados para realizar la monitorización con los indicadores planteados por nosotros, ya que no advertiríamos ninguna diferencia entre un mortero normal y el reforzado”, aclara el investigador.

No obstante, el hecho de contar con el refuerzo de residuos de acero “no ha tenido ningún efecto negativo en la calidad del mortero —detalla el Dr. Borinaga—. Y es sabido que el mortero que contiene fibras suele tener una duración mayor. Así que se puede afirmar que mejoran las propiedades mecánicas del mortero”.

En lo concerniente a la cuestión de la monitorización, Borinaga explica que continuarán con la investigación: “Puede que cambiemos el diseño del mortero, o probemos con otras cantidades o formas de residuo, o intentemos hacer la monitorización mediante otras técnicas, como los ultrasonidos o la inducción”.

Referencia:

J. Norambuena-Contreras, J. Quilodran, I. Gonzalez-Torre, M. Chavez, R. Borinaga-Treviño. (2018) Electrical and thermal characterisation of cement-based mortars containing recycled metallic waste Journal of Cleaner Production doi: 10.1016/j.jclepro.2018.04.176

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

El artículo Mortero reforzado con residuos industriales de acero se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Pseudoterapias, rechazo injustificado a tecnologías como los OGMs o las comunicaciones móviles, negativas a la vacunación, incluso el retorno de ideas tan periclitadas como la Tierra Plana; definitivamente la anticiencia está de moda. Todos los días los medios publican noticias que ignoran o directamente contradicen los conocimientos científicos en múltiples áreas. En las redes sociales estas historias se jalean y viralizan, y se defienden con ferocidad dialéctica cuando desde el conocimiento se intenta corregirlas o puntualizarlas, no pocas veces con insultos y descalificaciones. Se extiende por la sociedad un ánimo antiintelectual, un rechazo y una desconfianza hacia el saber que está ya causando desastres como el retorno de determinadas enfermedades acorraladas por las vacunas o dramas como muertes evitables por el rechazo de terapias que funcionan o el uso de falsas curas que no lo hacen. ¿Cómo hemos llegado a esta situación? ¿Por qué un creciente porcentaje de población desconfía de la ciencia y rechaza a los científicos?

En parte se debe a la ignorancia: el conocimiento real es complejo y difícil de entender, por lo que exige esfuerzos que muchas explicaciones simples no precisan. En el caso de la medicina son precisamente sus avances los que, al eliminar la experiencia cercana de la enfermedad, hacen que la gente olvide. Muy poca gente hoy ha visto morir de infecciones a personas de su alrededor, lo que confunde sus expectativas respecto a vacunas o antibióticos. La mejora general de la salud deja hueco a terapias falsas que no tienen que enfrentarse a padecimientos reales. Y el atractivo eterno de las teorías conspiranoicas sirve para cubrir cualquier duda que pueda surgir: el problema son ‘ellos’, que nos quieren mal. Es una potente panoplia al servicio de la desinformación y el antirracionalismo.

Pero todo esto no se sostendría sin un factor clave que es la desconfianza; hubo un tiempo en el que las opiniones de médicos, científicos o ingenieros eran escuchadas, respetadas y tenidas en consideración. Hoy la tendencia es la contraria: para muchos anticiencia cualquier cosa que defienda un experto es, en sí misma, sospechosa. La voz de quienes saben se ha convertido para muchos en prueba evidente de la falsedad de lo que dicen. Y es que los científicos y especialistas en general han pasado a ser considerados parte de ese ‘ellos’ que gobierna la sociedad, y que nos miente.

Sabemos, y ya consideramos casi normal, que nos mientan: los políticos en sus campañas, los medios en sus noticias, la publicidad en sus anuncios.
Vivimos rodeados de mentiras y en las últimas décadas la ciencia no ha quedado al margen: reclutada debido a su prestigio por las partes interesadas el conocimiento es usado y abusado con fines espurios. Los anuncios están llenos de presuntos estudios científicos, batas blancas y microscopios para convencernos de que esta crema facial de verdad quita las arrugas. Los políticos manipulan resultados, cifras y estadísticas para apoyar sus acciones. Los medios están llenos de grandes titulares que no se compadecen con la realidad, sobre todo en verano. La ciencia se ha convertido en una herramienta más para que nos mientan.

Como consecuencia ha crecido la desconfianza hacia sus resultados, sus métodos e incluso sus practicantes. Para muchos hoy la ciencia es poco más que una rama de la propaganda y sus resultados no son muy diferentes de la publicidad. El respeto ganado durante siglos de mejorar el bienestar físico y mental de la Humanidad casi se ha perdido. En este caldo de cultivo fértil se han añadido unas pizcas de conocimiento insuficiente ampliamente extendido por las redes digitales, y el resultado está a la vista: un aterrador antirracionalismo que crece y crece. Porque las mentiras tienne consecuencias, también en ciencia.

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

El artículo La ciencia y las mentiras se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Josu Lopez Gazpio Erreta, egosita, laberatuta, frijituta, ozpinetan, hartzituta… hainbat modutara presta daitezke arrautzak. Bakarrik jan daitezke edo beste jakiekin batera: patatak, urdaiazpikoa, ia edozein elikagairekin tortilla moduan, postreetan, arrainak arrautzaztatzeko, tira, ba al da zerbait arrautzarekin jan ezin daitekeena? Arrautza sukaldeko mirari horietakoa da, animalien jatorriarekin lotutako gutizia preziatua.

Erabilera anitzeko elikagaia da eta horregatik errezeta oso desberdinak prestatzeko beharrezko osagaia da. Emulsifikatzailea da, gelifikatzailea, koloratzailea, aromatikoa eta antioxidatzailea. Arrautza, enbrioiaren ganbera izanik, bizitzarentzat oinarrizkoak diren osagaiak ditu eta geuk, gizakiok, osagai horiek erabiltzen ikasi dugu medikuntzan, farmazian, kosmetikan, bioteknologian eta nutrizioan, besteak beste.

1. irudia: Urtean 70 milioi tona arrautza baino gehiago ekoizten dira munduan. (Argazkia: Couleur – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

FAO Nazio Batuen Elikadura eta Nekazaritza Erakundearen arabera, urtean 74 milioi tona arrautza ekoizten dira munduan -hegazti mota guztiei dagokien 2013ko datua-. Kontsumoa ere ez da txikia: Espainian, esaterako, 13 kg arrautza kontsumitzen ditu biztanle bakoitzak urtean -200 bat arrautza-. Askogatik, arrautzen kontsumoaren zatirik handiena oilo arrautzei dagokie, gutxi gorabehera arrautza ekoizpenaren %90a. Horregatik, oilo arrautzetara mugatuko da idatzi hau, baina, ez dugu ahaztu behar beste espezie askok ere arrautzak jartzen dituztela, ugaztun batzuk barne.

Oilo arruntak, Gallus gallus, hiru edo lau milioi urte bestetik ez ditu eta duela 7.500-10.000 urte etxekotu zen Asia hego-ekialdean. Etxekotzearekin batera, oilo aitzindari haiek mundu guztira zabaltzen joan ziren eta hautaketa prozesuen poderioz, egungo oiloak ditugu. Ideia bat emate aldera, kontuan izan behar dugu 1850-1900 urteen artean oiloak aldaketa ebolutibo gehiago jasan dituela espezie bezala sortu zenetik baino. Oiloen arrautzak nutrientez beteriko poltsak dira eta gorringoan dago bai energiaren zatirik handiena eta baita enbrioia hazteko beharrezkoak diren nutriente gehienak ere. Zuringoak nagusiki babes-funtzioa du, baina, enbrioiaren nutriziorako beharrezkoak diren zenbait proteina ere baditu. Zuringoa eta gorringoa kaltzio karbonatozko oskolak babesten du, baina, oskolaren egitura ere ez da garrantzirik gabekoa; izan ere, milaka zulotxoz osatutako egitura porotsua da, gasen garraioa ahalbidetu behar baitu. Guztiak ezaugarri fisiko eta kimiko zehatzak dituen egitura konplexua osatzen du, geuk -ziur aski konplexutasun ebolutibo horri jaramonik egin gabe-, gogo onez irensten duguna.

2. irudia: Gallus gallus espeziea da mundu mailako arrautza ekoizpenaren erantzule nagusia. (Argazkia: meineresterampe – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Nola egiten dira arrautzak?

Oiloaren ugalketako esfortzua izugarria da: urtean 250 eta 290 arrautza inguru jartzen ditu eta arrautza bakoitza bere pisuaren %3 da, gutxi gorabehera. Horrek esan nahi du urtean bere pisua zortzi aldiz bihurtzen duela jarritako arrautzetan. Energia kontsumo izugarria eskatzen du ahalegin horrek eta, hain zuzen ere, oiloak egun batean behar duen energiaren laurden bat arrautzak erruteko esfortzuan kontsumitzen du.

Oiloak 2 aste inguru behar ditu arrautza bat egiteko -gorringoaren barruko geruzaren sintesia kontuan hartu gabe; izan ere, hori txitaren jaiotzarekin batera hasten da garatzen-. Arrautzaren eklosioa gertatzen denean, txita emearen obarioan 3.000 obulu daudela jotzen da, oiloaren bizitzan zehar arrautza bilakatzen joango direnak. Zelula germinal horiek pixkanaka pixkanaka hazten doaz milimetro gutxi batzuetako tamaina hartu arte. Oiloak arrautzak erruteko adina duenean -jaio eta 4-6 hilabetetara-, zelula germinalak heltzen hasten dira. Heltzeak hamar bat aste behar ditu eta azken hamar egunetan gertatzen da gorringoaren metaketa, nagusiki lipidoak eta proteinak. Gorringoak 25 milimetro inguruko tamaina duenean, obulutegitik askatzen da eta obiduktuan sartzen da.

3. irudia: Obiduktuaren eskema. A) Obulu heldua, B) infundibulua, C) magnoa, D) istmoa, E) uteroa, F) bagina, G) kloaka, H) heste lodia eta I) obiduktuaren oinarria. (Argazkia: Keyanapardilla98 – CC BY-SA 4.0. Iturria: commons.wikimedia.org)

Obiduktuan egiten duen bideak 25 ordu irauten ditu eta bide horretan zehar zuringoaren proteinak gehitzen zaizkio. Bestalde, oilarrak oiloa estali badu, obiduktuaren sarreran -infundibuluan- espermatozoideak egongo dira eta arrautza ernaldu daiteke. Obuluaren ernalketa gertatu edo ez, obiduktuko zelulek proteinak erantsiko dizkiote gorringoari. Obiduktuko magnoan zehar, zuringoaren lau geruzak osatzen joango dira. Zuringoaren lehen geruzak txalaza osatzen du -espiral moduan tolestuz- eta horri esker mantentzen da gorringoa zuringoaren erdian. Txalaza bi lokarri dentso dira, gorringoa bi aldetan ainguratzen dutenak. Txalazak gorringoaren errotazioa ahalbidetzen du, baina, beti arrautzaren erdian mantenduko dela ziurtatuz -enbrioiaren eta oskolaren arteko kontaktuak lehena honda dezake-. Zuringoaren bigarren geruza fina da, hirugarrena lodia eta laugarrena, berriro ere, geruza fina da.

4. irudia: Oilo-arrautzaren egitura. 1) oskola, 2) kanpoko mintza, 3) barneko mintza, 4) txalaza, 5) kanpoko albumena, 6) erdiko albumena, 7) mintz bitelinoa, 8) nukleoa, 9) disko germinala, 10) gorringoa, 11) zuringoa, 12) barneko albumena, 13), txalaza, 14) aire poltsa eta 15) kutikula. (Argazkia: Horst Frank – CC BY-SA 3.0. Iturria: commons.wikimedia.org)

Gorringoari albumenaren -alegia, zuringoaren- proteinak gehitu ondoren, istmoan oskolaren barneko mintzak osatuko dira. Bi mintz horiek -barnekoa eta kanpokoa- mikrobioen aurkako babesa ematen diote enbrioiari. Mintzak elkar erantsita daude leku jakin batean izan ezik. Itsatsia ez dauden lekuan mintzak banatu egiten dira eta aire poltsa bat osatzen da haien artean. Aire poltsa horrek txitari lehen aldiz arnasteko aukera emango dio, justu oskola puskatu baino lehen. Aipatzekoa da aire poltsa hori arrautza kanpora irten ondoren agertzen dela giro tenperatura baxuagoak eragiten duen uzkurduraren eraginez. Aire poltsak, gainera, arrautza freskoa den edo ez jakiteko balio du. Arrautzak lurrunketaren ondorioz ura galtzen du -gutxi gorabehera egunean 4 mg-, eta ura galdu ahala, aire poltsa handitu egiten da. Hortaz, arrautza freskoak uretan hondoratu egiten dira -aire poltsa txikia delako-, baina, freskoak ez direnak ur gainean mantentzen dira aire poltsa handiagoa dutelako.

Azken pausoa: oskola eta kutikula

Obiduktuaren azken tartean, uteroan, oskolaren kanpoko geruza eratzen da. Oskola arrautza egiteko prozesuaren azken hogei orduetan osatzen da. Lehenik uteroko zelulek ura eta gatzak jariatzen dituzte arrautzak amaieran izango duen tamaina izan arte puztuz. Mintzak tenkatuta daudenean, kaltzio karbonatoa eta zenbait proteina jariatzen dira oskola osatzeko. Oskolaren %94 kaltzio karbonatoa da, %4 proteinak eta beste %2 magnesio fosfatoa eta kaltzio fosfatoa. Bide batez, oskola ez da guztiz iragazgaitza izan behar; izan ere, enbrioiak airea behar du eta gasen trukaketa beharrezkoa da. Horretarako, oskola 10.000 poroz osatuta dago, guztira 2 mm-ko zulo baten baliokidea dena.

5. irudia: Arrautzaren oskolaren kolorea oiloaren ezaugarri genetikoen araberakoa da, nagusiki. (Argazkia: detmold – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Oskolaren kolorea azken-azkeneko pausoan dator. Oiloak arrautzari proteinazko kutikula fina jartzen dio uteroan. Kutikulak hasiera batean oskolaren poroak estaltzen ditu -bakterioen sarrera oztopatzeko-, baina, pixkanaka kutikula hautsi egiten da enbrioiak oxigenoa har dezan. Kutikularen kolorea oiloaren ezaugarri genetikoen araberakoa da –dietak ere eragina duen arren– eta kutikularen pigmentuek ematen diote kolore bat edo bestea. Pigmenturik gabeko arrautzak zuriak dira eta marroiek, aldiz, protoporfirina IX dute, hemoglobinaren taldeko konposatu organikoa. Kolore urdina -bai, arrautza urdinak ere badaude!- oozianinak ematen du. Arrautza marroiak eta urdinak erruten dituzten oiloak gurutzatzen badira, arrautza berdeak lor daitezke bi pigmentuen nahastearen ondorioz. Arrautza pikardatuak pigmentazio fasean arrautzak errotazio abiadura desberdinak dituenean sortzen dira.

6. irudia: Tantodun arrautzak pigmentazio fasean arrautzak abiadura desberdinean errotatzen duenean agertzen dira. Horien adibide dira txirriaren arrautzak, irudian ikus daitekeen bezala. (Argazkia: Brett_Hondow – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Azkenik, prozesuko konplexu guzti honen amaieran oiloak arrautza kanporatzen du. Esan bezala, oiloaren tenperatura 41 ºC-koa denez, arrautza kanporatzen denean pixka bat uzkurtzen da eta oskolaren barne mintzen artean aire poltsa osatzen da. Aire poltsa horri esker txitak lehen arnasa hartuko du oskola apurtu aurretik. Ziur asko arrautza gehienak ez dira puntu horretara iritsiko, ernalduak izan badira ere, geure mahaien amaituko dutelako. Arrautza egosia dela, frijitua dela, tortilla dela, natillak edo flanak direla… arrautza den nutrientez beteriko naturaren opariak gure ahoan amaituko du. Amaitu, edota, bide berri bat hasi.

Informazio osagarria:

• La cocina y los alimentos, Harold McGee, Debate, 2017.
• Handbook of food chemistry, Peter C.K. Cheung, Bhavbhuti M. Menta, Springer, 2015.
• Ciencia en la cocina (IX): Huevos saltarines, scientiablog.com, 2015.

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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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Como dijo Lautréamont, la poesía debe estar hecha por todos, no sólo por uno.

Raymond Queneau, “Cent mille milliards de poèmes”

Cent mille milliards de poèmes –Cien mil millardos de poemas– es una de las obras más conocidas del soberbio escritor Raymond Queneau. Fue publicada por la editorial Gallimard en 1961.

Queneau tuvo la idea de escribir Cent mille milliards de poèmes al ojear el libro para niñas y niños Têtes folles –Cabezas locas–. Este álbum está encuadernado en espiral y contiene treinta y dos diseños de otros tantos personajes cortados en tiras horizontales –separando la cabeza, el tronco y las piernas– que pueden combinarse y así conseguir figuras humanas extravagantes o cómicas.

Anuncio del tebeo Têtes folles (1948).

Inspirado en este libro, en Cent mille milliards de poèmes, Queneau escribe diez sonetos que se imprimen sobre diez páginas –uno por página– y después se recortan en tiras los catorce versos de cada uno de los diez poemas. De esta manera, se puede abrir el libro y decidir leer el primer verso del séptimo poema, seguido del segundo verso del décimo, del tercero del primero, etc. Y, efectivamente, son cien mil millardos de poemas, porque hay diez posibles maneras de elegir primer verso, diez modos de seleccionar el segundo de manera independiente, y así hasta el catorce. Son, por lo tanto, 1014 = 100 000 × 109 –cien mil millardos, cien billones– de posibilidades, más de un millón de siglos de lectura, como calcula el propio Queneau en la portada del libro:

Contando 45 segundos para leer un soneto y 15 segundos para cambiar las tiras, 8 horas de lectura al día, 200 días de lectura al año, se tiene para un millón de siglos de lectura.

En efecto, según la estimación del autor, cada poema –incluido el cambio de tiras– precisa un minuto para leerse. Ocho horas de lectura durante doscientos días significan 96 000 minutos de lectura al año. Y 1014 / 96 000 son aproximadamente 1 042 000 000 años, es decir, 10 420 000 siglos para completar la lectura del libro.

Foto: Marta Macho

Todos los poemas obtenidos con el sistema propuesto por Queneau tienen sentido, porque cada soneto sigue la misma estructura gramatical impuesta por el primero de ellos.

Cent mille milliards de poèmes es un libro-objeto; cada persona tiene la posibilidad de elegir los versos que desea leer escogiendo las tiras adecuadas y así ‘componer’ su propio soneto.

Cincuenta años después de la edición de Cent mille milliards de poèmes, la Editorial Demipage publicó el poemario Cien mil millones de poemas. Homenaje a Raymond Queneau.

Los sonetistas de Cien mil millones de poemas son diez escritoras y escritores que componen cada uno su poema como contribución a este singular libro, siguiendo la misma idea que el texto original de Raymond Queneau.

Jordi Doce creó el modelo de rima –un soneto en alejandrinos–, y todas y todos los demás sonetistas –Rafael Reig, Fernando Aramburu, Francisco Javier Irazoki, Santiago Auserón, Pilar Adón, Javier Azpeitia, Marta Agudo, Julieta Valero y Vicente Molina Foix– respetaron esa rima para crear los 1014 poemas. ¿Cómo? Al igual que el libro de Queneau, cada soneto está dividido en catorce lengüetas: esta disposición permite la creación de poemas en cantidad extraordinaria, aunque no infinita, pero desde luego imposibles de leer en una vida…

¿Y ese título tan extraño? Cien mil millones de poemas, son 1011 menos de los que en realidad están contenidos. Sólo es un juego, como aparece explicado en el prólogo… ¿Y si alguien, algún día, decide traducir el texto de Raymond Queneau? Habría entonces dos poemarios con el mismo título… Así que el cambio de denominación obedece a este motivo.

De hecho, en realidad son más de cien mil millardos de poemas los contenidos en el poemario de Demipage: son 1015 poemas –mil billones de poemas–, porque catorce tiras en blanco esperan al final del libro para que otro soneto –el último, el del lector o lectora– surja para aumentar aún más el tiempo de lectura.

Este es un libro para tocar –como Cent mille milliards de poèmes, un libro de culto–, que se acaricia y se lee. En este caso, además, una hoja con una mano impresa ayuda a ‘componer’ y mantener cada poema ‘bien sujeto’ para realizar una lectura tranquila.

Foto: Marta Macho

Por cierto en su propuesta Décima a la décima –ver Con ‘n’, música ‘casi’ infinita– Jorge Drexler toma la idea de Raymond Queneau cambiando los sonetos por décimas…

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 100 000 000 000 000 poemas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Algunas observaciones someras relativas a las propiedades aerodinámicas de la suma
3. Los números poéticos (2)

Ariketa fisikoa egitea osasungarria dela esaten digute behin eta berriro. Fisikoa bakarrik ez, buruari eragitea ere onuragarria da. Nagiak atera eta aurten ere, udako oporretan egiteko asteazkenero ariketa matematiko bat izango duzu, Javier Duoandikoetxea matematikariak aukeratu ditu Zientzia Kaieran argitaratzeko. Guztira sei ariketa izango dira.

Gogoan izan ahalegina bera –bidea bilatzea– badela ariketa. Horrez gain tontorra (emaitza) lortzen baduzu, poz handiagoa. Ahalegina egin eta emaitza gurekin partekatzera gonbidatzen zaitugu. Ariketaren emaitza –eta jarraitu duzun ebazpidea, nahi baduzu– idatzi iruzkinen atalean (artikuluaren behealdean daukazu) eta irailean emaitza zuzenaren berri emango dizugu.

Hona hemen gure bosgarren ariketa: kirol-klub bateko bazkideak sailkatzen.

5) Kirol-klub batean hiru arlo daude: atletismoa, igeriketa eta txirrindularitza. Hileko kuota 49 eurokoa da arlo bakarra egiten duenarentzat eta arloko 40 euro bi egiten dituenarentzat. Inork ez ditu hiruak egiten. Hileko sarrerak hauek dira: 1.198 euro atletismoan, 1.269 euro igeriketan eta 1.572 euro txirrindularitzan. Klubak 78 bazkide baditu, zenbat dira arlo bakoitzekoak.

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Ariketak Frantziako CNRSren blogeko Défis du Calendrier Mathématique ataletik daude hartuta.

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Los vikingos fueron, probablemente, los mejores marinos de la Edad Media. Sus barcos surcaron las aguas no sólo del Mar del Norte o del Atlántico Norte sino también del Mediterráneo y el Mar Negro. Los siglos IX y X fueron los siglos vikingos por excelencia: llegaron a tomar Sevilla, Santiago de Compostela o Pamplona, por poner ejemplos de ciudades conocidas. Pero sus correrías por las costas de lo que hoy es Península Escandinava, Reino Unido, Países Bajos, Bélgica, Francia, Península Ibérica, Italia, Península Balcánica, Bulgaria, Rumanía, Ucrania o Rusia no ilustran convenientemente su capacidad marinera.

Los vikingos fueron capaces en el siglo IX de hacer lo que nadie más se atrevía: adentrarse en el misterioso océano Atlántico. De esta manera descubrieron Islandia y se asentaron allí. El siglo siguiente Erik Thorvaldsson (Erik el Rojo) dirigió un grupo de islandeses en el asentamiento en Groenlandia y, un par de décadas más tarde, su hijo Leif Eriksson, se dirigió aún más al oeste llegando finalmente a lo que serían las costas de América del Norte alrededor del año 1000, esto es, 500 años antes que Colón. Los territorios que los vikingos llamaron Helluland, Markland y Vinland corresponderían posiblemente a lo que hoy conocemos como la Isla de Baffin, la Península de Labrador y el Golfo de San Lorenzo.

En la época de los vikingos no se conocía la brújula en esta parte del mundo (se empezó a usar en China a comienzos del siglo XII y en Europa a finales de ese siglo) y la navegación se basaba en la observación del Sol, la Luna y las estrellas. Por lo tanto era necesario un tiempo despejado al menos en algún momento del día para una determinación fiable de la posición del barco (al menos de la latitud; la longitud es algo mucho más complejo). Pero si uno navega por el Atlántico Norte con lo que menos puede contar es con cielos despejados. Entonces, ¿cómo se las ingeniaron los vikingos para orientarse y ser capaces de llegar a sus destinos y regresar a casa?

A partir de las sagas nórdicas sabemos que los vikingos usaban una sólarstein (piedra solar mágica), que era capaz de mostrarles la posición del Sol incluso en las peores condiciones meteorológicas, lo que les permitía la navegación de largas distancias. A finales del siglo XI el poder vikingo, y sus incursiones marineras, comenzó a desvanecerse y tras la popularización de la brújula alrededor del año 1300 la piedra mágica fue olvidada y su magia olvidada.

La sólarstein era espato de Islandia, un cristal de carbonato cálcico transparente y romboédrico, y su magia un fenómeno al que hoy llamamos birrefringencia. Cuando se sostiene en una orientación apropiada un cristal birrefringente tiene la capacidad de localizar la fuente de luz (en este caso el Sol) incluso con cielos cubiertos o niebla espesa. Cómo exactamente se hacía esto no ha estado muy claro hasta el trabajo de Ropars et al. (2011).

El estudio científico de la magia del espato de Islandia comenzó siglos después de que fuese olvidada por los marinos del Norte. Curiosamente fue un descendiente de vikingos el primero en describir el fenómeno. El médico danés Rasmus Bartholin se sorprendió al darse cuenta de que cuando miraba a través de un cristal de espato de Islandia se ve una imagen doble. Publicó sus hallazgos en un libro, Experimenta crystalli islandici disdiaclastici quibus mira et insolita refractio detegitur (1669), en el que intentó sin mucho éxito explicar el fenómeno, que describía con extremo detalle, usando la teoría óptica de Descartes.

No sería hasta 1801, en el que la naturaleza ondulatoria de la luz fue confirmada por el experimento de la doble rendija de Thomas Young, que se estuvo en disposición de dar una explicación del fenómeno. Esa explicación la daría en una conferencia el 24 de noviembre de 1803 en la Royal Society de Londres, que se publicaría al año siguiente en como Experiments and Calculations Relative to Physical Optics. La birrefringencia se debía a que el espato de Islandia dividía la luz incidente en dos planos de haces polarizados.

La magia de la sólarstein de los vikingos aún permitiría explorar otros mundos: los de la estructura interna de los cristales.

Referencias generales sobre historia de la cristalografía:

[1] Wikipedia (enlazada en el texto)

[2] Cristalografía – CSIC

[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 16 de enero de 2014

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

El artículo Cristalografía (10): Magia vikinga se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Cristalografía (7): Moléculas, superfluidades y contaminaciones
2. Cristalografía (3): Goniómetros y óxidos dulces
3. Cristalografía (6): El cura rompecristales

Si se compara con la de anfibios, reptiles (no aviares) o peces de agua dulce, la nefrona de mamíferos tiene un elemento del que carecen las anteriores. Ese elemento es un segmento que se encuentra entre el túbulo proximal y el túbulo distal y que tiene la forma de una horquilla para el pelo. Se llama “asa de Henle”. Otra diferencia es que las asas de Henle y los ductos colectores se disponen en batería, lo que confiere a los riñones de mamíferos una macroestructura bien definida de la que carecen los riñones del resto de los grupos, salvo los de las aves. Y son precisamente estas dos características distintivas las que permiten al riñón de mamíferos producir una orina de mayor concentración osmótica que la de la sangre. Para hacernos una idea de la importancia de este rasgo, conviene recordar que peces, anfibios, lagartos, serpientes, cocodrilos y tortugas carecen de esa facultad, y que en el dominio animal tan solo insectos, aves y mamíferos han desarrollado la capacidad de producir orina hiperosmótica con relación a la sangre. Gracias a ella estos grupos han gozado de grandes posibilidades para colonizar una gran variedad de medios, incluyendo algunos tan exigentes como los desiertos más secos del planeta.

La cápsula de Bowman y su glomérulo se disponen en la zona exterior (corteza) del riñón, así como el túbulo proximal que emerge de la cápsula de Bowman. El asa de Henle tiene una rama descendente, que se dirige a la médula renal, y una ascendente, que vuelve hacia la corteza. Las nefronas de estos riñones pueden tener asas de Henle de diferentes dimensiones. En las que tienen el asa de Henle más larga la primera parte de su rama descendente es un segmento relativamente grueso, que da paso enseguida a otro más fino. También en la rama ascendente se diferencian un segmento fino, que es continuación del de la rama descendente, y uno grueso (ambos segmentos de similares dimensiones) hasta que llega al túbulo distal, que se dispone junto a la cápsula de Bowman en la corteza. En las nefronas de asa más corta esta penetra muy poco en la médula renal y el segmento fino es de longitud muy reducida. Por lo tanto, túbulos contorneados proximal y distal y cápsula de Bowman se encuentran en la corteza renal, mientras que el asa de Henle y los ductos colectores, que discurren paralelos unos a otros, se proyectan hacia el interior, en la médula renal. Las nefronas de asa larga tienen la cápsula de Bowman en una posición más próxima a la médula renal, aunque siempre en la corteza, mientras que las de asa más corta tienden a estar más alejadas de la médula y próximas a la superficie renal.

El segmento ascendente grueso de cada nefrona, al convertirse en túbulo distal, pasa junto a la cápsula de Bowman de su misma nefrona. Y en ese punto, en la pared del segmento aparecen un conjunto de células especializadas denominado mácula densa. En posición adyacente, pero en el endotelio de la arteriola aferente se encuentra otro conjunto de células especializadas, denominadas células yuxtaglomerulares o granulares. El conjunto conforma una estructura que se denomina aparato yuxtaglomerular. Las células yuxtaglomerulares secretan renina, una sustancia que, a su vez, controla la secreción de otra hormona, la aldosterona, que promueve la reabsorción renal de sodio.

A medidados del siglo XX los estudios de anatomía comparada mostraron que los riñones con una médula más gruesa eran capaces, por regla general, de producir una orina más concentrada osmóticamente, y solían pertenecer a animales propios de medios secos. A partir de esos elementos, se empezó a desentrañar el funcionamiento del riñón de mamíferos y el papel que en ese funcionamiento jugaba el asa de Henle.

La orina que llega al ducto colector desde la nefrona tiene una concentración de solutos inorgánicos (Na+, Cl–, K+ y SO42-, principalmente) inferior a la de la sangre. Sin embargo, dependiendo de las necesidades fisiológicas del organismo y, más concretamente, de si se encuentra en una situación de antidiuresis, conforme la orina discurre a lo largo del ducto colector, la concentración de los solutos inorgánicos se eleva hasta alcanzar valores muy superiores a los de la sangre. Eso ocurre porque el agua sale del ducto colector a favor de gradiente osmótico, gradiente que es debido a la alta concentración de NaCl en el fluido intersticial de la médula; además, esa concentración es mayor cuanto más penetra el tubo colector en la médula renal. Para que el gradiente osmótico dé lugar a la reabsorción de agua, es preciso que el epitelio del ducto colector sea permeable al agua, que es lo que ocurre cuando se dan condiciones fisiológicas de antidiuresis. Los solutos inorgánicos de la orina antes citados, por otra parte, no pueden atravesar el epitelio del ducto colector, de lo contrario el gradiente osmótico se atenuaría y el agua no saldría.

El gradiente de concentración de NaCl es debido a los procesos que ocurren en el asa de Henle. El epitelio de su rama ascendente transporta activamente NaCl desde la luz del túbulo hasta el fluido intersticial de la médula. Y además es un epitelio impermeable al agua. De esa forma, disminuye la concentración de la sal en la orina conforme esta transita por la rama ascendente del asa de Henle; y a la vez, la concentración de la sal es alta en el fluido intersticial. Por otra parte, aunque las características de la rama descendente difieren de unas especies a otras, lo normal es que de una forma o de otra, la concentración osmótica de la orina que se desplaza por su interior se equilibre con la del fluido intersticial.

Ese mecanismo genera una diferencia de concentración osmótica entre las dos ramas del asa de Henle que puede llegar a ser de 200 mOsm en su parte superior, cerca de la corteza. Sin embargo, el trasiego de NaCl que se produce a lo largo de toda la rama ascendente da lugar a que la concentración osmótica sea muy alta (alrededor, por ejemplo, de 700 mOsm o más) en la zona del codo, mientras que en la zona de la corteza llega a ser muy baja, (alrededor de 200 mOsm o menos), de manera que la diferencia entre las dos zonas, la médula interior y la corteza, llega a ser de 500 o 600 mOsm, bastante mayor que la que hay entre las dos ramas. A ese mecanismo se le denomina multiplicador contracorriente, porque multiplica el gradiente osmótico valiéndose de dos conductos por los que circula un fluido en sentidos opuestos y en íntima proximidad. En este esquema es muy importante el hecho de que todas las nefronas se encuentren dispuestas en batería, porque es la actividad conjunta de todas ellas la que da lugar a que el fluido intersticial de la médula interior tenga una alta concentración osmótica, mientras que en la corteza sea mucho más baja. Ha de tenerse en cuenta que son miles las nefronas que forman un riñón de mamífero: los de las ratas tienen alrededor de 30.000 cada uno, los de los perros tienen alrededor de 400.000, y los de los seres humanos entre 400.000 y 1.200.000.

Me he referido antes al grosor de la médula renal, señalando que las especies de mamíferos con una médula más gruesa producen una orina más concentrada y habitan entornos más secos. La razón de esa correlación es que médulas de mayor grosor relativo (con respecto al grosor renal total o al tamaño del animal) pertenecen a riñones en los que hay una mayor proporción de nefronas de asas de Henle largas. Los roedores que habitan zonas séricas tienen riñones de un gran grosor medular y todas sus nefronas son de asa larga. En el otro extremo están los castores, por ejemplo, que viven rodeados de agua; sus riñones no tienen nefronas de asa larga, todas son de asa corta.

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 función del asa de Henle en el riñón de mamíferos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Riñón vivo creado por bioingeniería
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Ikerketan ondorioztatu dute DPPIV entzimaren jarduerak, zenbait patologiatan biomarkatzaile gisa jarduteaz gain, osasun eta egoera fisiko oneko parametroekin erlazio positiboa duela. Halaber, entzima jardueran aldeak daude sexuaren eta adinaren arabera.

Irudia: DPPIV proteinaren jarduera odol analisi bidez neurtzeak osasun egoeraren adierazle gisa erabil liteke.

Dipeptidil peptidasa-IV edo DPPIV proteina ezaguna da patologia eta egoera fisiologiko jakin batzuetako biomarkatzaile gisa. Egoera fisiologikoen, gaixotasunen eta patologien molekula adierazleak dira biomarkatzaileak, egoera jakin baten garapenaren diagnostikoa, pronostikoa eta analisia egiteko erabiltzen direnak.

Immunitate-sistemako eta glukosaren metabolismoko prozesuekin, hanturarekin eta bihotz-hodietako erregulazioarekin lotuta dago DPPIV proteina eta, horretaz gain, muskulu- eta gantz-ehunen arteko komunikazio-mekanismo gisa ere jarduten du.

Entzima gisa jarduten duen proteina bat da DPPIV, baina, aldi berean, beste mota batzuetako funtzioak ere betetzen ditu organismoan. Hainbeste funtzio eta hain ezezagunak ditu, ezen oso zaila baita zehazki jakitea zer mekanismoren bidez erregulatzen den.

Proteina honek biomarkatzaile gisa duen jardunaren gainean lortzen den ezagutza oro interesgarria da. Entzima honen inguruan argitaratu diren artikulu gehienek agerian jartzen dute patologien arabera nola aldatzen den, baina itxuraz osasuntsu dauden pertsonen parametro jakin batzuekin entzimak duen korrelazioa aztertzen duten oso ikerketa gutxi daude.

Adinaren eta sexuaren araberako diferentziak

Ikerketa 374 pertsona heldurekin egin da (40 eta 85 urtekoak). Datu soziodemografikoak, aldagai antropometrikoak (pisua, altuera, gorputz-masaren indizea, e.a.), ariketa fisikoa eta zer egoera fisikotan dauden (Senior Fitness Testeko probak erabiliz) aztertu dira.

Lortutako datuak odolean neurtutako proteinaren jarduera entzimatikoarekin korrelazionatu dira ikerketan. Emaitzen arabera, jarduera entzimatikoa erlazionatuta dago osasunari dagozkion parametro eta ohiturekin. Alegia, bizi-ohitura osasungarriagoak dituzten, jarduera fisiko handiagoa duten, egoera fisiko hobean dauden eta obesitate-adierazle gutxiago dituzten pertsonek dute jarduera entzimatiko handiena

Osasun egoeraren biomarkatzaile gisa erabil liteke DPPIV entzimaren jarduera, hortaz. Bestalde, egiaztatu da jarduera entzimatikoa handiagoa dela emakumezkoetan gizonezkoetan baino,

Halaber, emaitzak sakonago aztertu beharko lirateke, egin izan diren beste ikerketa batzuekin alderatuta, entzima-jarduera ala entzimaren kontzentrazioa neurtu, aldatu egiten dira obesitatearen ikuspegitik lortzen diren emaitzak eta korrelazioak.

Aztertutako taldea pertsona osasuntsuek edota patologiaren bat daukaten pertsonek osatzen dutenean korrelazioak aldatzen diren bezalaxe. Aztertzen den pertsona-taldearen adinaren arabera ere asko aldatzen dira emaitzak. Horren ondorioz, kontu handiz interpretatu behar dira datuak, populazio baliokideak alderatzen ez direnean.

Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa: Proteina bat, osasun-egoeraren biomarkatzaile.

Erreferentzia bibliografikoa:

Begoña Sanz, Begoña et al., (2018). Obesity parameters, physical activity, and physical fitness are correlated with serum dipeptidyl peptidase IV activity in a healthy population Heliyon, 4, 5, e00627 DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e00627

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Fuente: Yinon M. Bar-On, Rob Phillips, and Ron Milo (2018) The biomass distribution on Earth | PNAS doi: 10.1073/pnas.1711842115

Se estima que la biomasa del planeta asciende a unas 550 Gt (550.000 millones de toneladas) de carbono (C). El 80% (450 Gt) está en las plantas, entre las que las embriofitas son mayoritarias. Las bacterias contribuyen con 70 Gt, lo que representa el 15% del total. El resto, menos del 10%, corresponde a hongos (12 Gt), arqueas (7 Gt), protistas (4 Gt), animales (2 Gt) y virus (0,2 Gt). No obstante, algunas de estas estimaciones tienen una gran incertidumbre, por la dificultad de acceder a ciertos entornos en los que bacterias y virus, por ejemplo, podrían ser muy abundantes.

El 60% de la biomasa (320 Gt) está sobre la superficie, ya sea del fondo marino o de tierra firme. El resto se encuentra por debajo; 130 Gt están en las raíces de las plantas y 100 Gt en las bacterias que habitan dentro del suelo o bajo la superficie del fondo oceánico. Un 70% de la biomasa vegetal es de carácter leñoso, por lo que su actividad biológica es mínima, y las bacterias que viven en el interior de acuíferos y debajo del suelo marino también tiene un metabolismo muy reducido. Eso implica que sus tiempos de renovación o recambio son muy largos: de algunos meses a miles de años. Si se prescinde de esas formas de vida “lentas” la biomasa de plantas y bacterias sigue siendo importante: 150 Gt corresponden a raíces y hojas de plantas, y 9 Gt a bacterias marinas y terrestres, cifra solo ligeramente inferior a la de los hongos (12 Gt).

Aunque los insectos (clase del filo Arthropoda) son el grupo animal con mayor número de especies (alrededor de un millón), su contribución a la biomasa animal del planeta es minúscula. Son los artrópodos marinos los que, con 1 Gt de C, contribuyen en mayor medida. Dentro de estos solo una especie, el crustáceo Euphasia superba (el krill del que se alimentan las ballenas azules), tiene una biomasa de 0.05 Gt, similar a la de la especie humana (0,06 Gt), el ganado vacuno y las termitas, y muy superior a la de mamíferos (0,007 Gt) y aves (0,002 Gt) salvajes. Tras los artrópodos marinos, el grupo animal con más biomasa es el de los peces (0,7 Gt), a los que siguen artrópodos terrestres, anélidos (gusanos segmentados) y moluscos, con 0,2 Gt cada uno. Los animales de granja o pastoreo contribuyen con 0,1 Gt, una cantidad similar a la de los cnidarios (medusas, anémonas y similares).

Las cifras anteriores son, en gran medida, consecuencia de la acción humana. Se estima que la biomasa actual de mamíferos terrestres es siete veces menor que la de antes de la extinción del Cuaternario, y la caza de ballenas y otros mamíferos marinos ha reducido su stock a una quinta parte del que era antes del comienzo de esas actividades. En conjunto, la biomasa de mamíferos salvajes se ha reducido a la sexta parte de la anterior a la expansión humana por el planeta, aunque la de los mamíferos en conjunto se ha multiplicado por cuatro (de 0,04 a 0,17 Gt) debido a la explosión de nuestra población y nuestros animales. Por último, se ha estimado que la biomasa vegetal se ha reducido a la mitad durante los últimos diez mil años, lo que significa que la biomasa total se ha reducido en una proporción similar.

Nuestra especie no es la más numerosa, tampoco la que contribuye en mayor medida a la biomasa terrestre pero es, sin duda, la que ha causado un mayor impacto en los ecosistemas de nuestro planeta.

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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 artículo Así se distribuye la biomasa de la Tierra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Hidrógeno a partir de cualquier biomasa
2. ¿Cuánta gente ha vivido en la Tierra?
3. Sangre de dragón

Ziortza Guezuraga Genetika

Erdi neanderthala eta erdi denisovarra den gizaki baten arrastoak aurkitu dituztela azaltzen du Berriak. Altai mendietako (Siberia) kobazulo batean aurkitu dituzte hiltzean 13 urte zituen emakumearen hezurrak. Duela 50.000 urtekoak dira arrastoak. Garai hartan bi giza espezieren artean izandako harremanetatik jaio zen emakumezko baten aztarnak dira, emakumezko neanderthal baten eta gizon denisovar baten arteko nahasketa. Elhuyar aldizkarian ere honen berri irakur daiteke.

Teknologia

Espazioko zaborra birrintzeko laser-kanoiak eraikitzeko asmotan dabiltzala azaltzen dute Sustatun. Errusiak laser-kanoi erraldoi bat diseinatzen hasi da espazioko zaborra birrintzeko. Orbitan jarriko den teleskopio handi baten gainean ezarriko dute kanoia, teleskopioak espazioa arakatuko du zabor bila eta, behin itua aurkituta, laserrak birrindu egingo du txatarra.

Osasuna

Elhuyar aldizkarian irakur daitekeenez, autismoarekin lotutako 200 generi eragiten dien proteina bat aurkitu dute. CPEB4 proteinak autismoa izateko arriskuarekin lotuta dauden 200 bat genetan eragiten duela ikusi dute ikertzaileek.

Biologia

Zenbat aldiz berriztatzen dira gure gorputzaren zelulak? Juan Ignacio Pérez Iglesiasek du erantzuna. Duzun adina duzula ere, beste adin batekoak dira zure gorputza osatzen duten egitura gehienak. Egitura batzuek ordu batzuk besterik ez dute, eta egitura gutxi batzuek bakarrik dute zure adin berbera. Heste mehea estaltzen duten zelulak dira bizi-iraupen laburrenekoak: 2-4 eguneko tartean berriztatzen dira.

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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: Ziortza Guezuraga (@zguer) kazetaria da eta Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko zabalkunde digitaleko teknikaria.

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El efecto Talbot es parte de los descubrimientos en óptica que realizó el polímata Henry Fox Talbot, quien ingresó en la Royal Society por sus méritos matemáticos pero que es recordado como pionero de la fotografía. Nos lo explica Daniel Eceizabarrena (BCAM).

Daniel Eceizabarrena: ''El efecto de Talbot: tejiendo alfombras con luz''

El número π es una de las constantes matemáticas más importantes que existen. π es un número fascinante que goza de una gran popularidad e, incluso, de un día propio. Desde el año 1988, cada 14 de marzo se celebra el Día de Pi. Este evento fue idea del físico Larry Shaw, quien lanzó la propuesta añadiendo a su favor que la celebración coincidía con la fecha del nacimiento de Albert Einstein. Además, la forma en la que se escribe el 14 de marzo en inglés y euskera coincide con los tres primeros dígitos del número. (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 convertirse hoy en día en una celebración que sobrepasa el ámbito de las matemáticas. π está presente en física, en el principio de incertidumbre de Heisenberg, la teoría de la relatividad o la ley de Coulomb. En geología hace su aparición a la hora de estimar la longitud de los ríos; en bioquímica, en el estudio de la estructura de una molécula de ADN; en astronomía, en el estudio de la forma del universo y en otras muchísimas aplicaciones de nuestro día a día.

Este 2018 nos unimos de manera especial a la celebración del Día de Pi con el evento BCAM-NAUKAS, que se desarrolló el miércoles 14 de marzo en el Bizkaia Aretoa de UPV/EHU. Este evento fue una iniciativa del Basque Center for applied Mathematics (BCAM) y la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad el País Vasco.

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

El artículo El efecto Talbot: tejiendo alfombras con luz se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Diagnóstico de enfermedades: una cuestión de probabilidades
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3. π, así en el cielo como en la Tierra

Una investigación llevada a cabo por el grupo de Ecotoxicidad Animal y Biodiversidad de la UPV/EHU, en colaboración con la Universidad de Vigo, ha dado el primer paso para incorporar en los planes hidrológicos los criterios de calidad relativos a la bioacumulación de sustancias peligrosas requeridos por la UE.

Uno de los puntos de referencia del río Nalón donde se ha efectuado el análisis de la bioacumulación de metales. Foto: Pilar Rodríguez-UPV/EHU

La Unión Europea ha establecido de plazo hasta el año 2021 para el desarrollo de Normas de Calidad Ambiental, y en particular para la determinación de la concentración umbral en tejido de sustancias químicas peligrosas que pueden tolerar los organismos acuáticos con un bajo riesgo para la conservación de sus poblaciones.

Una investigación llevada a cabo en cuencas mineras de Asturias por el grupo de Ecotoxicidad Animal y Biodiversidad, dirigido por la Dra. Pilar Rodriguez, mediante la colaboración entre el Departamento de Zoología y Biología Celular Animal y el de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, y el laboratorio de Limnología de la Universidad de Vigo ha permitido avanzar en esa labor, y ha propuesto la concentración umbral ecológica para 7 metales (cadmio, cromo, cobre, mercurio, níquel, plomo y cinc) y dos metaloides (arsénico y selenio).

El estudio incluyó un número de localidades no contaminadas, pertenecientes a la red de referencia de la cuenca del río Nalón, así como otras altamente contaminadas. Esta es una cuenca con una larga historia de explotaciones mineras debido a los altos niveles de metales que presentan sus rocas de forma natural. “Seleccionamos esta zona por ser una de las áreas de la región cantábrica donde las comunidades acuáticas tienen mayor problema de exposición a metales”, explica la Dra. Pilar Rodríguez, miembro del Departamento de Zoología y Biología Celular Animal de la UPV/EHU.

Concretamente, el estudio propone la concentración umbral ecológica para los 9 elementos químicos, a partir de las medidas en los tejidos de 10 taxones de invertebrados presentes en puntos de referencia, es decir, en lugares con un impacto mínimo o nulo de contaminantes, y cuyo estado ecológico fue evaluado como bueno o muy bueno. Se trata, tal como comenta la Dra. Rodríguez, de “una forma novedosa de afrontar el problema de las Normas de Calidad Ambiental; primero, hemos seleccionado los puntos de referencia, y los 10 taxones biomonitores utilizados para determinar las bioacumulación de metales son aquellos que se encuentran en general tanto en las zonas limpias como en los puntos contaminados”.

El estudio de un abanico tan amplio de grupos animales también es algo destacable de esta investigación. “Con este trabajo hemos evaluado la bioacumulación de metales en taxones de invertebrados representativos de distintos hábitos alimentarios (depredadores, fitófagos, sedimentívoros, filtradores y generalistas), y también con distinto comportamiento. Este factor determina también el grado de exposición a los tóxicos que tiene cada organismo: por ejemplo, los oligoquetos acuáticos, que viven en galerías dentro del sedimento, tienen una exposición máxima a los contaminantes asociados al mismo, mientras que la mayoría de las larvas de insectos son epibentónicas, es decir, viven sobre la superficie de las piedras y pueden estar expuestas a los contaminantes presentes en las algas, si se alimentan de ellas, o en las partículas presentes en el agua, si son filtradoras”, detalla la investigadora.

Mediante el análisis de los niveles de metales que presentaba cada uno de los taxones biomonitores en las localidades de referencia, “se estableció la concentración umbral ecológica para cada taxón y cada metal, es decir la concentración máxima que permite el mantenimiento del estado de conservación de las comunidades de macroinvertebrados a niveles óptimos”, continúa. La concentración umbral ecológica la establecieron mediante el percentil 90 del rango de los datos recopilados para cada metal en cada uno de los taxones. Por tanto, de todos los organismos donde tomaron medidas, solamente el 10 % se encontraría por encima de ese umbral establecido. “Nuestra propuesta es que a partir de ese nivel de concentración de metales se active un primer nivel de alarma, ya que existiría una probabilidad de riesgo para los invertebrados fluviales”, comenta.

“Ahora, en nuestra investigación actual estamos contrastando los valores de concentración umbral ecológica con los niveles bioacumulados por los mismos taxones de invertebrados en las localidades de la cuenca del Nalón, sujetas a distintos niveles de contaminación —cita la Dra. Rodríguez—. Es de esperar que exista un intervalo entre la concentración umbral ecológica y la concentración mínima asociada a efectos medidos en las comunidades acuáticas (disminución de la riqueza específica, o de la abundancia de taxones sensibles, etc.), que nos proporcione un nuevo límite en la concentración de tejido relacionada con la existencia de un alto riesgo ambiental para la conservación de la comunidad de macroinvertebrados acuáticos”.

Los datos e información obtenidos de momento son directamente aplicables a la gestión de la cuenca estudiada, la del río Nalón. “Su aplicación en otras cuencas del Cantábrico, incluidas las del País Vasco, es el siguiente paso y requerirá de un proceso de validación con nuevos datos de bioacumulación de metales en invertebrados de localidades de referencia y contaminadas procedentes de otras cuencas, pero necesitamos financiación para poder realizar los muestreos y análisis necesarios”, insta.

Referencia:

Pilar Rodriguez, Leire Méndez-Fernández, Isabel Pardo, Noemi Costas, Maite Martinez-Madrid (2018) Baseline tissue levels of trace metals and metalloids to approach ecological threshold concentrations in aquatic macroinvertebrates Ecological Indicators doi: 10.1016/j.ecolind.2018.04.004

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

El artículo Los umbrales ecológicos en la bioacumulación de metales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Alguna vez te habrán picado los ojos y la piel tras bañarte en la piscina, y es posible que precisamente ese día oliese mucho a cloro. Pues el culpable más probable tanto de lo uno como de lo otro casi con total seguridad no ha sido el cloro. La razón por a que el agua de piscina puede picar y oler de esa forma tan característica tiene que ver con la química, obviamente, con cómo se mantiene limpia la piscina y con cómo interactúa el sudor y la orina con los productos higienizadores. Esta historia además nos sirve para explicar un triste suceso acontecido recientemente, el fallecimiento de una mujer mientras limpiaba con amoniaco.

Las piscinas no se cloran con cloro

Las piscinas no se cloran con cloro, al menos no con lo que los químicos llamamos cloro. El cloro (Cl2) en un gas, por lo que sería difícilmente manejable para el mantenimiento de una piscina. Además es un gas altamente tóxico, irritante y corrosivo, por lo que su manipulación es muy peligrosa. Lo que llamamos cloro de piscina, y que frecuentemente se comercializa en pastillas o en disolución, es una sal denominada hipoclorito sódico (NaClO). Esta sal es oxidante y bactericida, por eso la utilizamos para higienizar.

El hipoclorito sódico lo encontramos en varios productos de limpieza, por ejemplo, la lejía es una disolución al 2 – 2,5% de hipoclorito sódico en agua.

Cuando el hipoclorito sódico se disuelve en agua ocurre una reacción química denominada hidrólisis. Es decir, estrictamente la sal no se disuelve en agua, sino que reacciona con ella. En esa reacción se produce ácido hipocloroso (HClO) e iones OH–. Estos iones OH– son los responsables de la variación de acidez que experimenta el agua. Cuantos más OH–, menos acidez o, lo que es lo mismo, mayor pH.

Además de la medida del pH, existe otra que se utiliza normalmente para controlar el buen estado de las piscinas. Es el llamado cloro libre. El cloro libre se define como la suma de las concentraciones de ácido hipocloroso y de hipoclorito sódico, es decir, de las sustancias añadidas y formadas en el agua que contienen átomos de cloro en su composición.

Cómo se mantiene el pH de las piscinas

El pH de una piscina debe mantenerse entre 7,2 y 7,8. Por debajo de este pH el agua es suficientemente ácida como para resultar corrosiva para los equipos de mantenimiento, puede decapar el yeso y atacar a los metales. Un pH de partida ácido dificulta la efectividad de los tratamientos por cloración.

Por encima de este pH el agua adquiere tendencia formadora de sarro. Es frecuente en zonas donde el agua es dura, donde hay alta concentración de sales de calcio. Para evitar esto existen sustancias denominadas secuestrantes capaces de mantener disuelto el calcio y que el agua no se enturbie. Si dejamos al calcio campar a sus anchas se pueden producir depósitos que obstruyan los equipos, y si dejamos el pH alto será un fastidio para los nadadores. Si la piscina tiene un pH superior al de la saliva, esto provoca que las proteínas salivales se descompongan con rapidez y se depositen en los dientes. Esta es la razón por la que los nadadores profesionales a menudo padecen el denominado «sarro de nadador».

De forma natural el agua de una piscina se va acidificando, va bajando su pH. Esto ocurre fundamentalmente por dos motivos. El primero es que el CO2 del ambiente se va disolviendo en el agua y la acidifica. Esto pasa sobre todo en ambientes cerrados. La radiación ultravioleta también destruye el ácido hipocloroso, lo que se denomina fotolisis, lo que contribuye a una mayor acidez. Esta bajada inevitable de pH la podemos controlar ajustando la cantidad de hipoclorito sódico que añadimos o ajustando la periodicidad del tratamiento.

Para hacer un ajuste más preciso del pH a menudo se utilizan otra serie de sustancias que amortiguan esas variaciones, por eso se denominan amortiguadores. Es habitual emplear carbonato de sodio, ácido muriático o bisulfito de sodio para tal fin.

Otros tratamientos de piscina

Con el hipoclorito sódico podemos sanear una piscina, pero además de este tratamiento existen otros que resultan útiles para tratar otros problemas de higiene típicos de piscina. Por ejemplo, es frecuente utilizar alguicidas. Los alguicidas pueden ser surfactantes, es decir, sustancias que favorecen la penetración del agua y el hipoclorito en el alga y que aceleran su destrucción. También se emplean sales de plata como alguicidas. Su actividad es antibacteriana. Las sales de plata funcionan inhibiendo la respiración celular y llevando el metabolismo al colapso.

Los floculantes son sustancias como las acrilamidas, el sulfato de aluminio o el hidroxicloruro de aluminio. Funcionan haciendo que las finas partículas que escapan de los filtros se agreguen entre sí. Se formarán o bien flóculos que se depositan en el fondo y son fáciles de limpiar, o bien agregados suficientemente grandes como para quedarse retenidos en los filtros y así clarificar el agua.

Para deshacernos de las grasas y aceites que acaban en la piscina, tanto por la sudoración como por los productos cosméticos, existen enzimas que aceleran su descomposición. Para ello se emplean catalizadores biológicos.

Los ojos rojos de piscina no los causa el cloro libre, sino las cloraminas

Cuando salimos de la piscina con los ojos rojos solemos pensar que la razón es que se ha clorado en exceso o recientemente. No es así. La causa de los ojos rojos, el picor de piel y el clásico «olor a piscina» es de las cloraminas.

Las cloraminas se producen por reacción del ácido hipocloroso con compuestos nitrogenados. El origen de estos compuestos nitrogenados está en los usuarios de la piscina. Tanto el sudor como la orina contienen esta clase de sustancias. Ya sabemos que por higiene y por civismo hay que pegarse una ducha antes de entrar en la piscina para no contaminarla con sudor. Ahora sabemos que duchándonos antes de meternos en el agua, también evitamos la formación de cloraminas. Y obviamente no hay que orinar en la piscina. Sin embargo, la gente es mucho más guarra de lo que uno se espera: de media, en una piscina de dimensiones olímpicas encontramos hasta 225 litros de orina.

Las cloraminas se producen por reacción entre compuestos nitrogenados (con grupos amino) y el ácido hipocloroso. Estas sustancias son altamente tóxicas e irritantes, de ahí que desencadenen picores y malestar. Por ese motivo, si nos pican los ojos o la piscina huele mucho a piscina, eso es indicativo de que hay presencia de cloraminas. Esto implica todo lo contrario a lo que nos decía la intuición: no se ha producido un exceso de cloración, sino todo lo contrario, lo que realmente hace falta en esa piscina es clorarla con urgencia.

Jamás mezcles lejía con amoniaco, puede ser mortal

Jamás mezcles lejía con amoniaco, por la misma razón que los compuestos nitrogenados del sudor y la orina forman cloraminas tóxicas en las piscinas al reaccionar con el ácido hipocloroso.

La lejía es una disolución de hipoclorito sódico, y el amoniaco es un compuesto nitrogenado (NH3) que reacciona con la lejía con facilidad. Esta reacción produce las dichosas cloraminas. Mezclar amoniaco con lejía, dos productos de limpieza que comúnmente tenemos en nuestras casas, puede tener consecuencias catastróficas. Las cloraminas que se desprenden generan sensación de asfixia, podrán intoxicarte, quemarte las vías respiratorias, las mucosas, los ojos y, desgraciadamente pueden acabar con tu vida. Esta es la hipótesis que se maneja sobre la desgraciada muerte de una mujer acontecida mientras limpiaba la cocina de su casa en Madrid.

Alternativas a la cloración que no producen cloraminas

Una alternativa que se usa en lugar de la cloración es la bromación. En lugar de hipoclorito se utiliza una sal de hipobromito que en el agua se hidroliza para dar lugar al ácido hipobromoso. Aunque la bromación no es ni tan eficaz ni tan económica para higienizar el agua como la cloración. Ambas son sustancias químicamente similares porque tanto el cloro como el bromo son elementos halógenos. En cambio, el ácido hipobromoso en presencia de compuestos nitrogenados genera bromoaminas y las bromoaminas no son tóxicas ni irritantes. Estos tratamientos por bromación suelen apoyarse con otros oxidantes.

Conclusión

No mezcles lejía con amoniaco. Estas dos sustancias reaccionan formando cloraminas, una clase de compuestos altamente tóxicos que pueden acabar con tu vida en un santiamén. Por esa misma razón, cuando se te pongan rojos los ojos en la piscina, te pique la piel, o huela mucho a piscina, pasa del baño hasta que vuelvan a clorar. Todas esas cosas indican que el hipoclorito con el que se sanea la piscina ha reaccionado con los compuestos nitrogenados del sudor y la orina. Es hora de limpiar la piscina y volver a clorarla. Deja el baño para otro día, porque los bañistas que han surcado esas aguas han dejado mucha porquería a su paso.

Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica

El artículo Sal de la piscina si te pican los ojos y no mezcles lejía con amoniaco se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias Zenbat urte dituzu zuk? Duzun adina duzula ere, beste adin batekoak dira zure gorputza osatzen duten egitura gehienak. Egitura batzuek ordu batzuk besterik ez dute, eta egitura gutxi batzuek bakarrik dute zure adin berbera. Ehunak eta organoak elkarrengandik oso desberdinak dira. Zelula gehienak berriztatzen doaz, eta hala egiten dute zelulek osatzen dituzten ehunak ere.

Irudia: Gure gorputzeko zelulen iraupena ez da mugagabea, izan ere, gorputzeko egiturak tarteka berriztatzen dira.

Heste mehea estaltzen duten zelulak dira bizi-iraupen laburrenekoak. Heste-epitelioa oso ehun aktiboa da. Milaka molekula txiki xurgatu eta digeritzen ditu, eta bere zelulak 2-4 eguneko tartean berriztatzen dira. Badira digestio-aparatuan bizi laburrekoak diren beste zelula batzuk: koloneko kriptakoak hiruzpalau egunean berriztatzen dira, sabelekoak 2-9 eguneko tartean, eta Paneth zelulak hogei egunean, heste mehean hauek ere. Heste meheak hesteko patogenoen aurka aritzen da besteak beste.

Askoz ere gehiago bizirauten dute hepatozitoek (hau da, gibeleko zelulek): sei hilabete eta urte baten arteko epea. Izatez, digestioan badu zeregina organo honek, baina organo beregaina da; hepatozitoak dira bilisa sortzen dutenak, eta bilis hori funtsezkoa da gantzen heste-digestioan. Hala ere, metabolismokoak dira gibelaren funtzio nagusiak: organismo osoari eragiten diote gibelaren baitan gertatzen diren metabolismo prozesu askok.

Odoleko zelulek oso iraupen desberdinak dituzte. Immunitate-sistemakoak dira iraupen laburrenekoak: neutrofiloak, leukozito ugarienak direlarik, 1-5 eguneko epean berriztatzen dira eta beste leukozito batzuk, eosinofiloak, 2-5 eguneko epean. Plaketek zauriak orbaintzen dituzte eta 10 bat egun bizi izaten dira. Askoz ere luzeago bizi izaten dira globulu gorriak, lau hilabetean behin berriztatzen baitira. Zelula ama hematopoietikoak bi hilabete luzatzen dira, leukozito, plaketa edo globulu gorri bilakatu baino lehen.

Nahiko iraupen laburrekoak dira era berean, umetokiaren lepokoak, sei egunekoak; birika-albeolokoak ere zortzi egunekoak dira, eta larruazaleko epidermisekoak 10-30 eguneko epean bizi izaten dira. Ostoeklastoek bestalde, birmoldatu egiten dute muskulua eta bi astean behin berriztatzen dira, eta osteoblastoek sortu egiten dute muskulua eta hiru hilabetean behin berriztatzen dira. Horrela, hezur-ehunen %10a urtero berriztatzen da. Trakeako zelulak, hilabete batean edo bian berriztatzen dira. Espermatozoideak bi hilabetean behin berriztatzen dira, emakumeak bere obulu guztiekin jaiotzen badira ere.

Zaharrenak izatera iristen direnen artean, zortzi urtean behin berriztatzen dira adipozitoak, hau da gantz-erreserbak gordetzen dituzten zelulak. Muskulu-zelulak ere zortzi urtean behin berriztatzen dira, eta kardiomiozitoak (bihotzekoak) urtero berriztatzen dira bere %0.5-%10ean. Nerbio-sistema zentralekoak ia ez dira berriztatzen, baina hor badago salbuespen bat: hipokanpoko neuronen %0.6koak urtero berriztatzen dira.

Ehunekoetan, gorputza 15 urtean berriztatzen da.

Ondo ikusita, esan liteke arrapalada batean berriztatzen ari garela eten gabe gorputzeko egitura guztiak edo gehienak. Izatez, ez dugu duela bi hilabete genuen gorputza.

Oharra: hau jakingarri gertatu bazaizu, agian artikulu hauek ere interesgarriak irudituko zaizkizu: Zelulaz (I), Zelulaz (eta II) eta Zenbat zelula daude giza gorputzean?

Post scriptum: joan den martxoaren 7an, Nature aldizkariak plazaratu zuen artikuluan, baieztatu zen uste ez bezala nagusietan ez dagoela neurogenesirik. Nature ikusterik ez badaukazu, aurki dezakezu artikulu horren ohar laburra The Scientist izenekoan. Raúl de la Flor neurozientzialariak eman zidan erreferentzia hau, twitter bidez.

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Egileaz: Juan Ignacio Pérez Iglesias (@Uhandrea) UPV/EHUko Fisiologiako katedraduna da eta Kultura Zientifikoko Katedraren arduraduna.

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Hizkuntza-begiralea: Juan Carlos Odriozola

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Oharra: Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2018ko martxoaren 11n: ¿Cada cuánto tiempo se renuevan las células de nuestro cuerpo?

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Hemos incluido en el título de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica de la UPV/EHU la expresión latina “Imago mundi”, que podríamos traducir como “imagen o representación del mundo”, porque precisamente queremos mostrar diferentes imágenes o representaciones planas del mundo en el que habitamos, el planeta Tierra.

Reconstrucción de uno de los mapamundis de la obra “Geografía” de Claudio Ptolomeo (aprox. 90-170), que aparece en la edición del cartógrafo alemán Nicholas Germanus de 1482 de la traducción al latín de Jacobus Angelus de la “Geografía”

Cuando observamos un mapamundi, un mapa del planeta, nos encontramos ante un retrato de la Tierra, sin embargo, se produce la paradoja de que no existe ninguna forma “correcta” de representar la superficie terrestre. En el año 1778, el matemático suizo Leonhard Euler (1707-1783) demostró (véase la entrada El mapa Dymaxion) que no es posible realizar mapas “correctos”, esto es, representaciones planas de la superficie terrestre dejen invariante su geometría, es decir, que preserven, salvo la escala, las propiedades métricas básicas, como las distancias entre puntos, las longitudes de curvas, los caminos más cortos (geodésicas), las áreas, los ángulos o las formas.

Como consecuencia de lo anterior, cualquier mapamundi que tomemos nos va a transmitir una imagen falsa de la superficie terrestre. Todos los mapas, sin excepción, producen distorsiones geométricas. Un estudio detallado de esta cuestión se puede consultar en cualquiera de los libros El sueño del mapa perfecto (RBA, 2010) o Portraits of the Earth (AMS, 2002).

Copia del mapa “Tabula Rogeriana” (1154) de Al-Idrisi, con el sur en la parte superior

A lo largo de la historia de la humanidad se han producido cientos de mapamundis muy interesantes, y artísticos, como puede verse en publicaciones como Mapas antiguos del mundo (EDIMAT, 1998), Joyas de la cartografía (Parragon books, 2006) o El gran libro de los mapas (Paidós, 2006). Sin embargo, el objetivo de esta entrada es mostrar una serie de diferentes retratos de la superficie terrestre, y la imagen que de ella nos transmiten, a través de diferentes representaciones (proyecciones cartográficas), relativamente modernas, de la misma.

Retrato 1: la proyección de Mercator

La proyección de Mercator es una proyección cilíndrica (una proyección basada en proyectar, mediante un proceso geométrico, la esfera terreste “básica” –con esto queremos decir que antes se reduce la esfera terrestre a escala humana- sobre una superficie cilíndrica y después desplegar esta sobre el plano), luego el mapamundi diseñado a partir de ella será rectangular; cuyos meridianos y paralelos forman una red de rectas que se cortan perpendicularmente; una proyección conforme, es decir, que preserva los ángulos, pero no las distancias, las áreas, las geodésicas (los caminos más cortos entre dos puntos) o las formas de amplios territorios; que transforma las loxodrómicas –líneas de rumbo constante- en rectas y que produce poca distorsión cerca del ecuador (que es la circunferencia de tangencia entre la esfera básica y el cilindro). Fue diseñada por el científico y cartógrafo flamenco Gerardus Mercator (1512-1594), en 1569, con el objetivo de que fuera útil para la navegación.

“Carta general de las grandes comunicaciones telegráficas del mundo” (1901/03), por la Oficina Internacional de Administraciones Telegráficas, realizada con la proyección de Mercator. Imagen de Centro de Mapas y Educación Norman B. Leventhal

Como es bien conocido, la distorsión es menor cerca del ecuador y cada vez mayor según nos vamos acercando a las zonas que están más cerca de los polos. Por ejemplo, hay una distorisión muy fuerte en Groenlandia, Canada, Alaska o Rusia, que aparecen mucho más grandes de lo que realmente son. En los mapamundis con la proyección de Mercator en los que aparece Groenlandia, ésta parece de un tamaño similar a África, sin embargo, es 13 veces menor.

Aunque en Europa estamos acostumbrados a versiones en las que el meridiano de Greenwich está en el centro, existen muchas versiones centradas en otros meridianos, como la siguiente centrada en América.

“Mapa con las líneas telegráficas oprerativas, con contrato o contempladas, para compeltar el circuito del globo terráqueo” (1871), realizada con la proyección de Mercator, con América, más o menos, en el centro. Imagen de Centro de Mapas y Educación Norman B. Leventhal

O esta centrada en el océano Pacífico.

Mapa del mundo realizado con la proyección de Mercator, centrada en el océano Pacífico, perteneciente al “Atlas dresse pour l’Histoire de la geographie et des decouvertes geographiques depuis les temps les plus recules jusqu’a nos jours” de M. Vivien de Saint-Martin, Hachette et Cie, París, 1874

La proyección de Mercator dio lugar al diseño de mapas muy buenos para la navegación marítima y aérea, sin embargo, producía distorisiones muy fuertes en áreas y formas al alejarse del ecuador, lo que la hacía poco recomendable el uso del mapamundi generado a partir de ella. Durante mucho tiempo se sobreutilizó este mapa, pero poco a poco desde la cartografía y la geografía se empezó a demardar el uso de otro tipo de proyecciones.

Sin embargo, la proyección de Mercator ha seguido siendo muy útil en la cartografía. Por ejemplo, es la base de la proyección UTM, proyección de Mercator Transversa Universal, que se utiliza para todos los mapas de escalas menores o iguales a 1:500.000, ya que además de ser conforme, no se produce mucha distorión métrica a esa escala. Por ejemplo, el Mapa Topográfico Nacional de España, del Instituto Geográfico Nacional, que es la base de todos los mapas de España, utiliza el sistema de proyecciones UTM en sus series de mapas de escalas 1:200.000, 1:50.000 o 1:25.000 y menores, así como otras agencias similares del mundo, como la US Geological Survey, USGS.

Pero uno de los usos más frecuentes hoy en día ha sido, y es, en mapas como Google Maps (donde se ha utilizado hasta este mismo año, 2018), OpenStreetMap o MapBox, entre otros, ya que es la proyección de Mercator la que está por debajo de este mapa que utilizamos practicamente todos los días en nuestra vida cotidiana. El motivo es que aunque la proyección de Mercator distorsiona mucho las formas para grandes territorios, para todo el planeta, sin embargo, el hecho de ser una proyección conforme, que preserva los ángulos, hace que distorsione muy poco las formas, localmente, para regiones pequeñas, lo cual la hace muy conveniente para un mapa dinámico sobre el que hacemos zoom a zonas pequeñas.

Imagen inicial de todo el mundo de “Google Maps”, utilizando la proyección de Mercator, hasta 2018

Retrato 2: La proyección de Mollweide

La proyección de Mollweide, también conocida con los nombres de proyección homolográfica o elíptica, fue creada por el matemático y astrónomo alemán Karl Brandan Mollweide (1774-1825) en 1805. Esta es una proyección pseudo-cilíndrica (las proyecciones cilíndricas son rectangulares y producen fuertes distorsiones en las formas, y frecuentemente en las áreas, en las zonas cercanas a los polos, por este motivo se comprimen, matemáticamente, los paralelos según se van acercando a los polos y se obtienen las proyecciones pseudocilíndricas), cuya forma es la de una elipse de proporción 2:1, es decir, el eje horizontal es el doble que el vertical; los paralelos son líneas rectas y los meridianos son semielipses, salvo el central que es una línea recta; es una proyección isoareal, esto es, que preserva el área, salvo el factor de escala, de forma que si dos regiones de la tierra tienen la misma superficie, también la tendrán en el mapa, contrariamente a lo que ocurría con la proyección de Mercator.

Mapa del mundo sobre la cantidad de lluvia media anual, perteneciente al “Atlas de Meteorología” de Julius Hann, de 1887, realizado con las proyección de Mollweide. Wikimedia Commons

Si en una proyección cilíndrica se toma un meridiano como círcunferencia de tangencia, en lugar del ecuador, se tiene una versión llamada transversa de la proyección, en la cual es el meridiano el que se encuentra en la posición que antes tenía el ecuador. Si la circunferencia de tangencia es un círculo máximo (que son las geodésicas de la esfera, los caminos más cortos, y que se obtienen como intersección de la esfera con los planos que pasan por el centro de la misma), que no es ni el ecuador, ni un meridiano, se obtiene la versión oblicua de la proyección. De forma similar, se extiende la definición a las proyecciones pseudo-cilíndricas.

Esquema de las proyecciones cilíndricas regular, transversa y oblicua

A continuación, mostramos un mapa realizado con la versión transversa de la proyección de Mollweide, con meridiano de tangencia, el meridiano de Greenwich.

Mapa del mundo con los paises que pertenecen, o no, a la Organización de las Naciones Unidas, y si pertenecen a la OTAN, Unión Sovietica, Países Árabes u otros, en 1957, realizada con la versión transversa, sobre el meridiano de Greenwich, de la proyección de Mollweide. Imagen de David Rumsey Map Collection

Retrato 3: La proyección de Eckert IV

En 1906 el geógrafo y cartógrafo alemán Max Eckert (1868-1938) inventó una serie de seis proyecciones pseudocilíndricas, entre ellas, la proyección Eckert IV que también es isoareal (como todas las pares de esta serie), sus paralelos son rectas y sus meridianos arcos de elipse.

Mapa físico del mundo realizado con la proyección de Eckert IV, de la página Merritt Cartographic

Puede utilizarse, centrada en el océano Pacífico, para mostrar información sobre los océanos.

Mapa sobre la diversidad de las especies de mamíferos marinos, realizado con la proyección Eckert IV, de la página Biodiversity Mapping

Retrato 4: La proyección de homolosena de Goode

El cartógrafo y geógrafo estadounidense Jan Paul Goode (1862-1932) estaba buscando una alternativa a la proyección de Mercator para diseñar mapas temáticos del mundo, ya que el mapa de Mercator estaba siendo sobreutilizado. En 1923 diseñó la proyección homolosena. Esta es una proyección pseudocilíndrica, como las proyecciones de Mollweide y sinusoidal en las que se basa, isoareal y su mapa está interrumpido (cortado) a lo largo de algunos meridianos.

Mapa físico del mundo, del “Atlas Geográfico de la Container Corporation of America”, de 1953, realizado con la proyección homolosena de Goode. Imagen de David Rumsey Map Collection

Este mapa se hizo bastante popular y fue ampliamente utilizado en Atlas, en publicaciones científicas y divulgativas, y en medios de comunicación. En ocasiones también se la ha llamado la “proyección piel de naranja”, porque supuestamente recuerda a una naranja pelada.

También se suele mostrar este mapa interrumpido por las zonas de tierra con el objetivo de que sean precisamente las zonas oceánicas las que permanezcan despejadas.

Mapa de las corrientes de los oceanos, realizado con la proyección homolosena de Goode, para el libro “The Oceans Their Physics, Chemistry, and General Biology” (1942)

Retrato 5: La proyección de Van der Gritten

La proyección de Van der Gritten es la que se conoce como una “proyección de compromiso o convencional”, es decir, una proyección cartográfica que no preserva ninguna de las propiedades métricas, como áreas, ángulos o geodésicas, pero intenta compensar la distorsión de todas las propiedades métricas para que ésta no sea muy grande o también para que ofrezca una imagen de la Tierra bastante creible, es decir, que mantenga bastante bien las formas globales. Por lo tanto, la proyección de Van der Gritten no preserva ni las áreas, ni los ángulos, ni las geodésicas, y por supuesto, ni las distancias, ni longitudes de las curvas. Esta proyección proyecta toda la superficie terrestre sobre un círculo, creando una fuerte distorsión en los polos, al igual que ocurría ya con la proyección de Mercator (en ocaciones se presenta recortada por los extremos).

El cartógrafo germano-americano Alphons J. van der Grinten (1852-1921) inventó esta proyección en 1898. La National Geographic Society la adoptó para el diseño de sus mapamundis en 1922, y la estuvo utilizando hasta 1988, que fue sustituida por la proyección de Robinson.

Mapa del mundo de 1922 realizado por la National Geographic Society, con la proyección de Van der Gritten. The Complete National Geographic Maps Collection

Retrato 6: La proyección central o gnomónica

La proyección central o gnomónica, considerada la proyección más antigua ya que se atribuye a Tales de Mileto (aprox. 624-547 a.n.e.), es una proyección geométrica que proyecta la esfera terrestre básica, con “rayos” que salen desde el centro de la misma, sobre un plano tangente a la esfera (por lo tanto, pertenece a la familia de proyecciones acimutales, se proyecta directamente sobre un plano, en contraposición con las cilíndricas y las cónicas).

Las propiedades del mapa diseñado a partir de esta proyección son: i) su imagen es habitualmente circular y solamente cubre parte de uno de los hemisferios; ii) los círculos máximos que pasan por el punto de tangencia se transforman en rectas radiales igualmente espaciadas, mientras que los puntos que están a la misma distancia del punto de tangencia se transforman en circunferencias centradas en el punto de tangencia; iii) esta proyección preserva las geodésicas, pero no distancias, ángulos o áreas; iv) la distorsión de áreas, formas y ángulos, aunque menor cerca del centro, el punto de tangencia, es muy pronunciada según nos alejamos de dicho punto.

Por lo que acabamos de comentar, que la proyección central distorsiona mucho la imagen lejos del punto de tangencia, no es una buena proyección para diseñar directamente un mapamundi. A pesar de ello, si se ha utilizado para representar todo la superficie terrestre, a través de seis mapas conjuntos, en algunos Atlas, como en el publicado en 1844 por la Sociedad para la Difusión del Conocimiento Útil, SDUK, de Gran Bretaña.

Mapa del mundo en seis imágenes, realizadas con la proyección central, para el “Atlas de la Sociedad para la Difusión del Conocimiento Útil”, Gran Bretaña, en 1844. Imagen de David Rumsey Map Collection

En cualquier caso, la propiedad más importante de la proyección central es que preserva las geodésicas, es decir, los caminos más cortos, luego las rectas del plano representan los caminos más cortos de la esfera terrestre, lo cual la hace muy útil para la navegación marítima o aérea, y suele utilizarse en combinación con el mapa de Mercator, donde las rectas son las curvas de rumbo constante. Un ejemplo histótico de esta combinación es el mapa del viaje de Charles Lindberg (1902-1974), que fue el primer piloto en cruzar el oceano Atlántico solo y sin escalas, de Nueva York a París (véase el libro El sueño del mapa perfecto).

Por otra parte, además de ser utilizada para mapas celestes, la proyección gnomónica se ha utilizado para diseñar mapas poliédricos o variaciones de estos. La idea es sencilla, se circunscribe la esfera terrestre básica en un poliedro, por ejemplo, alguno de los solidos plátónicos (tetraedro, cubo, octaedro, dodecadero o icosaedro), se proyecta sobre las caras planas del mismo, y luego se despliega el poliedro en el plano.

De hecho, la anterior imagen del Atlas de SDUK es un mapa cúbico, con las seis caras del cubo. Otros ejemplos son el mapa de mariposa de Cahill (1909), derivado del mapa octaédrico, o el mapa Dymaxion del diseñador y arquitecto americano Buckminster Fuller (1895-1983), que es una variación del mapa icosaédrico, del que ya hablamos en la entrada El mapa Dymaxion.

Mapa de la mariposa de Cahill utilizado en 1915 en un panfleto publicitario sobre la vuelta al mundo en avión. Wikimedia Commons / mcapdevila

La idea de Bucky Fuller fue diseñar un mapa que no tuviera una orientación preestablecida, el eje norte-sur en la vertical y con el norte arriba, y que pudiera observarse o colocarse en cualquier dirección, cuyo centro -en la versión más habitual- estuviese en el polo norte, aunque se podían ofrecer otras visiones del mismo, que no separara o cortara los continentes, y que los mostrara juntos, formando una especie de isla rodeada por los océanos, que rompiese esa imagen (horizontal y lineal) de los mapas rectangulares, que se había ido estableciendo en las mentes de las personas llegando a distorsionar la imagen que tenían del mundo, y que además intentara crear la menor distorsión métrica posible.

Mapa Dymaxion, de Buckminster Fuller, de 1954. Imagen deDavid Rumsey Map Collection

Retrato 7: La proyección estereográfica

Esta proyección geométrica es también muy antigua y se suele atribuir a Hiparco de Nicea (aprox. 190-120 a.n.e.). Al igual que la proyección central, la proyección estereográfica es una proyección geométrica acimutal, pero ahora se proyecta desde un punto de la superifice terrestre básica, por ejemplo, el norte, sobre un plano tangente en el punto diametralmente opuesto, luego sería el sur (que será el centro del mapa).

Algunas de las propiedades del mapa diseñado utilizando la proyección estereográfica son: i) su imagen se suele tomar circular, debido a que es acimutal, y cubriendo solamente uno de los hemisferios. Aunque se podría cubrir una extensión aún mayor no es recomendable por el aumento en la distorsión; ii) la proyección es conforme, es decir, preserva los ángulos, aunque no preserva ni las geodésicas, ni el área, y por supuesto tampoco las distancias; iii) al ser una proyección azimutal sí preserva las geodésicas que pasan por el punto de tangencia, es decir, para el caso en el que uno de los polos sea el foco de proyección, los meridianos se representan como rectas que pasan por el centro del mapa; iv) todos los meridianos y los paralelos, aunque más generalmente todas las circunferencias de la esfera, máximas y también normales, se proyectan en circunferencias sobre el plano, con excepción de las que pasan por el punto de tangencia, que se transforman en rectas (esta es una propiedad particular de las aplicaciones matemáticas denominadas inversiones, y la proyección estereográfica es una inversión); v) las loxodrómicas o líneas de rumbo fijo (i.e. las curvas sobre la esfera que forman un ángulo constante con los meridianos) se transforman en espirales logarítmicas.

A la izquierda una loxodrómica, o curva de rumbo constante, y a la derecha su imagen, en los mapas estereográficos centrados en los polos norte y el sur. Imagen de Carlos Furuti, Map projections

Además de para realizar mapas celestes, la proyección estereográfica fue utilizada (con el centro en algún punto del ecuador) en los siglos XVII y XVIII para diseñar mapas de dos hemisferios. Posteriormente, fueron utilizadas otras proyecciones, por ejemplo, las globulares, para los mapas en dos hemisferios.

Mapamundi en dos hemisferios, diseñado en 1627 por John Speed, utilizanado la proyección estereográfica. Wikimedia Commons

En la actualidad es muy utilizado para el diseño de los mapas polares.

Mapa político y de las zonas horarias del hemisferio norte, realizada con la proyección estereográfica polar, publicado en 1957 por Aeronautical Chart and Information Center (ACIC), Air Photographic and Charting Service (MATS) y United States Air Force

Las proyecciones cartográficas también pueden utilizarse para realizar mapas de la luna u otros planetas.

Mapa de Marte, realizado con la proyección estereográfica, publicado en “An atlas of astronomy”, R. S. Ball, 1892. Imagen de Digital Museum of Planetary Mapping

En mi siguiente entrada seguiremos con algunos retratos más, realizados con proyecciones como la de Gall-Peters, Robinson, Winkel-Tripel o la acimutal equidistante, entre otras

“Mapamundi”, del artista navarro Juan Sukilbide

Y más arte con mapas en la entrada Arte cartográfico. Arte con mapas

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, El sueño del mapa perfecto; cartografía y matemáticas, RBA, 2010.

2.- Raúl Ibáñez, Muerte de un cartógrafo, Un paseo por la Geometría, UPV/EHU, 2002. Versión online en la sección textos-on-line de divulgamat [www.divulgamat.net

3.- Timothy G. Feeman, Portraits of the Earth; A Mathematician looks at Maps, AMS, 2002.

4.- Federico Romero, Rosa Benavides, Mapas antiguos del mundo, EDIMAT, 1998.

5.- John O. E. Clark (editor), Joyas de la cartografía, 100 ejemplos de cómo la cartografía definió, modificó y aprehendió el mundo, Parragon books, 2006.

6.- Peter Barber (compilador), El gran libro de los mapas, Paidós, 2006.

7.- David Rumsey Map Collection

8.- Centro de Mapas y Educación Norman B. Leventhal, en la Biblioteca Pública de Boston

9.- Buckminster Fuller Institute

10.- Digital Museum of Planetary Mapping

11.- Carlos Furuti, Map projections

12.- Página web del artista Juan Sukilbide

Sobre el autor: Raúl Ibáñez es profesor del Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU y colaborador de la Cátedra de Cultura Científica

El artículo ‘Imago mundi’, 7 retratos del mundo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. El teorema de los cuatro colores (2): el error de Kempe y la clave de la prueba
2. La geometría de la obsesión
3. El teorema de los cuatro colores (1): una historia que comienza en 1852

Ariketa fisikoa egitea osasungarria dela esaten digute behin eta berriro. Fisikoa bakarrik ez, buruari eragitea ere onuragarria da. Nagiak atera eta aurten ere, udako oporretan egiteko asteazkenero ariketa matematiko bat izango duzu, Javier Duoandikoetxea matematikariak aukeratu ditu Zientzia Kaieran argitaratzeko. Guztira sei ariketa izango dira.

Gogoan izan ahalegina bera –bidea bilatzea– badela ariketa. Horrez gain tontorra (emaitza) lortzen baduzu, poz handiagoa. Ahalegina egin eta emaitza gurekin partekatzera gonbidatzen zaitugu. Ariketaren emaitza –eta jarraitu duzun ebazpidea, nahi baduzu– idatzi iruzkinen atalean (artikuluaren behealdean daukazu) eta irailean emaitza zuzenaren berri emango dizugu.

Hona hemen gure laugarren ariketa: zein da zirkulu txikiaren azalera?

4) Zirkulu handiaren azalera 9 cm2 da. Zein da zirkulu txikiarena?

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Ariketak Frantziako CNRSren blogeko Défis du Calendrier Mathématique ataletik daude hartuta.

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En 1823, Leopold Gmelin, profesor en la Universidad de Heidelberg, movió sus contactos para que un sobresaliente alumno suyo, recién licenciado en medicina, fuese admitido como estudiante en el laboratorio de Estocolmo del químico vivo más importante de la época, Jöns Jakob Berzelius. Allí, Friedrich Wöhler, que así se llamaba el joven médico, se encontró, para su sorpresa, con que Berzelius no era partidario de las instrucciones sistemáticas, sino que prefería orientar a sus estudiantes en la investigación de los temas que éstos libremente habían escogido.

Wöhler decidió investigar un tema al que ya había dedicado un tiempo al inicio de sus estudios de medicina en Marburgo: compuestos del ácido ciánico [HOCN] y el cianógeno [(CN)2]. Como parte de sus experimentos Wöhler intentaba sintetizar varios cianatos, entre ellos el de amonio. Intentó conseguir éste [NH4(OCN)] tratando cianato de plomo [Pb(OCN)2] con amoniaco [NH3] en medio acuoso. Tras calentar la disolución para prepararla para la cristalización se dio cuenta de que al enfriar aparecían unos cristales incoloros, que no pudo identificar en ese momento.

Más o menos al mismo tiempo, en 1824, un jovencísimo Justus von Liebig, comenzaba a crear en la Universidad de Giessen, puesto que había obtenido por recomendación de Alexander von Humboldt con 21 años, la que sería primera gran escuela química del mundo. Con todo Liebig seguía fascinado con su pasión de niño, los explosivos. Así, preparó y analizó el fulminato de plata [AgONC]. Aquí el inteligente lector se habrá dado cuenta de que aunque usamos los mismos elementos, C, N, O, que cuando hablábamos del cianato hace un momento lo llamamos ahora de forma diferente, fulminato, y los ordenamos también de distinta manera. Esto es llamativo ahora, y lo fue en su momento para Liebig y Wöhler, que había preparado el cianato de plata [AgOCN] como parte de sus investigaciones.

Wöhler y Liebig tuvieron una discusión monumental, muy correcta, pero monumental. Pero los dos eran muy inteligentes a la par que excelentes químicos, por lo que pronto llegaron a la conclusión de que, a pesar de las apariencias, fulminato [ONC–] y cianato [OCN–] de plata tienen la misma composición elemental. Aquella discusión fue el inicio de una larga colaboración y amistad. Tanto es así que, andando el tiempo, Liebig y Wöhler encontrarían juntos el isocianato [NCO–].

Liebig había estudiado en París con Joseph-Louis Gay-Lussac y mantenía a su maestro al corriente de sus hallazgos. Gay-Lussac meditó sobre el asunto y llegó a la única conclusión posible que dejó por escrito en un editorial de Annales de chimie et de physique. Si tanto el análisis de Wöhler como el de Liebig eran correctos entonces:

[…]sería necesario, con objeto de explicar sus diferencias [en propiedades], admitir una forma diferente de combinación entre sus elementos.

Hoy día podemos escribir fórmulas semidesarrolladas para entender a qué se refería Gay-Lussac. El cianato tiene una estructura de enlaces [-O-C≡N], mientras que el fulminato es [-C=N-O·] y el isocianato [-N=C=O]

Esta es la primera descripción de la isomería, un nombre creado años después por Berzelius para los compuestos con la misma composición química pero diferentes propiedades físicas. Para 1830 se habían descrito ya varios casos de isomería, incluido el de los ácidos racémico y tartárico, que tanta importancia tendrían poco después en el descubrimiento de la estereoquímica.

Wöhler, mientras tanto, seguía dándole vueltas a qué podrían ser esos cristales incoloros de su preparación de cianato de amonio. El concepto de isomería vino en su ayuda: el cianato [NH4(OCN)] reordenado no era otra cosa que urea [(NH2)2CO], que aparecía por isomerización. Como la química analítica instrumental simplemente no existía aún, las sustancias nuevas se caracterizaban por sus propiedades físicas y químicas; entre las propiedades físicas estaba la descripción del hábito cristalino.

Los cristales problemáticos los describió Wöhler como “prismas de cuatro lados en ángulo recto, bellamente cristalinos”. Un cristalógrafo reconoce rápidamente un intento de descripción de un cristal del sistema tetragonal. La urea cristaliza en el sistema tetragonal. Era 1828 y éste descubrimiento viene en los libros como el inicio de la química orgánica, puesto que, según dicen, era la primera vez que un compuesto orgánico (la urea está presente en la orina, entre otros lugares) era sintetizado en un laboratorio. Como Wöhler muy gráficamente le comunicaba a Berzelius:

[…]debo decirle que puedo fabricar urea sin necesitar tener riñones, o en cualquier caso, un animal, sea éste humano o perro

Sin embargo, la química orgánica tiene el mismo padre, Wöhler, pero una fecha de nacimiento y un hijo diferentes: Wöhler ya había obtenido en 1824 ácido oxálico durante sus experimentos con el cianógeno.

El polimorfismo de los cristales moleculares también fue documentado por primera vez por Wöhler y Liebig en 1832, en este caso en la benzamida. Cuando la disolución se dejaba enfriar, la benzamida cristaliza inicialmente en forma de agujas plateadas; tras un lapso de tiempo las agujas desaparecen para dar lugar a cristales ortorrómbicos. En los siguientes años aparecieron muchos más ejemplos y para 1897 Wilhelm Friedrich Ostwald ya podía dar reglas generales, entre ellas que, en general, no es la forma más estable sino el polimorfo menos estable el que cristaliza primero, esto es, la velocidad de cristalización viene determinada por la energía de activación y no por la energía reticular (la estabilidad).

Quizás convenga recordar que el polimorfismo de las sustancias orgánicas no es un asunto que esté resuelto en absoluto, de hecho es un tema de investigación candente. Los mecanismos no están bien explicados, en términos generales, satisfactoriamente. Sin ir más lejos la cristalización de la benzamida, descrita por Wöhler y Liebig, no obtuvo una descripción robusta de su mecanismo hasta 2007, 175 años después.

No nos podemos sustraer a la tentación de mencionar finalmente a uno de los más grandes genios científicos que han existido y uno de los más desconocidos fuera de su Rusia natal, Mijaíl Vasilíevich Lomonósov. Y es que Lomonósov predijo la isomería un siglo antes que Wöhler y Liebig hiciesen su descubrimiento. Efectivamente, en sus Elementos de química matemática (1741)escribía:

[…]diferentes moléculas deben resultar del mismo número de los mismos átomos, si éstos se combinasen de forma diferente; deberían formarse cuerpos que poseerían distintas propiedades aunque tuviesen la misma composición.

Esta afirmación se enmarca en la visión de la materia que Lomonósov había plenamente desarrollado para mediados del siglo XVIII, a saber, que la materia está formada por átomos, que se combinan para formar moléculas. ¡Lomonósov usa “átomo” y “molécula” en los sentidos actuales de los términos! Por otra parte la materia se conserva (enunció este principio medio siglo antes que Lavoisier) y el calor no es otra cosa que movimiento atómico. Lomonósov hizo otros muchos descubrimientos, pero sus ideas iban más de un siglo por delante de su tiempo y solía escribir en ruso, por lo que su trabajo pasó desapercibido y fue rápidamente olvidado, sólo para ser redescubierto a principios del siglo XX.

Referencias generales sobre historia de la cristalografía:

[1] Wikipedia (enlazada en el texto)

[2] Cristalografía – CSIC

[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 26 de diciembre de 2013

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

El artículo Cristalografía (9): Isomería y compuestos orgánicos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Cristalografía (6): El cura rompecristales

Los mosquitos son el invitado estrella del verano que nadie quiere tener en su mesa, o en su casa. Levantarse con picotazos por todo el cuerpo tras una noche con las ventanas abiertas, especialmente cuando a tus compañeros de habitación les han mostrado más misericordia, da mucha rabia y asegura una jornada de rascadas aquí y allá para sobrellevar los picores (spoiler: es mejor aguantar y no rascarse).

En algunos sitios, los mosquitos suponen un problema más grave que los picores. Sus picaduras son uno de los principales factores de transmisión de algunas enfermedades infecciosas como la malaria, el dengue o el zika. Pero un experimento reciente ha dado la vuelta a la situación y ha demostrado que también pueden convertirse en nuestros aliados para frenar y detener la expansión de estas enfermedades.

Ha sido en en Townsville, Australia, donde hace 28 meses, en agosto de 2014, comenzó un experimento en el que se liberaron unos 4 millones de mosquitos sobre unos 66 kilómetros cuadrados de la ciudad. No eran mosquitos cualquiera. Estos ejemplares de Aedes aegypti estaban infectados con una bacteria llamada Wolbachia, capaz de evitar que los insectos transmitiesen enfermedades víricas como el dengue o el zika.

Ha sido la primera vez que se ha puesto en marcha una estrategia de este tipo sobre una ciudad entera, y los resultados son prometedores. La Wolbachia se fue propagando rápidamente a los mosquitos de la ciudad. En algunos barrios, en un solo año el 100% de los mosquitos ya portaban esta bacteria.

Esto se hizo notar en la salud de sus ciudadanos. Townsville ha vivido brotes de dengue periódicamente desde 2011, pero en los 44 meses siguientes a la liberación de estos mosquitos infectados solo se han registrado 4 casos de dengue por infección local, en comparación con los 54 casos registrados en los meses anteriores. En esos 44 meses tras la suelta se han registrado un total de 51 casos importados de dengue. Los resultados se han publicado en la revista abierta Gates Open Research y están a la espera de pasar la revisión por pares.

Para afianzar los resultados se están llevando a cabo investigaciones parecidas en Yogyakarta, en Indonesia, una ciudad donde hay una incidencia de dengue mucho mayor. Allí se están manteniendo algunas zonas sin mosquitos infectados para que sirvan de grupos de control y descartar así que la reducción de casos se deba a otros motivos. Otros experimentos similares den Medellín, Colombia y en Río de Janeiro, en Brasil, servirán para evaluar si esta técnica puede ser eficaz en ciudades con una gran densidad de población.

“Anopheles gambiae”. Wikimedia Commons

En otros esfuerzos encaminados también a la erradicación de enfermedades infecciosas transmitidas por mosquitos, el enfoque está siendo más radical: un experimento publicado en 2015 trató de observar si era posible modificar genéticamente a los mosquitos responsables de esas transmisiones, en este caso Anopheles gambiae, para que transmitiesen a su descendencia una modificación genética capaz de provocar la infertilidad de los mosquitos hembra.

No era una tarea sencilla. Para ser estériles, las hembras debían heredar dos copias modificadas de un gen relacionado con la fertilidad, uno por cada cromosoma (en los machos, heredar esos mismos genes no parecía tener ningún efecto en la fertilidad). Normalmente la selección natural encontraría la forma de arrinconar y eliminar ese rasgo tan dañino para la especie: las hembras con dos copias modificadas no se reproducirían, mientras que las hembras fértiles sí que lo harían, transmitiendo a su descendencia las versiones sanas de esos genes.

En este caso, los investigadores buscaban asegurarse el cromosoma que la descendencia que heredase un gen modificado se alterase automáticamente para que el resultado final fuesen dos mutaciones, y así la infertilidad pudiese expandirse rápidamente entre la población de mosquitos.

Aunque este enfoque parecía más radical y aunque complejo, más eficaz en el caso de conseguirse, hay otro factor a tener en cuenta: los efectos colaterales en un ecosistema de la desaparición de una especie, que pueden repercutir en las demás especies con las que conviven y terminar trastocando el equilibrio ecológico de igual manera que lo hace la introducción de una especie invasora.

Referencias:

A CRISPR-Cas9 gene drive system targeting female reproduction in the malaria mosquito vector Anopheles gambiae – Nature Biotechnology

Scaled deployment of Wolbachia to protect the community from Aedes transmitted arboviruses – Gates Open Research

Sobre la autora: Rocío Pérez Benavente (@galatea128) es periodista

El artículo Si no puedes con tu enemigo, modíficalo para que te ayude en la lucha contra enfermedades infecciosas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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