Agrégateur de flux

Irati Diez Virto

Teknologia

Metabertsoa etorkizuneko teknologiatzat jo dute dagoeneko. Gaur egun, metabertso batzuetara errealitate areagotuko betaurrekoen bidez sartzen da, eta harreman sozialetatik harago doaz erabilgarritasunak. Batzuen ustetan, metabertsoa baliagarria izango da ikerketa arlo askotarako; osasungintzarako, hezkuntzarako eta industriarako, esate baterako. Alabaina, eztabaida dago oraindik gai askoren inguruan. Gisa horretako teknologiek sedentarismoa areagotu dezaketela diote batzuk, baina era berean, mugimendua eragiten duten jokoak baliagarriak izan daitezke ariketa fisikoa hauspotzeko. Azalpen guztiak Berrian: Nola bizi bizitzatik kanpo.

Genetika

Ainara Castellanos-Rubio Ikerbasque ikertzaileak informazio genetikoa gordetzen duten molekulen eboluzioaz jardun du Berrian. DNA eta RNA orain dela gutxi gorabehera lau bilioi urte agertu ziren Lurrean. Alabaina, molekula horien funtzioak eta konposaketa nahiko argi baldin baditugu ere, oraindik ez dakigu nola sortu ziren. Hainbat teoria argitaratu dira gai honen inguruan, eta horietako bat Teoria estralurtarra da. Honen harira, Japoniako ikerketa talde batek joan den hilabetean argitaratutako artikulu batean azaldu du DNAren eta RNAren letra horiek topatu dituztela espaziotik eratorritako meteorito batzuetan. Eta ondorioztatu dute bizi-konposatu horiek espazioan sortu zirela.

Ikertzaile talde batek analisi genetiko eta morfologikoak egin ditu tomate barietate ugaritan, tomatearen etxekotzearen historia berreraikitzen saiatzeko. Zehazki, Europan landu izan diren 1254 tomate barietate ikertu dituzte. Azaldu dutenez, tomatea Mexikon etxekotu zen, eta ondoren, Peruko eta Ekuadorrera zabaldu zen belar txar gisa. Europarrak Amerika kolonizatzean, kontinente zaharrera esportatu zen tomatea, baina jatorrizko lurraldean zeuden barietateen lagin bat baino ez. Horrek, noski, ezinbestean aniztasun genetikoaren galera ekarri zuen. Beraz, gaur egun kontsumitzen ditugun tomateen artean aniztasun handia egon arren, azterketak erakutsi du oso oinarri genetiko urrian abiatu zirela. Azalpenak Zientzia Kaieran: Tomateen oparotasunaren abiapuntua: oasi genetikoak.

Astronomia

Esne Bidearen erdian dagoen zulo beltzaren lehen irudia aurkeztu dute. Lau milioi Eguzkiren parekoa da, eta 44 milioi kilometroko diametroa du. Gugandik 27.000 argi-urtera dago zulo beltz supermasibo hau, galaxiaren erdian, baina orain arte ez dute zuzeneko ebidentzarik izan. Zortzi irrati-teleskopioz osatutako sare bat erabili dute irudia eskuratzeko, eta haiek hartzen dituzten irudiak teleskopio birtual batean biltzen dira. Izatez, zulo beltza ez da ikusten, honen inguruan orbitatzen duen gasa baizik. Albiste honen inguruko informazio gehiago aurki daiteke Elhuyar aldizkarian eta Berrian.

Naiara Barrado eta Itziar Garate asteroideen talkak suposatzen duten mehatxuaz jardun dira Zientzia Kaieran.  Asteroideak eta kometak oro har, asteroide-gerrikoan eta Kuiperren gerrikoan daude, Marte eta Jupiter artean dagoen disko zirkunestelarrean. Objektu horietako batzuk hurbiletik aztertu ahal izan dira zenbait misio espazialei esker: Eros, Itokawa, Toutatis edo Ryugu, besta batzuen artean. Asteroide hauetako batzuk, alabaina, noizbait asko gerturatu dira lurrera, eta batzuk talka ere egin dute. Arrisku honen aurrean Lurra babesteko, defentsa planetarioa dugu. Hau da, planetara hurbiltzen diren objektu denak ikuskatu eta sailkatzen dituen programa bat, haien arriskuak balioesteko eta lurra defendatzeko.

Geologia

Lehen aldiz, ur likidozko sistema erraldoi bat kartografiatu dute Antartikako izozpean. Columbia Unibertsitateko ikertzaileek egin dute aurkikuntza, eta klima-aldaketaren ikerketarako oso baliagarria dela azpimarratu dute. Izan ere, glaziarren portaera ulertzeko funtsezkoak dira ur-sistema hauek. Taldeak irudigintza magnetotelurikoa izeneko teknika erabili du neurketak egiteko. Teknika horrek atmosferako energia elektromagnetikoa lurrean nola barneratzen den neurtzen du, eta horrela, elementuen araberako mapak sor daitezke. Hala ere, ikertzaileek argi utzi dute izotz-gainazala urtuko balitz, ur-fluxuaren norabidea aldatuko litzatekeela, eta oraindik ezezagunak diren ondorioak ekarriko lituzke honek. Azalpenak Elhuyar aldizkarian.

Tonga irlako Hunga sumendia urtarrilaren 15ean erupzioan sartu zen. Orain, sumendi horrek Lurrean eta espazioan eragindako ezohiko fenomenoak aztertu dituzte. Ikusi ahal izan dutenez, erregistro geofisiko modernoan dokumentatutako leherketarik handiena eragin zuen atmosferan, eta sumendiaren eragina inoiz erregistratutako distantziarik handienera iritsi zen. Honetaz gain, erupzioak sortutako infrasoinu indartsua (0,01-20 Hz-koa) mundu osoan zabaldu zen eta Lamb uhinek hainbat bira eman zizkioten Lurrari. Azken uhin hauek ozeanoen eta itsasoen azalean zehar mugitzen direnez, tsunami sakabanatuak sortu zituzten.

Ingurumena

Zientzialariek diote egungo urtaroak ez direla lehengoak bezalakoak. Izan ere, gaurko neguak laburragoak dira eta udaberriak goizago etortzen zaizkigu. AEMET agentziak urtaroen jarraipena egiten du eta urtero bi txosten fenologiko plazaratzen ditu bildutako datuekin. Bada, 2021eko azken txostenaren arabera, abenduan Kantauriko isurialdean tenperaturak nabarmen igo ziren. Honetaz gain, izotza eta antzigarraren gabezia eman zen, eta, horren ondorioz, hurritzak, haltzak eta belar-espezie ugari goiz loratu ziren. Gai berari jarraiki, martxoan plazaratutako ikerketa baten emaitzek erakutsi dute sikateak udaberri goiztiarren eragileetako bat direla. Datuak Zientzia Kaieran: Udaberria ez da jada aspaldi zena.

Osasuna

Zientzia Kaieran irakur daitekeenez, fruktosaren kontsumoak osasun arazoak eragin ditzake. 2 motako diabetesa tratatzeko erreminta terapeutiko bat da sakarosa edo mahaiko azukrea fruktosagatik ordezkatzea. Izan ere, azken horren xurgapen eta metabolismorako ez baita intsulinarik behar, eta ondorioz, ez du odoleko glukosa-mailen aldaketarik eragiten. Alabaina, ikusi da fruktosaren kontsumoaren handipen hori gaixotasun metaboliko ezberdinen handipenarekin batera eman daitekeela. Fruktosa gehiegi edo kronikoki kontsumitzeak intsulinarekiko erresistentziaren garapena eragin dezake. Gainera, erraietako gantz-ehunaren gehiegizko metaketa ere eragin dezake, eta gaixotasun kardiobaskularrak pairatzeko arriskua handitu daiteke.

Aste honetan, Zientzia Kaierako Zientzialari atalean Igor Horrillo UPV/EHUko neuropsikofarmakologiako ikertzaileari egin diote elkarrizketa. Gaixotasun neuropsikiatrikoen inguruan jardun dute, hori baita Horrilloren ikerketa-esparrua. Azaldu duenez, gaixotasun neuropsikiatrikoak eta hauen eragina gero eta ohikoagoak dira gizartean. Alabaina, prebalentzia handia badute ere, gaixotasun hauen oinarri neurobiologikoak ezezagunak dira gaur egun. Gaitz hauetako bat da, adibidez, estresa. Gaixotasun mota honen eta honen tratamenduen inguruko erronkak ezagutzeko, eskuragarri dago elkarrizketa Zientzia Kaieran.

Neurologia

Ikerketa berri batek erakutsi duenez, likido zerebroespinal gazteak sagu zaharren memoria hobetzen du. Ikusi dutenez, neuronak isolatzen dituen mielinazko estalkiaren ekoizpena handitzen da likido horri esker, eta honek memoria hobetzea eragiten du. Oinarri biologikoa ulertzeko, RNA-sekuentziazio bidez, aztertu zuten gene-adierazpena nola aldatu zen sagu zahar horien hipokanpoan. Emaitzen arabera, gazteen likidoa jaso zuten saguetan, oligodendrozitoetan adierazi ohi diren geneak gehiago adierazi ziren. Oligodendrozitoek mielina ekoizten dute. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

 

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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¿Estamos realmente diseñados para conectar con los demás? Si es así, ¿por qué siguen existiendo los psicópatas? ¿Se pueden tratar trastornos delirantes como la paranoia desde el punto de vista de la evolución? O ¿cómo ha cambiado la atracción sexual desde la época de nuestros ‘abuelos’ homínidos hasta ahora?

A estas y otras cuestiones relativas a la evolución del comportamiento humano se trató de dar respuesta durante la IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias, evento organizado por la Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU y la Red de Salud Mental de Bizkaia, que tuvo lugar los días 28 y 29 de abril en el Bizkaia Aretoa – UPV/EHU de Bilbao.

Desde que en 2017 un grupo de psiquiatras de la Red de Salud Mental de Bizkaia organizara la primera edición de esta jornada, la cita se ha convertido en un punto de encuentro para profesionales de distintos ámbitos científicos como la psiquiatría, la psicología, la biología o la filosofía con un interés común: la conducta humana desde una perspectiva evolucionista y su divulgación científica en un formato accesible y ameno para todos los públicos, a la par que riguroso y actualizado.

Una cosa es la atracción sexual y otra el deseo sexual. Esta distinción es fundamental, tal y como explica Laura Morán, psicóloga y sexóloga.



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

El artículo IV Jornada Nacional de Evolución y Neurociencias: Laura Morán – Evolución de la atracción sexual se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Terapia genikoa bezalako tratamendu sofistikatuak krema bat bezain sinplea izan daiteke. Healing from the skin: the first topical gene therapy is out Rosa García-Verdugorena.

Imajinatu estralurtar inteligenteak badirela dakizula, Lurra non dagoen esango al zenieke? Zenbaitek uste dute hobe dela ezetz. Blasting out Earth’s location, Chris Impey.

Dispositibo iraultzaileen klabea materialen kiralitateari probetxu ateratzea izan daiteke. DIPCren Chirality and the next revolution in quantum devices

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

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Tras excitar ópticamente el hidrógeno en su interior, la luz incidente cambia de frecuencia (color) al atravesar la fibra óptica antirresonante. Fuente: UPV/EHU

Actualmente, estamos viviendo una segunda revolución cuántica en la que la mecánica cuántica está pasando de ser una fuente de paradojas a una herramienta del mundo real. Ejemplo de ello son las tecnologías basadas en la manipulación de la luz, tecnologías que son capaces de abordar los retos que existen actualmente en las comunicaciones, hasta ahora insuperables con las tecnologías convencionales. Este es el caso de la conversión de frecuencias y el transporte a larga distancia de fotones individuales y pares de fotones entrelazados.

Las fibras ópticas son como tuberías para la luz. Una investigación liderada por David Novoa, investigador Ikerbasque en la Escuela de Ingeniería de Bilbao de la UPV/EHU, ha desarrollado un nuevo tipo de fibra óptica micro-estructurada que, a diferencia de las fibras convencionales como las que llevan internet a nuestras casas, guía la luz en un canal hueco con una atenuación extremadamente baja. Lo que hace únicas a estas nuevas fibras es que sus propiedades ópticas son reconfigurables cuando se llenan de gases a distintas presiones. Esto las convierte en unas plataformas muy versátiles, capaces de operar en un rango espectral sin precedentes, desde el ultravioleta hasta el infrarrojo.

En este trabajo los investigadores han llenado la fibra con hidrógeno, la molécula más ligera de la naturaleza y, por tanto, la que posee una frecuencia fundamental de vibración más alta. Por medio del conocido como efecto Raman estimulado, se pueden excitar ópticamente las moléculas del núcleo gaseoso de la fibra de manera que oscilen sincronizadas de forma muy precisa. En palabras de David Novoa, “es en esta coreografía molecular donde reside la belleza de nuestro sistema: Las fuentes de luz cuánticas (los fotones) son capaces, bajo determinadas circunstancias, de extraer la energía vibracional de esas moléculas oscilantes para aumentar su propia energía y así cambiar de frecuencia (color)”.

Sistemas complejos como, por ejemplo, las redes cuánticas, están compuestos por diferentes subsistemas cuya frecuencia óptima de operación no suele coincidir. Es por ello que una técnica capaz de conseguir la conversión de frecuencias ópticas a nivel cuántico en un amplio espectro sin afectar las propiedades de las fuentes de luz originales sería extremadamente útil. Estos resultados muestran precisamente la mejora de un proceso crítico en las tecnologías cuánticas relacionadas con la luz, como es la conversión cuántica de frecuencias.

Referencia:

R. Tyumenev, J. Hammer, N. Y. Joly, P. St.J. Russell and D. Novoa (2022) Tunable and state-preserving frequency conversion of single photons in hydrogen Science, doi: 10.1126/science.abn1434

Para saber más:

Una fibra óptica de plástico actúa como concentrador solar luminiscence

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

El artículo Conversión de frecuencias de fotones individuales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Gaixotasun neuropsikiatrikoak eta hauen eragina gero eta ohikoagoak dira gure gizartean. Azken bi urteotan datuek gora egin dute, baina adituek ez dakite nola edo zergatik sortzen diren gaixotasun hauek, hots, gaixotasun hauen oinarri neurobiologikoak ezezagunak dira. Hori dela eta, gaur egun gaixotasun hauei aurre egiteko tratamenduen eraginkortasuna mugatua da.

Estresa, adibidez,  gizarteak pairatzen duen kanpo faktore garrantzitsuenetako bat da, eta depresioarekin eta gaixotasun honen garapenarekin lotura zuzena daukala frogatu da.  Gaitz hau pairatzen duen gaixo batek gorputzeko atal zehatz bat (ardatz hipotalamiko hipofisario adrenala) martxan jartzen du.  Horren eraginez, gorputzak kortisola izeneko hormona askatzen du eta nerbio-sistema sinpatikoa abiarazten du. Depresioa sufritzen duten pertsonek ez dute ardatz honen kontrola izaten eta ondorioz, gaixo horien gorputzek kortisola gehiegi askatzen dute. Horrek, baina, garunaren ongi izatean eragin kaltegarria izango luke. 

Gaixotasun neuropisikiatrikoen eta hauen tratamenduen inguruko erronkak ezagutzeko, UPV/EHUko Neuropsikofarmakologia ikerketa-taldeko Igor Horrillo ikertzailearekin bildu gara.

“Zientzialari” izeneko atal honen bitartez zientziaren oinarrizko kontzeptuak azaldu nahi ditugu euskal ikertzaileen laguntzarekin.

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Seguro que en algunas películas y en noticias de índole geológica y climatológica habéis oído o leído que los científicos están estudiando núcleos de hielo, sedimento o roca y os ha entrado la curiosidad sobre qué son esas cosas. En primer lugar, aquí no se llaman núcleos. Este término resulta de una traducción literal de la palabra inglesa “core” que, efectivamente, significa núcleo. Pero, en castellano, a estas herramientas geológicas las denominamos testigos de sondeo.

Extracción de testigos de sondeo de hielo en la Antártida. Imagen: NASA.

Un sondeo es un método de perforación del terreno, es decir, consiste en hacer un agujero en el suelo, ya sea sobre tierra firme, en el hielo o en el fondo del mar, con un tubo de metal o plástico para poder reconocer lo que se encuentra en profundidad. Y se denomina testigo al cilindro de material (hielo, sedimento o roca) que se puede extraer cuando se hace el sondeo y que quedaría encapsulado dentro del tubo.

Los métodos de perforación pueden agruparse en tres tipos. Por un lado, encontramos los sondeos mecánicos por percusión, que consisten en atravesar el terreno o bien dejando caer el tubo de sondeo desde una altura considerable y aprovechar así la fuerza de la gravedad, o bien hincándolo a base de golpes repetitivos hasta conseguir enterrarlo. Por otro lado, tenemos los sondeos de rotación, que consisten en acoplar al tubo de sondeo una cabeza, llamada corona, que tiene un filo cortante de carburo de diamante o de wolframio y es capaz de girar a gran velocidad gracias a un motor externo, por lo que, haciendo un pequeño símil, atraviesa el terreno a dentelladas. Finalmente, el tercer tipo sería una mezcla de los dos anteriores, es decir, existen sondeadoras que, a la vez que van enterrando el tubo por presión, tienen incorporada una corona dentada que va girando rompiendo el terreno.

Los testigos de sondeo tienen un valor científico extraordinario. En su interior, contienen un registro de la evolución geológica de una zona durante los últimos cientos, miles e, incluso, millones de años. Zonas que están enterradas bajos nuestros pies y a las que no podríamos acceder de otra manera más que haciendo estas perforaciones, tales como los mantos y casquetes de hielo o el fondo oceánico.

Testificadora de sondeos por percusión y detalle del tubo de sondeo a bordo del Buque Oceanográfico Pourquois Pas? del instituto Francés de Investigación para la Exploración Marina (IFREMER). Foto: Blanca María Martínez

En la Antártida o Groenlandia encontramos enormes espesores de hielo que se han formado por la acumulación de agua congelada durante cientos de miles de años. Si nos fijamos más en detalle, estas masas están formadas por la superposición de finas capas de hielo, dispuestas una encima de las otras, donde cada una representa la precipitación producida en un año. Además, cada capa de hielo corresponde con una mini cápsula del tiempo en la que han quedado preservadas las características de la atmósfera en ese momento. Así, al estudiar los testigos de sondeo de hielo extraídos en la Antártida y Groenlandia se han podido reconstruir las variaciones temporales de gases como el dióxido de carbono (CO2) o el metano (CH4) y de la temperatura atmosférica durante los últimos 800.000 años con una precisión anual.

Obtención de testigos de sondeo por percusión en una laguna de Bardenas Reales de Navarra. Foto: Blanca María Martínez

Estos estudios climáticos de hielo se complementan con los registros marinos. En las zonas oceánicas más profundas se acumulan capas de sedimentos finos (limos y arcillas) que apenas sufren alteraciones por las corrientes marinas de fondo. Así que, de manera similar a las capas de hielo, estas capas de sedimento irían recogiendo la historia oceánica de los últimos cientos de miles de años de manera continua. Sin embargo, no tienen una precisión temporal tan grande como el hielo, el registro sedimentario aporta una periodicidad decadal, rara vez anual.

La obtención de testigos de sondeo de sedimento marino no es tan sencilla como la de los testigos de sondeo de hielo. En este caso, los equipos de testificación deben ir a bordo de buques oceanográficos, que son auténticos laboratorios científicos flotantes, y, para llegar a tocar el fondo marino, hay que librar los cientos y miles de metros de espesor que tiene la columna de agua. Una vez hecho esto, la sondeadora debe perforar el fondo marino y hay que conseguir que el testigo de sondeo vuelva al buque sin perderlo por el camino. Pero estas operaciones tan complicadas, merecen la pena. El estudio minucioso del sedimento obtenido en los testigos de sondeo marinos nos aporta información sobre la variación temporal de parámetros como la temperatura, salinidad o pH de las masas de agua y nos permite conocer cambios en la circulación de las corrientes oceánicas durante los últimos cientos de miles de años.

Muestreo del sedimento de un testigo de sondeo para su estudio geológico.  Foto: Blanca María Martínez

La combinación de los estudios climáticos de los testigos de sondeo de hielo y de sedimento marino, han sido básicos para conocer como ha cambiado el clima, de manera detallada, en los últimos milenios. Estos registros nos dan una idea global de la variabilidad climática de nuestro planeta, sirviendo como base de comparación de cualquier estudio paleoambiental actual realizado en cualquier ambiente, ya sea continental o marino, como, por ejemplo, los estudios de testigos de sondeo de sedimentos de lagos y estuarios. Esta comparativa con los registros globales permite identificar, con mucho detalle, eventos climáticos o condiciones ambientales locales, que sólo afectaron a zonas geográficas restringidas y que no tuvieron una influencia climática a nivel mundial.

Sin estos testigos del pasado, o chivatos del pasado, como los queramos llamar, sería imposible poder conocer cómo ha cambiado el clima en los últimos milenios, lo cual es clave para poder aventurar cómo cambiará en el futuro más próximo para poder adelantarnos y adaptarnos a lo que está por llegar.

Para saber más:

Los volcanes submarinos de Bizkaia y Gipuzkoa
Un estudio paleoceanográfico apunta a que los ciclos naturales de cambio climático están siendo alterados
Geología, Antropoceno y cambio climático

 

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

El artículo Testigos del pasado se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte, María Puy Portillo

Nahiz eta azken urteetan obesitatearen tratamendu posibleen inguruan asko ikertu eta aurreratu den, oraindik ere lehen mailako osasun-arazoa da mendebaldeko gizartean. Izan ere, obesitatearen prebalentziak etengabe jarraitzen du handitzen eta ondorioz, mundu-mailan heriotza goiztiarren eragile nagusienetakotzat jotzen da.

Jakina izan arren obesitatea faktore anitzeko gaixotasun metaboliko kronikoa dela, haren garapenean eragin handiena duten faktoreak elikatze-ohitura desegokiak eta bizimodu sedentario bat eramatea dira. Obesitateak duen beste ezaugarria da, berarekin lotzen diren osasun-arazoak pairatzeko arriskua handitzen duela. Gaixotasun horien artean 2 motako diabetesa nabarmentzen da, zeina nagusiki obesitatea duten pertsonetan ematen den diabetes mota baita. Beraz, 2 motako diabetesa duten gaixoen gehiengoak obesitatea ere pairatzen duenez, ohikoena izaten da tratamendu berdina preskribatzea bi gaixotasunentzat, kaloria-murrizketan oinarritutako dieten erabilpena delarik nagusiki aukeratzen dena.

1. irudia: azukre asko daude: laktosa (esnekoa), fruktosa (fruituetakoa eta eztikoa), maltosa (garagardokoa),… Karbohidratoak dira guztiak, baina desberdin metabolizatzen ditugu batzuk eta besteak. (Argazkia: erabilera publiko argazkia. Iturria: pixabay.com)

Zoritxarrez, mota horretako tratamenduek arrakasta urria izaten dute, eta ondorioz, beharrezkoak izaten dira 2 motako diabetesa tratatzeko bestelako erreminta terapeutikoak. Horien artean sakarosa (edo mahaiko azukrea) fruktosagatik ordezkatzea izan da aspalditik erabilitako neurri bat, azken horren xurgapen eta metabolismorako ez baita intsulinarik behar, eta ondorioz, ez du odoleko glukosa-mailen aldaketarik eragiten. Ezaugarri horrek fruktosa sakarosa baino osasuntsuagoa ote den ustea zabaltzea eragin du, zeinak, halaber, fruktosaren kontsumoaren handipena eragin baitu. Zoritxarrez, fruktosaren kontsumoaren handipen hori gaixotasun metaboliko ezberdinen handipenarekin batera eman dela ikusi da, eta ondorioz egun arreta fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak eragin ditzakeen osasun-asalduretara bideratu da.

Gibel gantzatsu ez-alkoholikoa da fruktosaren gehiegizko kontsumoarekin edota kontsumo kronikoarekin lotu den osasun-arazoetako bat. Izan ere, behin hestean xurgatu ondoren, odoleko fruktosaren gehiengoa gibelera sartzen da bertan metabolizatua izateko. Organo horretara heltzen den fruktosa kantitatea handiegia denean, lipidoen sintesia aktibatu eta oxidazioa inhibituko dira, baita oxidazio estresa eta hesteko mikrobiotaren asaldurak sortu ere. Prozesu horiek gibeleko gantz-metaketa eta hantura eragingo dituzte, organo horren funtzionamendu egokia asaldatuz.

Paradoxikoki, ikusi da fruktosa gehiegi edo kronikoki kontsumitzeak intsulinarekiko erresistentziaren garapena eragin dezakeela, zeina 2 motako diabetesaren aurreko urratsa baita. Kasu horretan ikerlan ezberdinek erakutsi dute fruktosak pankreako intsulina jarioa handitzen duela eta hiperintsulinemia sortu. Egoera hori denboran luzatzen denean, intsulina hartzaileen jarduera-murrizketa eragingo da, eta ondorioz intsulinak ez du bere funtzioa egokiro beteko. Bestalde, aurrez aipatu den fruktosak eragindako gibelaren hanturak ere eragina izango du intsulinarekiko erresistentziaren garapenean, glukosaren xurgapenaren murrizketa eragingo baitu.

Aurrekoez gain, fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak erraietako gantz-ehunaren gehiegizko metaketa ere eragin dezake. Hori gertatzen denean, gantz-ehun horrek bitartekari hantura-eragileak jariatuko ditu odolera, baita gantz azido askeak ere, kalteak sortuz egun eta organo ezberdinetan. Era berean, fruktosaren kontsumo desegokiak odoleko lipido-mailen asaldurak ere sortu ditzake, horien artean nabarmentzen direlarik triglizerido eta LDL kolesterolaren maila igoerak, baita HDL kolesterolaren maila murrizketak ere. Horiek horrela, fruktosaren gehiegizko kontsumoak gaixotasun kardiobaskularrak pairatzeko arriskuaren handipena eragingo lukete.

Egun ezagutzen diren datuetan oinarrituz, esan liteke fruktosaren kontsumoa gomendagarria ez izateaz gain, zenbait osasun-arazo garatzeko arrisku-faktorea ere badela. Kontuan izanik fruktosatan aberatsak diren elikagaietako asko (zukuak eta freskagarriak, esaterako) haur eta nerabeek kontsumitzen dituztela, arreta berezia jarri beharko litzateke azukre horrek adin-talde horretan sor ditzakeen efektuetan. Ondorioz, “osasungarriagoak” diren gozagarrietan ikertzen jarraitzea eta elikagaietako fruktosa edukia mugatzen duten lege/arauak garatzea beharrezkotzat jotzen da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 41
• Artikuluaren izena: Fruktosaren kontsumoak eragin ditzakeen osasun arazoak: konponbidea arazo bihurtzen denean.
• Laburpena: Obesitatea lehen mailako osasun-arazotzat hartzen da, epidemia baten tamaina hartuz eta mundu-mailan heriotza goiztiarren eragile nagusietakoa bihurtuz. Gaixotasun metaboliko kroniko honen ezaugarri nagusietako bat berarekin lotzen diren osasun-arazoak dira, eta horien artean 2 motako diabetesa nabarmentzen da. Obesitatearen kasuan bezala, diabetesaren tratamendurako ere murrizketa kalorikoan oinarritutako dietak erabili ohi dira. Hala ere, tratamendu mota horrek arrakasta baxua lortu ohi duenez, bestelako esku-hartzeak ere beharrezkoak dira, eta horien artean sakarosa fruktosarekin ordezkatzea sarritan preskribatzen da paziente horientzat. Izan ere, glukosarekin ez bezala, fruktosaren metabolismorako ez da intsulinarik behar, eta ondorioz, ez da odoleko glukosa-mailen handipenik gertatzen. Hala ere, azken urteetan izan den fruktosaren kontsumoaren handipena gaixotasun metaboliko ezberdinen prebalentziaren handipenarekin batera gertatu denez, arreta handia jarri zaio fruktosari, konponbidea izan beharrean arazoa izan daitekeela uste delako. Esaterako, ikusi da fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak gibel gantzatsu ez-alkoholikoa (GGEA) sortzen duela, de novo lipogenesia aktibatuz, gibeleko gantz-azidoen (GA) oxidazioa murriztuz eta hesteko mikrobiotaren konposizioa aldatu eta iragazkortasuna handituz, besteak beste. Horretaz gain, paradoxikoki fruktosaren gehiegizko kontsumoa intsulinaren erresistentziarekin (IR) ere lotu da. Kasu horretan, pankreako intsulina-jario handiagotua eta gibeleko IR deskribatu dira mekanismo eragile nagusitzat. Azkenik, fruktosaren gehiegizko kontsumoak edo kontsumo kronikoak erraietako gantz-ehunaren (EGE) gehiegizko metaketa eta dislipemiak ere eragin ditzakeela deskribatu da ikerlan ezberdinetan. Horiek horrela, nahiz eta hasiera batean fruktosaren kontsumoa osasungarritzat eta zenbait osasun-asalduraren «konponbidetzat» jo, argi geratzen da haren kontsumo desegokiak zenbait arrisku ere badituela. Ondorioz, beharrezkotzat jotzen da administrazioaren esku-hartzea fruktosaren kontsumoa murrizten edota erregulatzen lagunduko duten arauen garapenerako.
• Egileak: Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte, María Puy Portillo
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 109-126
• DOI: doi.org/10.1387/ekaia.22707

Egileez:

Iñaki Milton-Laskibar, Irene Besné, Helen Carr-Ugarte eta María Puy Portillo UPV/EHUko Farmazia eta Elikagaien Saileko, Bioaraba Osasun Ikerketa zentroko eta CIBERobn zentroko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

The post Fruktosaren kontsumoak eragin ditzakeen osasun arazoak appeared first on Zientzia Kaiera.

La conocida como identidad de Proizvolov fue propuesta por el matemático Vyacheslav Proizvolov en forma de problema en las Olimpiadas Matemáticas Soviéticas de 1985:

Consideremos el conjunto de los primeros 2N enteros positivos,

CN = {1, 2, 3, …, 2N − 1, 2N},

y una partición de él en dos subconjuntos de N elementos cada uno de ellos:

AN = {a1, a2, …, aN-1, aN} y BN = {b1, b2, …, bN-1, bN}.

Ordenemos los elementos de ambos conjuntos de la siguiente manera:

Se pide probar que la siguiente suma de valores absolutos

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN|

es igual a N2.

Un ejemplo

Para entender mejor el enunciado, vamos a ver un ejemplo. Si N = 10, tenemos el conjunto de los veinte primeros números naturales

C10 = {1, 2, 3, …, 19, 20}.

Elegimos las particiones (hemos ordenado los números de la primera partición de manera creciente y los de la segunda de manera decreciente):

A10 = {1, 3, 4, 7, 8, 9, 10, 18, 19, 20}, y

B10 = {17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 6, 5, 2},

Es decir, a1 = 1, a2 = 3, a3 = 4, …, a9 = 19, a10 = 20, b1 = 17, b2 = 16, b3 = 15, …, b9 = 5 y b10 = 2.

Entonces,

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |a9 – b9| + |a10 – b10| =

|1 – 17| + |3 – 16| + |4 – 15| + |7 – 14| + |8 – 13| + |9 – 12| + |10 – 11| + |18 – 6| + |19 – 5| + |20 – 2| =

16 + 13 + 11 + 7 + 5 + 3 + 1 + 12 + 14 + 18 = 100 = 102.

Una demostración sencilla de la identidad de Proizvolov

Observemos en primer lugar que |a – b| = máx{a,b} – mín{a,b}. En efecto, si a > b, es |a – b| = a – b = máx{a, b} – mín{a, b}, y si a

En segundo lugar, para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, se verifica que uno de los números del par {ai, bi} está en el conjunto A = {1, 2…, N − 1, N} y el otro en el conjunto B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N}.

En efecto, si esta propiedad no fuera cierta, supongamos, por ejemplo, que los números ai y bi pertenecen ambos al conjunto A. Es decir, ai i N que pertenecen a A (ya que a1 2 i N también en A) y al menos N − i + 1 elementos del conjunto BN que pertenecen a A (ya que N + 1> bi > bi+1 > … > bN-1 > bN y podría haber algún otro elemento de BN también en A). Es decir, en el conjunto A habría al menos i + (N – i + 1) = N + 1 elementos de CN. Pero eso es imposible, porque A solo posee N elementos. Un argumento similar prueba que tampoco puede suceder que ai y bi pertenezcan ambos al conjunto B.

Es decir, efectivamente, para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, se verifica que uno de los números del par {ai, bi} está en el conjunto A = {1, 2…, N − 1, N} y el otro en el conjunto B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N}. De aquí se deduce que para cada i en {1, 2…, N − 1, N}, es mín{ai, bi} i, bi} > N. Es decir, de otra manera,

A = {1, 2…, N − 1, N} = {mín{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}, y

B = {N + 1, N + 2, …, 2N − 1, 2N} = {máx{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}.

Por lo tanto,

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN| =

(máx{a1, b1} – mín{a1, b1}) + (máx{a2, b2} – mín{a2, b2}) + … + (máx{aN-1, bN-1} – mín{aN-1, bN-1}) + (máx{aN, bN} – mín{aN, bN}) =

(máx{a1, b1} + máx{a2, b2} + … + máx{aN-1, bN-1} + máx{aN, bN}) – (mín{a1, b1} + mín {a2, b2} + … + mín{aN-1, bN-1} + mín{aN, bN}) =

((N + 1) + (N + 2) + … + (2N – 1) + 2N) – (1 + 2 + … + (N – 1) + N) =

((N + 1) – 1) + ((N + 2) – 2) + … + ((2N – 1) – (N – 1)) + (2N – N) =

N + N + … + N = N2. QED

Una generalización de la identidad de Proizvolov

Grégoire Nicollier propuso en 2015 la siguiente generalización de la identidad de Proizvolov:

Consideremos un conjunto de números reales,

CN = {c1, c2, …, c2N-1, cN},

y una partición de él en dos subconjuntos de N elementos cada uno de ellos:

AN = {a1, a2, …, aN-1, aN} y BN = {b1, b2, …, bN-1, bN}.

Ordenemos los elementos de estos conjuntos de la siguiente manera:

Entonces, la suma

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN|

es independiente de las particiones elegidas AN y BN.

Para probar esta propiedad, basta con observar, con un argumento similar al realizado antes, que para cualquier par {ai, bi}, uno de los elementos es menor que cN + 1 y el otro es mayor que cN. Entonces,

{c1, c2, …, cN-1, cN} = {mín{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}, y

{cN+1, cN+2, …, c2N-1, c2N} = {máx{ai, bi}: i en {1, 2…, N − 1, N}}.

Y por lo tanto:

|a1 – b1| + |a2 – b2| + … + |aN-1 – bN-1| + |aN – bN| =

(máx{a1, b1} – mín{a1, b1}) + (máx{a2, b2} – mín{a2, b2}) + … + (máx{aN-1, bN-1} – mín{aN-1, bN-1}) + (máx{aN, bN} – mín{aN, bN}) =

(máx{a1, b1} + máx{a2, b2} + … + máx{aN-1, bN-1} + máx{aN, bN}) – (mín{a1, b1} + mín {a2, b2} + … + mín{aN-1, bN-1} + mín{aN, bN}) =

(c2N + c2N-1 + … + cN+2 + cN+1) – (c1 + c2 + … + cN-1 + cN),

que es la misma cantidad para cualquier partición elegida. QED

Además, Grégoire comentaba en el artículo que esta propiedad sigue siendo cierta aunque los números del conjunto C no sean todos diferentes.

¡Curiosas propiedades!

Referencias

• Proizvolov’s Identity, Futility Closet, 21 agosto 2014

• Proizvolov’s Identity, Cut the Knot

• Grégoire Nicollier, A generalisation of Proizvolov’s identity, The Mathematical Gazette 99 (546) (2015): 525-526

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 La curiosa identidad de Proizvolov se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Gaur egun kontsumitzen ditugun tomateen artean aniztasun handia egon arren, azterketek erakutsi dute oso oinarri genetiko urrian abiatu zirela barietate horiek. Zorionez, nekazariak oso adi egon ziren mutazioei.

Fruta dendan edo supermerkatuan sartzen zaren hurrengoan, arren, erakutsi ezazu errespetu pixka bat: benetako heroien aurrean zaude. Ez, oraingoan ez gara ari dendariei buruz —gehienek heroitasun puntu bat badute ere, bai—. Tomate eta bananei buruz ari gara.

Hain egunerokoak izateagatik, askotan ahaztu egiten zaigu fruta horiek bizirik irautea lortu duten heroi txikiak direla. Istorio honetan, super-gaizkileak Fusarium oxysporum izena du, eta izugarrizko triskantzak egiten ditu laborantza askotan —ez ahaztu, arren, hau lizentzia literarioa dela: onddo gizajoak bizirautea eta ondorengoak bermatzea baino ez du nahi, guk guztiok bezala—.

1. irudia: tomatea eguneroko jakia da orain askorentzat, baina, beste laborantza landare asko bezala, nekazariek egindako aukeraketen istorio luze bat du atzean. (Argazkia: Immo Wegmann – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash.com)

Bananen kasuan, Cavendish motako barietatea onddo horren aurrean nagusitu zen, duela hamarkada batzuk luze eta zabal hedatuta zegoen Gros Michel barietatea hondoratu zen bitartean. Tomateen kasuan, Raf barietate espainiar ezagunari hortik datorkio izena, hain justu: Resistente al Fusarium.

Biak ala biak, tomate zein bananak, oso desberdinak dira jatorrizko basa ahaideekiko. Bananen kasuan, basa barietateak haziez beteta daude. Tomateen kasuan, oso txikiak dira, diametroan zentimetro baten ingurukoak, eta guztiak dira borobilak eta gorriak. Gaur egun, ordea, merkatuetan tamaina eta forma desberdinetakoak daude, eta kolorean ere alde nabarmena egon daiteke.

Oparotasun hau, ordea, ez da beti horrelakoa izan. Baina tomateen bilakaera jarraitzea ez da kontu erraza, are gehiago kontutan izanda arrasto arkeologikoek ezer gutxi esan ahal digutela haien historiari buruz. Alabaina, ikertzaile talde bat horien analisi genetiko eta morfologikoan oinarritu da tomatearen etxekotzearen historia berreraikitzen saiatzeko.

Traditom izeneko proiektuaren baitan egin dute ikerketa hori. Bertan, Europan landu izan diren 1254 tomate barietate ikertu dituzte. Journal of Experimental Botany aldizkarian argitaratutako emaitzak aztertuta ondorioztatu dutenez, Europako nekazariak gai izan ziren aniztasun handia lortzeko berez nahiko mugatua zen gene dibertsitate batean abiatuta.

Egileek ikerketa horren gaineko xehetasun osagarriak eman dituzte The Conversation atarian argitaratutako artikulu batean, Jose Blanca eta Joaquin Cañizares Valentziako Unibertsitate Politeknikoko ikertzaileen eskutik.

Bertan azaldu dutenez, orain arte zabalduen egon den hipotesiak dio tomatea Mexikon etxekotu zela. Halere, eta kontuan izanda Peruko eta Ekuadorreko Andeetako goi oihanetan dagoela laborantza tomateen dibertsitate handiena, proposatu dute Mexikotik eremu horretara mugitu zela belar txar gisa; bertan etxekotu bide zuten eta, ondoren, berriro bueltan eraman zen Mexikora, oraingoan laborantza landare gisa. Zantzu genetikoek hori iradokitzen dute.

XVI. mendetik aurrera Ameriketatik Europara eraman zuten ondoren, bereziki Espainiara eta Italiara. Halere, jatorrizko lurraldean zeuden barietateen lagin bat baino ez zen esportatu, eta horrek, noski, ezinbestean aniztasun genetikoaren galera ekarri zuen, kanpoan utzi zirelako hainbat eta hainbat aukera genetiko. Horren emaitza da Europako barietateen azterketaren ondoren aurkitu duten urritasun genetikoa.

Europan elikagai berriak izan zuen ibilbidearen hasiera, gainera, ez zen oso oparoa izan: bereziki herri xehearen artean kultibatu zen, baina goi mailako klase sozialetan ez zen estimatua izan. Gaur harrigarria egiten bazaigu ere, mende askotan medikuek uste zuten fruta eta barazkiak ez zirela oso osasungarriak.

Halere, beste landare askorekin historian egin den bezala, denborarekin nekazariek askotariko kolore, forma, tamaina eta testurak lortu dituzte tomateetan, barietate andana sortuta. Gogoratu beharra dago aniztasuna ez dela soilik gustu kontua. Gaitz berriei edota klima aldaketari aurre egiteko oso komenigarria izan daiteke alternatiben aukera zabala eskura izatea, arazoak sortzekotan, ahalik eta landare mota egokiena erabili ahal izateko. Norabide horretan, mundu osoan mota askotako hazi bankuak daude, normalean hedabideetan Svalbardeko hazien ganga agertzen ez bada ere.

Bi multzo

Ikertzaileek bi barietate multzo identifikatu dituzte Europan: Espainiakoa eta Italiakoa, eta baita bi eremu hauen arteko hibridazioetatik sortutako hirugarren multzo bat ere. Hortaz, azken hau modernoagoa da.

2. irudia: gaur egun tomate barietate asko dago ortu eta merkatuetan, baina horiek nahiko abiapuntu genetiko urritik abiatu dira. (Argazkia: Vince Lee – Unsplash lizentziapean. Iturria: Unsplash.com)

Mediterraneo inguru hau bigarren mailako aniztasun gune bilakatu zen —Nikolai Vavilov genetistak etxekotutako landaretarako zehaztu zituen zortzi aniztasun guneetatik ondoren sortutakoa, hain justu—.

Gaur egun merkatuan dauden barietate gehienak eremu horietan lortu ziren. Alabaina, lortu ziren barietate tradizional horietako gehienak jada ez dira ereiten, edo oso merkatu txikietan baino ez dira lantzen.

“Bi tomate landare ausaz aukeratuz gero, ikusiko dugu sekuentzia genetiko ia berdinak dituztela”, azaldu dute. “Halere, basamortu genomiko horretan, oasi bakar batzuk badaude. Genoma zati txiki horietan, oso desberdinak diren sekuentzia genomiko batzuk azaltzen dute zenbait barietatek”. Erantsi dute eremu horietako asko intereseko ezaugarriei lotuta agertzen direla: hala nola fruituaren forma edo tamaina kontrolatzen dituztenak. “Bai basamortu handia zein oasi txikiak, biak ala biak izan ziren nekazarien hautespenak egindako zizelkatzearen emaitza”, laburbildu dute, poesia kutsu batekin.

Europako barietateetan aldakortasun handia duten 298 gene eremu aurkitu dira. Horietako asko bat datoz nekazariek egindako hautespenetan faboratu diren ezaugarri morfologikoekin. Izan ere, mutazioei adi egon ziren nekazariak. Kasurako, nor izeneko mutazioak tomateak usteltzeko denborak dezente luzatzea ahalbidetu zuen. Beste mutazioetako bat CLAVATA3 geneari dagokio: fruitu handiagoak eta irregularrak sortzen ditu.

Europako merkatuetan izan zuen bilakaerari dagokionez, egileek gogora ekarri dute hasieran denboraldiko kontsumoa zela tomateena. Negutegiak agertu baino lehen, gainera, zaila zen klima hotzetan tomateak kultibatzea, eta fruituak ez ziren luzaroan kontserbatzen.

Industria iraultzarekin batera etorri zen garraiobideen garapenari esker errazagoa izan zen fruta eta barazkiak garraiatzea, eta Maria bainu moduko kontserbazio teknika berriak edota lata metalikoen agerpena oso lagungarriak izan ziren. Bestetik, hazien lanketa modu profesionalean egiten hasi zen, eta XX. mendearen hasieran berriro basa barietateen bila hasi ziren, modu antolatu batean aniztasun gehiago eskuratzeko. Bide horretatik, gene erresistenteak lortu ziren.

Joan-etorriko bidaia izan da hobekuntza hauena, eta tomate barietate tradizionaletan ere mantendu dira. Egiaztatu dutenez, aztertu dituzten barietate tradizionalen %25ean daude gaitzen aurrean erresistente diren geneak, eta horiek barietate komertzialetarako egindako hautaketa profesionalen ondorio dira.

Dena dela, argi dago tomatearen historia ez dela orain bukatuko, horren gaineko ikerketa eta saiakera asko egiten direlako oraindik. Zentzu honetan, eta beren beregi aipatu gabe, transgenikoen aldeko aldarria egin dute egileek. Laborantzak hobetzea ahalbidetuko duen “edozein teknologia” erabiltzeko beharra azpimarratu dute, nekazaritzak ingurumenean duen inpaktua ahalik eta gehien gutxituz. “Tamalez, zio ideologikoengatik tresnak alboratzeko Europan hartu dugun alternatibak gosetea dakar, bai eta baliabide naturalen alferrikako suntsiketa ere”, erantsi dute.

Erreferentzia bibliografikoa:

Blanca, Jose et al. (2022). European traditional tomatoes galore: a result of farmers’ selection of a few diversity-rich loci. Journal of Experimental Botany, erac072. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/erac072

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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El mismo año en el que Einstein publicó la teoría especial de la relatividad también publicó un artículo igualmente revolucionario sobre los movimientos aleatorios de las moléculas, algo habitualmente conocido como movimiento browniano. El movimiento de una partícula en un líquido es aparentemente algo mucho menos espectacular que los movimientos en el espaciotiempo o la afirmación de que la masa es una forma de energía o que la luz está constituida por partículas, por lo que la explicación de Einstein del movimiento browniano ha sido completamente eclipsada por sus otras teorías. Sin embargo, si Einstein solo hubiese publicado el por qué las partículas se mueven como lo hacen, habría merecido el premio Nobel por ello: esta modelo permitió confirmar, sin ningún género de dudas, que los átomos existen.

En 1827 Robert Brown estudió el movimiento de los granos de polen en un líquido usando un microscopio. Descubrió que se movían al azar y sin nada aparentemente que les hiciese moverse. Antes ya había habido observaciones de este movimiento (entre ellas las realizadas por Jan Ingenhousz en 1785), pero nadie lo había estudiado de forma tan amplia, probando que los granos no se movían porque estuviesen vivos, y que partículas de vidrio o de granito exhibían el mismo comportamiento. Hoy, la idea de que las partículas intercambien el sitio con las moléculas en un líquido y, como consecuencia, se mueven al azar no parece tan extraña. Ello se debe a que estamos familiarizados con las ideas de molécula y átomo, pero en la época de Brown los científicos desconocían su existencia. En los años en los que Einstein comenzó a estudiar ciencia, la física y la química, en ese momento campos con relativamente poco en común, habían comenzado a incorporar la idea de átomo en sus teorías, pero había una gran división entre los científicos sobre si realmente existían. Quizás, pensaban algunos, los átomos y las moléculas eran simplemente una forma matemáticamente conveniente de describir ciertos fenómenos, pero no eran una representación verdadera de la realidad.

Einstein tenía muy claro que los átomos existían. Tanto es así que muchos de sus primeros trabajos de investigación asumían que la materia podía dividirse en partículas discretas. Hizo su tesis doctoral “Una nueva determinación de las dimensiones moleculares” sobre cómo determinar el tamaño de las moléculas midiendo su movimiento browniano en un líquido. Una versión de esta tesis se publicó en Annalen der Physik en abril de 1905, y es uno de los primeros artículos en mostrar de forma definitiva que las moléculas no son artificios matemáticos, sino entes reales.

Movimiento browniano y teoría estadística

Once días más tarde, Einstein publicó un artículo sobre el movimiento browniano mismo. El artículo se titulaba “Sobre el movimiento de pequeñas partículas suspendidas en líquidos en reposo requerido por la teoría cinético-molecular del calor”, por lo que no indicaba que se tratase del movimiento browniano. Simplemente decía en su párrafo de apertura que iba a describir el movimiento de las moléculas suspendidas en un líquido, y que quizás este fenómeno era idéntico a un fenómeno del que había oído hablar, el movimiento browniano. Desde ese punto de partida, continuó demostrando que podía usar las teorías del calor en vigor para describir cómo la energía térmica, incluso a temperatura ambiente, provocaría que las moléculas del líquido estuviesen en continuo movimiento. Este movimiento haría a su vez que cualquier partícula suspendida en el líquido resultase empujada. Einstein acababa de ofrecer la primera explicación del movimiento browniano (Marian Smoluchowski llegaría a un resultado similar en 1906 de forma independiente).

A continuación Einstein daba una descripción matemática de cómo se moverían las partículas en el seno del líquido. Usó el análisis estadístico para calcular el camino promedio de dichas partículas. Si bien el movimiento de la partícula sería al azar, desplazándose brevemente a la izquierda para hacerlo después hacia la derecha, Einstein demostró que se podía determinar una dirección básica para el movimiento. Es análogo al movimiento de un borracho, que va para allá y después para acá, tropieza con el banco, cruza la calle tres veces, se abraza a la farola, pero en términos generales se dirige hacia su casa. Una observación del borracho permite determinar la zona hacia la que se dirige y hacer predicciones sobre el tiempo que tardará en llegar, incluso sin saber exactamente con cuantos objetos tropezará durante el trayecto. Se puede obviar el azar a corto plazo para hacer predicciones acerca de lo que sucederá a largo.

El artículo de Einstein ofrecía una explicación del movimiento browniano, pero fueron otros científicos los que llevaron a cabo los experimentos que demostraron que las moléculas existían realmente, y que era la transmisión de calor la que causaba su movimiento en un líquido. En 1908, Jean Baptiste Perrin estudió la forma en la que las partículas sedimentan en el agua por la influencia de la gravedad. La sedimentación encuentra la oposición de los choques de las moléculas desde abajo, por lo que el movimiento browniano se opone a la atracción gravitatoria. Perrin usó este descubrimiento para calcular el tamaño de las moléculas de agua basándose en las ecuaciones de Einstein. Por este trabajo recibió el premio Nobel de física en 1926.

Toda esta investigación sobre el movimiento browniano resolvió el problema que enfrentaba a físicos y químicos sobre si la materia era fundamentalmente continua o estaba constituida por partículas. Con su tesis doctoral, su trabajo sobre el movimiento browniano, y su artículo sobre el efecto fotoeléctrico, Einstein fue crucial para la aceptación de la existencia de átomos y moléculas. Y, sin embargo, Einstein no volvería a trabajar con nada relacionado directamente con moléculas en el resto de su carrera científica.

Referencia:

Einstein, A. Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. AdP 17, 549 (1905) Annalen der Physik, 14 (S1), 182-193 DOI: 10.1002/andp.200590005

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

Una versión anterior de este artículo se publicó en Experientia Docet el 20 de junio de 2010.

El artículo Einstein y el movimiento browniano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Naiara Barrado eta Itziar Garate

Zeltek beldur ikaragarria zuten zerua haien gainean eroriko ote zen; hori diote gutxienez autore klasiko batzuek. Izu hori Asterix eta Obelix-en komikietan ere ikusi ahal izan da, Abraracurcix-ek berak aipatzen du, zenbait liburuetan, beldur diola bai meteorito bai ekaitz izugarri moduan etor litekeen edozein mehatxuri.

Ez da bat ere harrigarria beldur izatea, zeruan gertatzen diren fenomenoak kontrolaezinak baitira eta, batzuetan, haien dimentsioak guztiz suntsitzaileak baitira; ekaitzak, tornadoak eta asteroideak kasu.

1. irudia: asteroide gehienak Marte eta Jupiterren orbiten artean higitzen dira, Gerriko Nagusian. Baina badaude gure Eguzki Sisteman edozein lekutan mugitzen direnak ere. (Argazkia: A Owen – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Eguzki-sisteman, eguzkiaz eta planetez gain asteroideak eta kometak dauzkagu. Azken biak, oro har, asteroide-gerrikoan eta Kuiperren gerrikoan daude, hurrenez hurren, eta eguzki-sistemako gorputz txikien taldekatzeak dira. Asteroide-gerrikoa Marte eta Jupiter artean 3 bat unitate astronomikora (UA, non 1 UA = 149,6 milioi km) dagoen disko zirkunestelarra da. Bertan 900.000 asteroide antzeman ditugu eta ezagunenen artean Zeres, Palas, Vesta, Higia eta Juno daude. Baina nahiz eta kopuru hori handia izan, asteroide-gerrikoaren material guztia ilargiarenaren %4 da, gutxi gorabehera; beraz, asteroide-dentsitatea ez da oso altua. Pentsatzen da balitekeela bertan planeta bat eratzen hasi izana eguzki-sistema sortzen ari zenean, baina Jupiter lehenago sortu zen (izatez, sortzen lehenetarikoa izan zen) eta haren perturbazio grabitatorioak ez zuen planeta-eraketa hori ahalbidetu.

Kuiperren gerrikoa, ordea, askoz ere urrunago dago, Neptunotik haratago; Eguzkitik 30 UAra hasi eta 50 UAra amaitzen da, gutxi gorabehera. Disko hau ere eguzki-sistemako gorputz txikiez osatuta dago, baina gorputz horiek konposatu lurrunkor (metanoa, amoniakoa, ura…) izoztuez osatuta daude; hau da, kometak dira. Asteroide-gerrikoa bezala, ekliptikaren planoan dago diskoa, baina zaila da bertako objektuak sailkatzea, oso behaketa gutxi existitzen baitira. Disko honen parte dira, esaterako, Pluton eta bere ilargi Caronte, edo Haumea eta Makemake planeta nanoak. Objektu horiei guztiei, eta are urrunago dauden objektu guztiei, TNO deritze, ingeleseko Trans Neptunian Objects-etik eratorritako izendapena.

Bisitatutako asteroideak

Objektu horietatik batzuk hurbiletik aztertu ahal izan ditugu misio espazial askori esker. 2001eko otsailean, NEAR Shoemaker misioak Eros bisitatu zuen. S motako asteroide honek 17 km-ko diametroa dauka, eta zunda espazial batek orbitatutako eta lur hartutako lehenengo asteroidea izan zen. Hurrengoak, Itokawa izenez, S motakoa baita ere, 300 m-ko diametroa du eta Hayabusa misioak bisitatu zuen 2005eko azaroan. Misio hau, sample return mision (laginak lurrera bueltatzeko misioa) zen, eta horrela egin zuen. Izatez, lehena izan zen hori egiten.

Geroago, Toutatis bisitatu zen. Behaketa hori fly-by1 (gain-hegaldi) baten ondorio izan zen: Chang’e 2 espazio-ontzia ilargira zihoala bertatik pasatu zen eta Toutatis-en argazkiak atera zituen 2012 urtean. Bitartean, Dawn misioak asteroide gerrikoko bi gorputz bisitatu zituen: Vesta eta Zeres; lehenengoa, 263 km-ko diametrodun asteroidea, eta, bigarrena, 473 km-ko planeta nanoa. 2011ko abuztutik 2012ko maiatzera arte Vesta orbitatzen ibili zen, eta jasotako datuekin mapa topografiko oso zehatza eraiki ahal izan zen. 2015ean Zeres-era heldu zen eta 2018ko urrira arte egon zen bertan datuak hartzen eta behaketak egiten.

Bukatzeko, Ryugu eta Bennu, C motako asteroideak ere bisitatu ditugu. Ryugura Hayabusa 2 misioa heldu zen 2018ko ekainean eta, laginak hartzeaz gain, bi rover ere eraman zituen haren gainazaletik ibiltzeko. Bennura, ordea, OSIRIS-Rex misioa joan zen eta 2020ko urrian heldu zen. Uste da 60g lagin hartu zituela, baina 2023an dago aurreikusia horiek lurrera heltzea eta orduan jakingo dugu zein den dakarren kantitate zehatza eta zerez osatuta dagoen.

2. irudia: Eros, Toutatis, Ryugu, Bennu eta Itokawa tamaina eskalan hurrenez hurren. (Argazkiak: NASA / GSFC / JHUAPL / CNSA / JAXA / University of Arizona eta The Planetary Society)

Baina ez ditugu asteroideak bakarrik bisitatu, kometa bat orbitatzeko gai ere izan gara gizakiok, 67P/Churyumov-Gerasimenko kometa. Mugarri hau lortu zuen misioa Rosseta izan zen 2014 urtean. Rossetak kometa orbitatu zuen, eta, horrez gain, kometan lur hartu ere egin zuen zeraman Philae zundak. Misioaren amaieran, Philaeren lurrartzetik urtebetera, espazio ontzi nagusiak ere, Rossetak, lur hartu zuen kometan.

Talkak Lurrean

Hala ere, gu ez gara bakarrak izan bisitak egiten, asteroideek ere gu bisitatu gaituzte eta haien talkak izan ditugu Lurrean, besteak beste Chelábinsk-eko bolidoa, Tunguska-ko talka edo dinosauroen desagerpena ekarri zuen asteroidea. 2013ko otsailaren 15ean, Errusian, zehazki Cheliábinsk hirian, 15m-ko diametrodun meteoroide batek 500 kilotoneko energia askatu zuen eztanda izugarria eginez. Hori bezalako objektuak urtean zenbait alditan erortzen dira, baina 30-50 km-ko altueran erretzen dira. Cheliábinsk-ekoak, ordea, beherago askatu zuen energia gehiena, eta, beraz, uhin hedakorrek kalte ugari eragin zituzten hirian. Zorionez kalte gehienak materialak izan ziren, zenbait zauritu egon baziren ere. Talka honen ondorioz 5.000 kg meteorito jaso ahal izan ziren, zatirik handiena 650kg-koa izanik.

Hura baino 105 urte lehenago, 1908ko ekainaren 30ean, inoiz erregistratu den talka gertaerarik handiena gertatu zen Tunguskan. Horrek ez du esan nahi historian gertatutako handiena izan denik, handiagoak egon direla baitakigu, baina bai erregistratutako handiena dela. Haren tamaina 50-190m-koa izan zen eta askatutako energia 10-15 megatonekoa. 80 milioi zuhaitz bota zituen, eta horrela 2.150 km2-ko azalera suntsitu. Zoritxarrez, urria da gertaera horri buruz daukagun informazioa, oso urruneko eremu batean gertatu baitzen eta duela 100 urteko teknologiak egungoak baino muga gehiago zituelako.

Talkekin bukatzeko, Chicxulub-en duela 65 milioi urte gertatutako eta dinosauro eta beste espezie askoren desagerpena ekarritako talka dugu. 10 – 18 km inguruko bolido batek 180 km-ko diametroko kraterra utzi zuen Mexikoko Yucatan-eko golkoan eta 100 teratoneko energia askatu zuela estimatzen da. Talkak ondorio katastrofiko eta suntsitzaileak izan zituen. Alde batetik, megatsunamiak gertatu ziren, talka golkoaren uretan gertatu baitzen. Baina sakonerako handiko urak ez zirenez, sakon harrotu zen itsas azpiko materiala, atmosferan gora eginez lehenengo eta, ondoren erortzean, lurrazalaren kontra talka berriak eraginez. Gertaera horiek suteak, lurrikarak, talka uhinak eta abar ekarri zituzten. Azkenik, atmosfera hautsez eta errautsez bete eta 30 urteko iluntasuna ezarri zen Lurrean. Horrek berotegi efektu dramatikoa eta fotosintesiaren etenaldia izan zituen ondorio gisa. Hortaz, lurreko animalia-espezieen %75 desagertu zen.

Defentsa planetarioa

Zorionez, guk badaukagu garai hartan ez zegoen zerbait: defentsa planetarioa! Horretan dihardute espazio-agentzia batzuk; planetara hurbiltzen diren objektu denak ikuskatzen eta sailkatzen, haien arriskuak balioesteko eta lurra defendatzeko planak garatuz. Plan eta proiektu horien artean AIDA programa daukagu, zeinetan NASA eta ESA elkarlanean ari diren. Programa honen barruan DART (NASA) eta HERA (ESA) misioak daude, helburu nagusitzat asteroide baten orbita desbideratzea dutenak. Baina ez Lurrarentzat arriskua izan daitekeelako, probarako saio moduan baizik.

NASAren DART misioa iazko azaroaren 24an aireratu zen. Haren helburua da 2022ko irailean edo urrian Dydimos asteroideak eta bere ilargi Dimorphos-ek osatzen duten sistemara heltzea, eta azken honen aurka talka egitea. Talka horren ondorioz, Dimorphosen ibilbidea apur bat desbideratuko dela espero dute. Desbideraketa egiaztatze aldera, HERA misioa joango da berriro haraino urte batzuk geroago, 2024 urtean, eta gertatutakoaren datuak hartuko ditu, talkak ilargiaren gainazalean utzitako ondorioak eta ilargiaren ibilbide “berria” aztertzeko. Azkenik, Dimorphos-en lur hartuko du. Beraz, AIDA programak asteroide mehatxagarri baten bidea aldatu ahalko ote genukeen eta horren ondorioak zeintzuk izango liratekeen erakutsiko digu.

3. irudia: Asteroide baten talka saihesteko programak jarri dira martxan. Horietako bat da DART edo Double Asteroid Redirection Test ingelesez. DART asteroide bitar baten birbideratzeko proba oinarrian du eta NASAren misio espazial bat da. Misio honek Lurretik gertu dauden objektuen aurkako defentsa planetarioko metodo berri bat probatzea du helburu. (Argazkia: ESA)

2016. urtetik lurrera hurbiltzen diren eta potentzialki arriskutsuak diren objektu denak behatu, jarraitu eta sailkatzen dira, kontrolpean edukitzeko eta, benetako arrisku bat egotekotan, gertakariei aurrea hartzeko. Hortaz, badauzkagu gure planeta asteroide baten talka-mehatxutik defendatzeko baliabide batzuk, eta garapenean dauden beste batzuk. Oraingoz lasai egon gaitezke, ez baitago asteroide mehatxagarririk agerian, askotan egunkariek aurkakoa diotela badirudi ere.

Egileez:

Naiara Barrado Izagirre (@naierromo) eta Itziar Garate Lopez (@galoitz) UPV/EHUko Fisika Aplikatua I Saileko irakasleak dira eta Zientzia Planetarioen Taldeko kideak.

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Una colaboración internacional ha creado un catálogo de materiales que podría ser muy útil para el desarrollo de las tecnologías cuánticas. Se trata del primer catálogo del mundo de materiales de banda plana, que podría reducir la influencia del azar en la búsqueda de nuevos materiales con propiedades cuánticas exóticas, tales como el magnetismo y la superconductividad. Estos materiales tendrían aplicaciones en dispositivos de memoria o en el transporte de energía sin disipación a través de largas distancias. Este trabajo, que se enmarca dentro de la iniciativa IKUR 2030 del Gobierno Vasco, ha sido publicado en Nature.

Representación artística de las dispersiones de banda en un material. En negro, las diferentes bandas, siendo el eje vertical la energía cinética. En el centro tenemos dos bandas planas que se originan a partir de la estructura del material.

Encontrar los ingredientes adecuados para crear materiales con propiedades cuánticas exóticas ha sido una quimera para los científicos experimentales, debido a las numerosas combinaciones posibles de elementos a sintetizar. A partir de ahora, la creación de este tipo de materiales podría ser menos aleatoria gracias a una colaboración internacional liderada por Andrei Bernevig, profesor visitante Ikerbasque en el Donostia International Physics Center (DIPC) y profesor de la Universidad de Princeton, y Nicolas Regnault, de la Universidad de Princeton y la Ecole Normale Supérieure Paris, CNRS, con la participación de Luis Elcoro de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU).

El equipo realizó una búsqueda sistemática de posibles candidatos en una enorme base de datos de 55.000 materiales. El proceso de eliminación se inició con la identificación de los llamados materiales de banda plana, es decir, estados electrónicos con energía cinética constante, donde el comportamiento de los electrones se rige principalmente por las interacciones con otros electrones. Sin embargo, los investigadores se dieron cuenta de que tener banda plana no es el único requisito, ya que cuando los electrones están demasiado unidos al átomo, éstos no pueden moverse y crear estados interesantes de la materia, aun estando en una banda plana. “La idea es que los electrones se vean entre sí, lo que se puede lograr asegurándonos de que estén extendidos en el espacio. Eso es exactamente lo que aportan las bandas topológicas”, según Nicolas Regnault.

La topología, como lo sugieren los tres premios Nobel de 1985, 1997 y 2016, juega un papel crucial en la física de la materia condensada moderna, ya que implica que algunas funciones de onda cuánticas estén extendidas, haciéndolas insensibles a perturbaciones locales, como por ejemplo impurezas. Esto a su vez hace que algunas propiedades físicas, tales como la resistencia, estén cuantificadas o generen estados superficiales perfectamente conductores. Afortunadamente, el equipo ha estado a la vanguardia de la caracterización de las propiedades topológicas de las bandas a través de su enfoque conocido como «química cuántica topológica«, proporcionándoles tanto una gran base de datos de materiales, como las herramientas teóricas para buscar bandas planas topológicas.

Mediante el empleo de herramientas que van desde métodos analíticos hasta búsquedas por fuerza bruta, el equipo encontró todos los materiales de banda plana que se conocen actualmente en la naturaleza. Este catálogo de materiales de banda plana está disponible en https://www.topologicalquantumchemistry.fr/flatbands e incluye su propio buscador.

“La comunidad científica puede ahora buscar bandas topológicas planas en los materiales. Hemos encontrado alrededor de 700 materiales (de los 55.000 materiales estudiados) que muestran bandas planas con un interés potencial”, dice Yuanfeng Xu, de la Universidad de Princeton y el Instituto Max Planck de Física de Microestructuras, uno de los dos autores principales del estudio. «Nos hemos asegurado de que los materiales que identificamos son candidatos prometedores para la síntesis química», enfatiza Leslie Schoop del departamento de química de Princeton. El equipo ha ido más allá en la clasificación de las propiedades topológicas de estas bandas, mostrando además qué tipo de electrones deslocalizados albergan.

Ahora que este gran catálogo está completo, el equipo comenzará a trabajar con los materiales más prometedores para descubrir experimentalmente el potencial de nuevos estados de interacción. “Ahora que sabemos dónde buscar, necesitamos fabricar estos materiales”, dice Claudia Felser del Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos. “Tenemos un equipo experimental excepcional trabajando con nosotros. Están ansiosos por medir las propiedades físicas de estos materiales candidatos potenciales y ver qué excitantes fenómenos cuánticos surgen”.

El catálogo de bandas planas representa el fruto de años de investigación del equipo. “Muchas personas, muchas instituciones y universidades a las que presentamos el proyecto nos dijeron que esto era demasiado difícil y que nunca se podría hacer. Nos tomó varios años, pero lo logramos”, dice Andrei Bernevig.

Referencia:

Nicolas Regnault, Yuanfeng Xu, Ming-Rui Li, Da-Shuai Ma, Milena Jovanovic, Ali Yazdani, Stuart S. P. Parkin, Claudia Felser, Leslie M. Schoop, N. Phuan Ong, Robert J. Cava, Luis Elcoro, Zhi-Da Song & B. Andrei Bernevig (2022) Catalogue of flat-band stoichiometric materials Nature doi: 10.1038/s41586-022-04519-1

Más información:

A powerful search engine for flatband stoichiometric materials
Química Cuántica Topológica Magnética
Un catálogo de estructuras magnéticas topológicas
La teoría de bandas de los sólidos se hace topológica

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por DIPC

El artículo Primer catálogo de materiales de banda plana se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Uxune Martinez

Gure nagusiek ahotan izaten dute sarritan beraien garaian gauzak bestelakoak zirela. Hobeak ziren edo ez, hori beste kontu bat da. Baina, zientziak arrazoia eman die gai baten: egungo urtaroak ez dira lehengoak bezala. Izan ere, gaurko neguak laburragoak dira eta udaberriak goizago etortzen zaizkigu.

Urtaro-erritmoekin zerikusia duten fenomeno biologikoen azterketak erakutsi du udaberria hilabete bat aurreratu dela azken urteotan. Fenologia da fenomeno biologikoak aztertzen dituen zientzia. Fenomeno horiek urtaro-erritmoetara egokituta agertzen dira aldizka, eta klimarekin zerikusia dute.

Fenologiak, besteak beste, urteko landareen eta intsektuen ziklo biologikoak, zuhaitzen eta zuhaixken garapenean ikusitako aldaketak eta hegaztien migrazioak  aztertzen ditu. Informazio hori garrantzitsua da klimaren azterketetarako eta nekazaritzarako ere, urtaro-erritmoen aldaketak eragina baitu laboreetan.

1. irudia: Fenomeno naturalak gertatzen diren datak nola aldatzen diren aztertzen du fenologiak. (Argazkia: Miroslav Kaclík – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

AEMET agentziak udaberriko eta udazkeneko fenomenoen jarraipena egiten du eta urtero bi txosten fenologiko plazaratzen ditu bildutako datuekin. Prezipitazioak eta landarediaren eta hegaztien fenologiaren datuak jasotzen dira dokumentuetan. 2021eko azken txostenari erreparatuz gero bertan adierazten da abenduaren amaieran, Kantauriko isurialdean tenperaturak nabarmen igo zirela, izotza eta antzigarraren gabezia eman zela, eta, horren ondorioz, hurritzak, haltzak eta belar-espezie ugari goiz loratu zirela.

Negua, antza, ez zen izan negu mina. Neguan tenperaturak igotzeak desorekak eragin zituen animalien eta landareen bizitzan, eta horrela aldatu egin zen urtaro honen ohiko erritmoa, eta hurrengoarena ere, udaberriarena. Azken hau, zegokiona baina hilabete arinago iritsi zela kalkulatzen baita.

Kaskabeltz handiak adierazle

2000ko hamarkadaren hasieran, eskala handiko aldaketa fenologikoen inguruko azterketen emaitzak plazaratu zituzten zientzialariek .Urteetan bildutako datuen arabera, 203 landare- eta animalia-espezieren bizi-zikloak 2,8 egun aurreratu dira hamarkada bakoitzeko.

Horren adibidea da, esate baterako, Wytham basoan bizi kaskabeltz handiak (Parus major) erakutsi duena 75 urteko jarraipena egin ondoren. Beharbada, Lurrean gehien ikertutako naturagunea da Wytham Woods. Tamesis ibaiaren garai arroaren bihotzean dago eta baso hostoerorkorrez eta larrez jositako paraje ederra da. Basoak Oxfordeko Unibertsitatearenak izan dira 1943tik, eta, ondorioz, bertako flora eta fauna asko aztertu dira. Esaterako, 1947az geroztik kaskabeltz handien bizi-ziklo eta bizimodua aztertu izan da.

Penintsulan ere ohikoa da kaskabeltz handia, eta banaka markatutako animalia-populazioaren gainean inoiz egindako jarraipenik luzeena egin dute Oxfordeko Unibertsitateko ikertzaileek. Ikertzaileek basoan kokapen finkoa duten 1.209 habi-kutxetan izandako errunaldia eta txitatzeen datuak bildu dituzte.

75 urtez hartu dituzte datuak eta hauen analisiak agerian utzi du kaskabeltz handiak aurreratu egin duela arrautzen errunaldia, batez ere, tenperaturen igoerari erantzuteko. Behaketek erakutsi dutenez, 2022an, urteko lehen arrautza martxoaren 28an jarri zuten, duela 75 urte baino ea hilabete lehenago. Ikertzaileen esanetan, azterketaren hasierarekin alderatuta, ikus daiteke apur-apurka gertatu direla familia-sistema biologikoetan ikusten diren ziklo aurreratuak eta hauek, klima-aldaketaren ondorioz gertatu dira.

Udaberri goiztiarraren eragileak

Ikertzaileek, orain arte, tenperaturen igoerari egotzi dizkiote landare eta animalien bizi-ziklo aurreratuei. Izan ere, uste zen berotze globalak eragindako tenperatura altuko negu leunak zirela ipar hemisferioan udaberria aurreratzearen arrazoi nagusia. Baina martxoan plazaratutako ikerketa baten emaitzek erakutsi dute sikateak ere udaberri goiztiarren eragilea direla. Ikertzaileek esanetan, euri faltak aurreratu du udaberria.

2. irudia: Euriaren maiztasuna murrizteak ipar hemisferioko ekosistemetan hostoen hasiera goiztiarrari laguntzen dio. (Argazkia: Annette Meyer – pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Lan berri honen arabera, azken hogeita hamar urteetan murriztu egin da euriteen maiztasuna ipar hemisferioan eta landareen egutegi naturalari eragin dio. Euri gutxiago egiterakoan zeruan hodei gutxiago dugu, eguneko eta gaueko tenperaturen artean kontraste gehiago ematen da, eguzki-erradiazio handiagoa dago eta faktore horien ondorioz, besteak beste, landareak nahastu egiten dira eta udaberria iritsi dela uste dute (garaia baino lehen). Ikerketak lehen aldiz lotzen ditu euri falta eta naturaren esnatze goiztiarra eta aurreikusten du, mende honetarako espero diren euri-maiztasunaren murrizketaren ondorioz, udaberri biologikoaren aurrerapen gehigarri bat: hamarkada bakoitzeko 1,2 eta 2,2 egun artekoa.

Klima-aldaketak, beraz, gurpil zoro baten sartu ditu ipar hemisferioan urtaroen erritmoa iparrorratz gisa dituzten bizi-zikloak eta urtero errepikatzen diren fenomeno naturalen datak aldatzea eragin du. Izan ere, bertako zaharrenek dioten bezala, gauzak ez dira lehen bezalakoak; ezta udaberria ere.

Iturriak:

• Las aves anidan antes por el cambio climático
• La primavera se ha adelantado un mes segun 75 años de estudios sobre carboneros

Erreferentzia bibliografikoak:

Wang, J., Liu, D., Ciais, P. et al. (2022). Decreasing rainfall frequency contributes to earlier leaf onset in northern ecosystems. Nature Climate Change, 12, 386–392. DOI: https://doi.org/10.1038/s41558-022-01285-w

Bates, J. M., Fidino, M., Nowak-Boyd, L., Strausberger, B. M., Schmidt, K. A. & Whelan, C. J. (2022). Climate change affects bird nesting phenology: Comparing contemporary field and historical museum nesting records. Journal of Animal Ecology, 00, 1–10. DOI: https://doi.org/10.1111 Egileaz:

Uxune Martinez, (@UxuneM) Euskampus Fundazioko Kultura Zientifikoko eta Berrikuntza Unitateko zuzendaria da eta Zientzia Kaiera blogeko editorea.

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Por primera vez se ha conseguido obtener ADN nuclear de varios individuos neandertales a partir de sedimentos de cuevas prehistóricas europeas. Se abre así la puerta al conocimiento de la historia de poblaciones homínidas antiguas, incluso en ausencia de registro fósil.

Los restos esqueléticos encontrados en yacimientos arqueológicos son fuente fundamental de ADN. La secuenciación de este ADN ha servido para revelar aspectos importantes de nuestro pasado evolutivo. Pero encontrar restos óseos es extremadamente raro, ya que el registro fósil es realmente escaso, lo que deja grandes lagunas en la comprensión de la historia evolutiva humana.

El ADN nuclear (ADNn) está en el núcleo de cada célula formando los cromosomas (23 pares, uno por pareja de cada progenitor), y el ADN mitocondrial (ADNmt) es una pequeña molécula circular localizada en las mitocondrias que son pequeños orgánulos repartidos por la célula responsables de producir la energía. Las mitocondrias poseen varias copias de ADNmt y en cada célula existe un gran número de mitocondrias, así que las células contienen múltiples copias de ADNmt. Esta abundancia hace que sean más altas las posibilidades de recuperar ADNmt a partir de restos arqueológicos antiguos o muy degradados que las de recuperar ADNn. Además, el hecho de que el ADNmt sea una molécula circular hace que sea menos susceptible a la degradación.

Por todo ello, y porque el ADNmt se hereda exclusivamente de la madre, este es una herramienta valiosísima en el estudio de genética de poblaciones. Todos los familiares relacionados por vía materna comparten la misma secuencia de ADNmt. Pero, por esta misma razón, tiene un valor limitado, ya que sólo representa el linaje materno.

Hasta ahora, únicamente se había conseguido recuperar ADNmt de homínidos a partir de sedimentos de cuevas del Pleistoceno. Aunque el ADNn contiene mucha más información, su recuperación de los sedimentos supone numerosos problemas. Se encuentra en mucha menor cantidad que el mitocondrial y muchos otros mamíferos cohabitaron con nuestros antepasados por lo que no todo el ADN presente en los sedimentos es de homínido.

Para facilitar la recuperación del ADNn se han seguido estrategias en las que se buscaba enriquecer el escaso ADNn de homínido. Para ello se han desarrollado sondas de hibridación, que son pequeños fragmentos de ADN que se “emparejan” con puntos concretos del genoma nuclear homínido. Así, el equipo de investigación internacional del que forma parte la UPV/EHU ha conseguido recuperar ADNn de sedimentos de dos yacimientos en el sur de Siberia (cuevas Denisova y Chagyrscaya) y de la Galería de las Estatuas en Atapuerca (Burgos).

ADN en cuevas. Los sedimentos de cuevas prehistóricas contienen ADN mitocondrial y nuclear de homínidos que se puede enriquecer, secuenciar y analizar para conocer la historia genética de quienes las ocuparon, incluso en ausencia de sus restos esqueléticos. Ilustración: Nuria González Santiago

 

En los dos primeros sitios ya se conocía el ADN de varios huesos, y los resultados filogenéticos del ADN del sedimento fueron consistentes con los resultados publicados anteriormente de los restos esqueléticos. En la Galería de las Estatuas el único hueso de un dedo de neandertal no había sido suficiente para secuenciar su ADN, pero el ADNn extraído de los sedimentos reveló que 2 poblaciones neandertales habían vivido en la cueva. Así pues, se ha logrado averiguar que la primera población neandertal que vivió hace 135.000 años fue reemplazada por otra población de perfil genético muy diferente (105.000 años aprox. de antigüedad). Los dos linajes estaban separados por unos 35.000 años de evolución.

Este trabajo abre la posibilidad de estudiar la historia de las poblaciones de homínidos a pesar de no existir, o ser extremadamente escaso, el registro fósil en muchos asentamientos arqueológicos.

Referencias consultadas:

Vernot B. et al., (2021). Unearthing Neanderthal population history using nuclear and mitochondrial DNA from cave sediments. Science, 372. DOI: 10.1126/science.abf1667.

Cardoso S., Valverde L., Palencia L., López Quintana J. C., Guenaga Lizasu A., Martínez de Pancorbo M. (2011). Análisis de ADN Mitocondrial en los restos humanos de la cueva de Santimamiñe (Kortezubi, Bizkaia). KOBIE Serie Bizkaiko Arkeologi Indusketak, nº 1: 383-392 Bizkaiko Foru Aldundia, Bilbao – 2011 ISSN 0214-7971.

 

 

Autora: Nuria González Santiago (@lanuri_). Licenciada en Biología. Especialista en Ilustración Científica, UPV/EHU. Curso 20/21.

Articulo Original: ADN nuclear de varios individuos neandertales a partir de sedimentos Cuaderno de Cultura Científica, 16 de abril de 2021

“Ilustrando ciencia” es uno de los proyectos integrados dentro de la asignatura Comunicación Científica del Postgrado de Ilustración Científica de la Universidad del País Vasco. Tomando como referencia un artículo de divulgación, los ilustradores confeccionan una nueva versión centrada en la propia ilustración

El artículo ADN en cuevas, puerta a nuestra historia evolutiva se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Paleontologia

Iberiar penintsulako hainbat aztarnategitan legatz arrasoak jaso dituzte, horien azterketa zabala egiteko. Aztarnategi horietako sei Erdi Aroko aztarnategi arabarrak dira. Azterketa honen helburua arrantzaren eta merkataritzaren historian sakontzea zen, eta Fish and Fisheries aldizkarian argitaratutako artikuluan azaldu dutenez, uste zena baino mende bat lehenago gertatu zen arrantza handiaren berragerpena. Bestalde, ezusteko beste ondorio bat ere jaso dute ikerketan. Izan ere, ikusi ahal izan dute oraingo arrainen tamaina askoz txikiagoa dela. Batez bestean, 10-15 zentimetro arteko aldeak aurkitu dituzte lehengo eta oraingo espezie bereko arrainen artean. Alea aldizkarian irakur daiteke: Legatz hezurrek esateko dutena.

Matematika

Morfogenesia organismo batek etorkizunean izango duen eta enbrioian ematen den formaren sorrera- eta garapen-prozesuari deritzo. Prozesu honen ikerketarekin erlazionatuta, 1952 urtean Alan Turing matematikariak biologia matematikoaren arloa aztoratu zuen, The Chemical Basis of Morphogenesis artikuluaren argitalpenarekin.  Turingek artikulu horretan biologiarekin zein kimikarekin erlazionatuta dagoen morfogenesiaren mekanismoa ikertu zuen, landareetan zein animalien ilajeetan agertzen diren patroiak aztertu nahian. Zientzia Kaieran irakur daitekeen “Alan Turing, morfogenesiaren oinarriak matematikarekin azaltzen” artikuluan, Turingen matematikako tresnak eta ideiak zehaztasun eta sakontasun gehiagorekin ulertzera gonbidatzen gaituzte.

Biologia

Olalla Prado Novoa doktoretza-ondorengoa egiten ari da, eta giza eboluzioa da bere intereseko gaia, bereziki, emakumeen ikuspegitik. AEBn egin duen egonaldi batean egun osoko gastu metabolikoa ezagutzeko metodo ez inbaditzaile bat ezagutu du. Azaldu duenez, ura deuterio eta oxigeno-isotopoekin markatu, eta, boluntarioak ur hori edan ondoren, gernuan zein kantitatetan azaltzen diren neurtuta, jakin daiteke zein izan den pertsona horren gastu metabolikoa. Teknika hau erabiliz, bere helburua da ulertzea talde bateko kideen arteko harremanak, eta ingurunearekin zuten elkarrekintza, eboluzioaren zehar. Datu guztiak Zientzia Kaieran.

Espainiar estatuan, basurdeak arazo bilakatu dira zenbait tokitan beren ugaritasunagatik, eta ehizaren bidez egiten da populazio hauen kontrola. Alabaina, ehizak batzuetan guztiz legezkoak ez diren jokabideak hartzen ditu barne. Kordobako Unibertsitateko ikerketa-talde batek Espainiako hego-mendebaldeko ehiza-barruti ezberdinetan egin du azterketa. 75 basurderen ileak ikertu dituzte beren bizitzan zehar izan zuten dieta berreraikitzeko. Honela, ikusi ahal izan dute, basurdeen dietetan oinarrituta, ehiza-barruti horietako batzuetan basurdeak elikadura osagarria izaten dutela, eta beste batzuetan, berriz, gatibu hazitako basurdeak askatu izan dituztela ehiza garaian. Azalpenak Zientzia Kaieran: Azpijokoak basurdearen ehizan.

Mikrobiologia

Aitziber Agirrek Elhuyar aldizkarian azaldu duenez, herpesbirus latentea nola berraktibatzen den argitu dute. Julius Maximilians Unibertsitateko (Alemania) ikertzaile-talde batek lortu du emaitza. Birusaren mikroRNA bat da berraktibazioa eragiten duena. Honekin, orain arte ezezaguna zen mekanismo biriko berri bat aurkitu dute. MikroRNA horrek miR-aU14 du izena, eta birusaren erreplikazioan parte hartzen du berez, baina egoera latentetik ateratzen ere laguntzen duela ikusi dute. Oraindik ez dute birusaren berraktibazio-mekanismoa guztiz xehetu, baina ikertzen jarraituko dutela adierazi dute.

Genetika

Azken 15 urteetan Afrikako biodibertsitatea ikertu dituzten egitasmoen % 70 ez dituzte afrikar ikertzaileek gidatu. Batez ere, Estatu Batuetako, Txinako eta Europako ikertzaileak ibili dira lan horretan. Honek arazo bat ekarri du. Izan ere, ez dira geratzen Afrikan genomikako eta bioinformatikako analisiak egiteko eskarmentua eta baliabideak. Horregatik, 109 afrikar ikertzailek eta 22 afrikar erakundek martxan jarri dute “The African BioGenome project” egitasmoa. Egitasmo honen bidez, 105.000 afrikar espezie sekuentziatu nahi dituzte. Informazio horri esker, besteak beste, Afrikako biodibertsitatearen kontserbazioaren egoera jakingo da eta elikagai-sistema iraunkorrak garatuko dira. Datuak Zientzia Kaieran: Afrika, bere gene-beharrei heltzen.

Klima-aldaketa

Ekonomia justuagoa lortzeko, basoak zabaltzeko eskatu du FAOk. Seulen, Hego Korean, egiten ari diren basoei buruzko kongresuan egin du eskakizuna, “Munduko basoen egoera 2022an” izeneko azterlanean. Honen helburu nagusiak mende amaierarako planeta osasungarriago bat izatea eta tokiko ekonomia sendotzea dira. Hauek lortzeko, aholku orokor batzuk zerrendatu dituzte, besteak beste, oihanak sendatzea, hedatu eta zaintzea, munduan hazten ari den eskaerari erantzuteko basogintzaren sektorea sustatzea edo isuriak gutxitzea.

Osasuna

Ezaguna da kolesterola maila altuegietan izateak osasun arazoak ekar ditzakeela. Alabaina, kolesterolaren funtzioak ezezagunak dira gizartean, eta ez da beti argi izaten zer neurritatik gora den arriskutsua. Hau argitzeko asmoz, Jakes Goikoetxeak molekula honen ezaugarri orokorrak azaldu ditu Berrian: zer den, zer egiten duen gure gorputzean, zenbat mota dauden… Honetaz aparte, azaldu du osasun arazoei dagokiela, LDL edo kolesterol txarra aintzat hartu behar dela batez ere. Arrisku faktorerik ez badugu, LDL kolesterolak dezilitroko 130 miligramotik behera egon beharko luke, eta arriskurik bagenu, dezilitroko 100 miligramo baino gutxiago. Azalpenak Berrian: Kolesterola, ezagun arrotza.

Osasunaren Munduko Erakundeak adierazi duenez,  obesitateak epidemia-izaera hartu du Europan. Bere azken txostenean kontinente zaharreko datuak argitaratu ditu, eta azaldu duenez, helduen % 59, eta haur eta gazteen % 28 bizi da obesitateaz. Argitu du, gainera, munduan obesitate-tasa handiena duen kontinentea dela Europa. Gainera, azpimarratu du heriotzen % 13 eragiten dituela obesitateak, eta gaixotasun ez-kutsakor asko izateko aukera nabarmen handitzen duela. EAEn, bestalde, Save The Children elkarteak gisa honetako datuak argitaratu ditu, eta Europakoen antzekoak dira: 16 urtetik beherako haur eta gazteen % 24,7 bizi da obesitateaz.

Medikuntza

CardioPrint ikerketa-proiektuak bihotzekoren bat izan dutenen bihotzak birsortu nahi ditu hiru dimentsiotako inprimagailuak erabiliz. Zazpi bazkideetatik lau Euskal Herrikoak dira. Bihotzeko baten ondorioz, oxigenorik jasotzen ez duen bihotzeko zatiko zelulak hil egiten dira. Orban bat sortzen da eremu horretan eta bertako zelulak ez dira birsortzen. Horixe izango da, izatez, CardioPrint proiektuaren abiapuntua: laborategian giza bihotzeko ehunak sortu gero bihotzekoa izan dutenei jarri ahal izateko, eta honela, kaltetutako bihotzeko zatiak birsortu. Azalpenak Berrian: Bihotza ‘inprimatzeko’ saioa.

Minaren arloko genero arrakala zera da, medikuek sentitzen duzun mina serio ez hartzea, emakumea zarelako. Honen atzean, osasunarekin lotutako estereotipoak daude, emakumeen gaixotasunak gutxiestean sustraitutako estereotipoak, adibidez. Estatu Batuetako azterlan batek ikusi zuen larrialdi unitateetan emakumeek gizonek baino 16 minutu gehiago itxaron behar izatea botikak jasotzeko, abdomeneko mina zutela azaldu ondoren. Beste ikerketa batek, oraingoan Erresuma Batuan, emakumeek bihotzekoa izan ondoren diagnostiko okerra jasotzeko dituzten probabilitateak % 50 handiagoak dira gizonezkoekin alderatuta, mina gaizki interpretatzearen ondorioz.

Teknologia

Alea aldizkarian irakur daitekeenez, Arabako Parke Teknologikoan jarri dute instalazio fotovoltaiko flotagarri bat ur baltsa txiki baten gainean. Emica Solar enpresak egin du prototipoa, eta teknologia foltovoltaikoaren aldaera hau probatzeko egin dute instalazioa. Ur baltsa bertako lorategiak ureztatzeko baliatzen da berez, eta bertan, plataforma flotatzaile baten gainean daude ezarrita eguzki plakak. Enpresa sustatzaileak hedabideei helarazitako ohar batean azaldu duenez, diseinu honek lurrunketa naturalaren, mantenu kostuen eta ur flora eta faunaren gaineko afekzioaren gutxitze nabarmena dakar. Azalpenak Alea aldizkarian: Eguzki panelak, uraren gainean.

 

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate berean Biodibertsitate, Funtzionamendu eta Ekosistemen Gestioa Masterra egin zuen.

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¿Qué papel tienen las normas sociales dentro de la evolución humana? ¿Garantizan una adaptación exitosa al medio natural y social o por el contrario pueden suponer un freno? ¿Cómo llevamos a cabo el proceso de adquisición y aprendizaje del lenguaje? Estas son algunas de las cuestiones a las que se trató de dar respuesta durante la decimosexta edición del Día de Darwin, que tuvo lugar el pasado 14 de febrero. Desde 2007, la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y el Círculo Escéptico conmemoran el nacimiento de Charles Darwin, científico y autor de la teoría de la evolución por selección natural, mediante conferencias centradas en distintos aspectos de la evolución humana dirigidas a amantes de la ciencia y del conocimiento. La Biblioteca Bidebarrieta de Bilbao fue de nuevo el escenario de esta cita con la evolución.

En esta nueva edición del Día de Darwin, las dos conferencias programadas se centrarán en la evolución desde dos perspectivas diferentes: por un lado, la de la adquisición del lenguaje y su desarrollo; y, por otro, sobre el papel de las normas sociales en la evolución humana.

Durante la primera conferencia, “La ontogénesis del lenguaje: el lenguaje antes del lenguaje”,  Núria Sebastián Gallés explica cómo funciona la adquisición del lenguaje, un proceso que desarrollamos desde el periodo prenatal hasta los dos años de vida y que nos hace pasar en un corto periodo de tiempo de ser unos aprendices a contar con un conocimiento especializado.

Núria Sebastián Gallés es catedrática de Psicología en la Universidad Pompeu Fabra y directora del grupo de investigación Speech Acquisition and Perception en la misma institución. Se doctoró en Psicología Experimental en la Universidad de Barcelona. Entre 2013 y 2016 fue miembro del Consejo Científico del European Research Council y entre 2014 y 2016 fue una de sus vicepresidentas. En 2016 fue elegida Fellow de la British Academy.

La segunda conferencia, “Normas sociales y evolución humana”, a cargo de Joseba Ríos Garaizar, aborda la evolución humana desde el punto de vista de las normas sociales, es decir, el conjunto de reglas o normas que deben seguir las personas para tener una mejor convivencia en sociedad. Sin embargo, en algunas ocasiones, estas decisiones o normas no han permitido una adaptación exitosa, así lo demuestran algunos restos arqueológicos encontrados. Durante la charla se reflexiona sobre el papel que las normas sociales han tenido dentro de la evolución humana a través de algunos ejemplos paradigmáticos de la arqueología paleolítica.

Joseba Ríos Garaizar es doctor en Historia por la Universidad de Cantabria, arqueólogo especialista en prehistoria y técnico arqueólogo en el Arkeologi Museoa de Bilbao. Sus proyectos más destacados son las investigaciones arqueológicas en los yacimientos de Arlanpe (Lemoa), Aranbaltza (Barrika) y Amalda III (Zestoa) y ha colaborado en numerosos artículos científicos destacando sus estudios sobre la tecnología y la cultura de los neandertales.

Nota: si bien la bienvenida y presentación iniciales son en euskera, ambas conferencias son en castellano. La primera conferencia comienza en el minuto 7:00 del vídeo, y la segunda en el 48:40.

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por Bidebarrieta Kulturgunea

El artículo Día de Darwin 2022: el lenguaje antes del lenguaje y normas sociales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Covid-19a sortzen duen koronabirusak entzefaloan eragina du eta, beraz, kognizioan. Zuhurra izateko arrazoia. Cognitive and brain changes due to SARS-CoV-2 José R. Pinedarena.

Metabertsoan gauzengatik dirua ordaintzen duenik bada. Ondasunak ere erosten dituela esaten duenik bada. Kontua da zuzenbide inmobiliarioa ez dela aplikatzekoa, zuzenbide zibila, baizik. Can you truly own anything in the metaverse? João Marinottirena.

Grafeno nanozinta baten ertzetan aldaketa txikiak eginda, DIPCkoek propietate magnetiko berriak lortu dituzte. Generation of net spins on chiral GNRs

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

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Un equipo de investigación de la UPV/EHU en colaboración con CIC energiGUNE ha demostrado que añadiendo una sal de cesio en el electrolito de las baterías de sodio-aire (Na-O2) aumenta notablemente la vida del dispositivo, lo que impactaría notablemente en la autonomía del vehículo eléctrico.

Foto: Matteo Paganelli / Unsplash

Las baterías de metal-aire son una tecnología prometedora para suceder a las actuales baterías de iones de litio convencionales. Entre las ventajas que cuentan las baterías de metal-aire la más significativa reside en contar con una mayor densidad de energía que las de iones de litio, por lo que este tipo de baterías ofrecería al automóvil una mayor autonomía, uno de los condicionantes fundamentales para la adopción de este tipo de vehículos.

“Las baterías de metal-aire se encuentran entre las más sostenibles ya que los materiales que se utilizan son más respetuosos con el medio ambiente. Estas baterías toman oxígeno del aire, realizan sus procesos electroquímicos para generar la electricidad y cuando hay que volver a cargar la batería vuelven a emitir el oxígeno; es decir, funcionan consumiendo oxígeno y liberando oxígeno. Por eso, se conocen también como las baterías que respiran”, comenta Idoia Ruiz de Larramendi, investigadora del departamento de Química Orgánica e Inorgánica de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU.

Sin embargo, “no todo son ventajas. Uno de los problemas asociados a estas baterías es que presentan una pobre ciclabilidad, es decir, hacen pocos ciclos de carga y descarga”, dice Ruiz de Larramendi. Por ello, “en este trabajo de investigación nos hemos centrado en el diseño racional de electrolitos para su implementación en baterías de sodio-aire. En la actualidad, la mayoría de las baterías del mercado son de iones de litio. Sin embargo, el litio es un metal de abundancia limitada restringida en solo unos pocos países, por lo que en los últimos años se ha despertado el interés en el desarrollo de baterías basadas en sodio como alternativa, ya que se trata de un elemento más abundante, barato y sostenible”, señala la investigadora de la UPV/EHU.

“El electrolito es el encargado de dar movilidad a los iones dentro de la batería. Nuestro objetivo ha sido conseguir que esa movilidad sea la óptima. Para ello, en este estudio hemos trabajado con dos aditivos: el tetrabutilamonio (TBA) y el cesio (Cs) y hemos evaluado el potencial que presentan para mover los aniones de oxígeno por la batería. Ambos cationes son iones de gran tamaño, más grandes que los cationes de sodio que tenemos en el electrolito. Aplicando los principios de la química y apoyándonos en estudios teóricos entendíamos que se iban a unir mejor a los aniones de oxígeno, y así ha sido en ambos casos”, dice Ruiz de Larramendi. “Sin embargo —continúa—, los cationes de cesio han demostrado tener mayor potencial y ser más eficaces que los cationes de TBA porque la carga del Cs es más accesible para el oxígeno. Al añadir una sal de cesio hemos conseguido mejorar la ciclabilidad y llegar hasta más de 90 ciclos de carga y descarga. A día de hoy puede parecer que es poco, pero supone un gran avance hacia la futura comercialización de estos dispositivos”.

Según el equipo, “gracias al correcto diseño del electrolito es posible optimizar la operación de las baterías de sodio-aire. Obviamente, es mejorable y tenemos que seguir trabajando en ello, pero este trabajo es un importante paso en el que se demuestra que con una estrategia tan sencilla como la de añadir una sal de cesio en el electrolito mejoramos notablemente su ciclabilidad, lo que nos permite soñar con una nueva generación de vehículos eléctricos de mayor autonomía.”

Referencia:

Idoia Ruiz de Larramendi, Iñigo Lozano, Marina Enterría, Rosalía Cid, María Echeverría, Sergio Rodríguez Peña, Javier Carrasco, Hegoi Manzano, Garikoitz Beobide, Imanol Landa-Medrano, Teófilo Rojo y Nagore Ortiz-Vitoriano (2021) Unveiling the Role of Tetrabutylammonium and Cesium Bulky Cations in Enhancing Na-O2 Battery Performance Advanced Energy Materials doi: 10.1002/aenm.202102834

Para saber más:

Ionogeles para baterías de sodio
Las baterías ion sodio, la alternativa estacionaria

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

El artículo Mejorando la vida de la batería de sodio-aire se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Olalla Prado Novoa doktoretza-ondorengoa egiten ari da, eta justu AEBn egiten ari den egonaldia amaitzen ari zaio. Esperientzia paregabea izan dela onartu du, eta nabari zaio benetan gozatu duela, alde pertsonaletik zein akademikotik: “Giza metabolismoaren gastua neurtzeko teknika jakin batzuk ezagutzera eta haietan trebatzera etorri nintzen, eta beste mundu batekin egin dut topo. Hemen beste era batera ulertzen dute ikerketa, eta bai harremanak bai baliabideek ez dute zerikusirik Espainiakoarekin. Beste maila batean daude”.

Ourensen jaioa da, eta Galizian egin zituen unibertsitate-ikasketak eta bitartekoak. Gero, giza eboluzioan sakontzeko, masterra egin zuen Burgosko Unibertsitatean, eta CENIEH giza eboluzioaren ikerketarako zentroan, berriz, egin du doktoretza. Eta orain, Aberdeengo Unibertsitatearen bitartez, VPISU Virginiako institutu politekniko eta unibertsitate estatalean izan da. Eta garbi ikusi du aldea sekulakoa dela.

Irudia: Olalla Prado Nóvoa, giza eboluzioan doktorea.

“Alde batetik, gogo handia nuen doktoretza atzean uzteko eta nire kasa ikertzeko. Baina, batez ere, alderdi akademikotik eta formazioarenetik, hartu dudan erabakirik onenetakoa izan da. Ikerketa nola ulertzen duten, zenbat baliabide inbertitzen dituzten, kideen arteko harremanak… ez du hangoarekin zerikusirik. Hemen ulertzen dute merezi duela ikerketan inbertitzea, eta diziplinartekotasuna egiazkoa da. Lorpenak ez dira indibidualak, taldearenak baizik; beraz denak prest daude besteari laguntzeko, denen onurarako izango baita haren lana aurrera ateratzea. Asko arduratzen dira gustura egon zaitezen, ikertzaile gazteak gehiago zaintzen dira, eta baikorragoak dira”.

Horrez gain, doktoretza egin ondoren, askoz ere errazagoa da enpresa pribatu batean lana lortzea; eta zientziei buruzko ikuspegi zabalagoa dute, ez dute hainbeste bereizten humanitateen eta zientzien artean.

Izan ere, egiaz, bereizketa ez da hain garbia kasu askotan, adibidez, Pradoren beraren kasuan: historia ikasi zuen, eta metabolismoa aztertzeko teknikak lantzen ari da.

Horrela azaldu du bi arloen artean dagoen lotura: “Txikitatik, garbi nuen arkeologo izan nahi nuela ―bai, Indiana Jonesek du errua― . Eta, orain, badaude beste bide batzuk arkeologo izateko, baina orduan historia-ikasketen bitartez egiten zen. Giza eboluzioa da nire intereseko gaia, bereziki, emakumeen ikuspegitik. Eta garbi nuen Atapuercara joan behar nuela. Hortaz, Burgosko Unibertsitatera joan nintzen, giza eboluzioari buruzko masterra egitera. Horrela hasi nintzen emakumeen gastu energetikoa ikertzen, egoera fisiologikoaren arabera, eboluzioan zehar”.

Eboluzioa, emakumeen ikuspuntutik

Jakina, hori ezin da zuzenean ikertu, baina gaur egungo emakumeen datuak ikertuta, eta aztarna arkeologikoetatik lortutako zenbait parametro aintzat hartuta, simulazioak egin daitezke. Hori izan da Pradoren lana, eta, orain, AEBn, egun osoko gastu metabolikoa ezagutzeko metodo ez inbaditzaile bat ezagutu du. “Ura deuterio eta oxigeno-isotopoekin markatu, eta, boluntarioak ur hori edan ondoren, gernuan zein kantitatetan azaltzen diren neurtuta, jakin daiteke zein izan den pertsona horren gastu metabolikoa”, esplikatu du.

Metodo hori, beraz, oso lagungarria zaio datu zehatzagoak lortzeko eta simulazio hobeak egiteko. Azken helburua da ulertzea talde bateko kideen arteko harremanak, eta ingurunearekin zuten elkarrekintza, eboluzioaren zehar. Batik bat, emakumeetan, gizonetan baino gutxiago ikertu baita. Bere tesian, esaterako, batetik, ikertu zuen haurdunen gastu metabolikoa gizaki modernoaren aurreko espezieetan, eta, bestetik, ea sexuen araberako lan-banaketa sexuen arteko diferentzia energetikoen ondorio zen.

Ondorio honetara iritsi ziren: “Ikusi genuen ezetz, gizonen eta emakumeen artean ez dagoela abantaila edo desabantaila energetikorik, lan jakin bat egiteko. Antza denez, espezializazioak inguruneko baliabideak hobeto ustiatzea dakar. Gero, baliabideak taldekideekin partekatuta, bizirauteko aukera areagotzen da. Horrek azaltzen du lan-banaketa; eraginkorragoa eta hobea da taldearentzat“.

Elkarlanak norbere kasa aritzeak baino emaitza hobeak ematen ditu, beraz, lehen eta orain. Aurrera begira, Espainian lan egitea gustatuko litzaioke, baina ez du erraza ikusten. Doktoretza-ondorengoarekin jarraitzeko atzerrian eskatu ditu pare bat beka, eta erantzunaren zain dago Olalla Prado. “Ea zortea dudan”. Hala bedi.

Fitxa biografikoa:

Olalla Prado Nóvoa Ourensen jaioa da (Galizia), 1990ean. Historian lizentziatu ondoren, Giza eboluzioari buruzko masterra egin zuen Burgosko Unibertsitatean. Jarraian, doktoretza egin zuen CENIEH giza eboluzioaren ikerketarako zentroan, eta, orain, Aberdeengo Unibertsitatearen bitartez, VPISU Virginiako institutu politekniko eta unibertsitate estatalean izan da, egonaldi bat egiten.

Egileaz:

Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariko erredaktorea.

Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Si alguna vez has oído hablar del arpa de boca, probablemente asocies su sonido a los dibujos animados, a los muelles, o quizás, con suerte, a las películas del oeste. Es ese instrumento que hace doing doing doing —o boing boing o wuaaaang wuaang, según el modelo que tengas— cada vez que algo rebota. Acompaña a menudo al coyote en su eterna persecución del correcaminos, a Bugs Bunny cuando salta en un trampolín o a Tom y Jerry, cada vez que que el pobre gato recibe algún golpe o pinchazo lo bastante flexible.

Jongen met mondharp / Joven con arpa de boca (1621) de Dirk van Baburen (1595 – 1624). Fuente: Centraal Museum Utrecht.

Donde probablemente no te esperabas oír un sonido así es en medio de un concierto clásico y, probablemente por eso, esta composición te sorprenderá:

Si has escuchado la obra desde el principio, al llegar al minuto 1 quizás has pensado que se trataba de una broma. Cuando hace su aparición, el timbre de este instrumento resulta tan contrastante que casi parece una parodia, como si un personaje de los Looney Tunes se hubiese colado en la sala de conciertos para asustar a señoras elegantes y epatar a “le bourgeois”. Pero no, no es una broma. Se trata de una de las pocas partituras que se conservan escritas por Johann Georg Albrechtsberger, un célebre compositor austriaco del siglo XVIII. Fue, quizás, uno de los teórico musicales más reconocido de su tiempo, y pasó a la historia como profesor de otros grandes compositores, entre ellos, Ludwig van Beethoven.

Entre 1769 y 1771, Albrechtsberger escribió al menos siete conciertos para arpa de boca y orquesta de cuerda. Y lo hizo sin ironía, sin despeinarse su tupida peluca, porque a fin de cuentas, el arpa de boca pertenecía a una larga tradición musical dentro de su país. El Maultrommel (que se podría traducir, literalmente, como tambor de boca) se llevaba usando desde hacía siglos y era particularmente popular en la música folclórica de Austria y otros países de habla alemana. Y para ubicarla, aquí va otro vídeo que probablemente os sorprenderá:

No es, ni de lejos, la única tradición musical que incluye este peculiar instrumento, ni tampoco la más antigua. La primera representación de alguien tocando lo que parece ser un arpa de boca es un dibujo chino del siglo III a. C. Pero se cree que una serie de huesos curvos del año 1800 a.C., descubiertos en Shaanxi, China, podrían haberse utilizado con fines musicales. Esto convertiría al arpa de boca en uno de los instrumentos musicales más antiguos conservados. Y también uno de los más universales: está presente, con más de 900 nombres diferentes, en culturas de todo el planeta, desde China a Europa, Siberia, Japón, el Sureste asiático (Taiwan, Vietnam, Filipinas, Indonesia…) y Polinesia. En español se conoce también como guimbarda, trompe o birimbao.

Siberia

Hecho de bambú.

Su sencillez podría explicar su antigüedad, y también su popularidad. Basta una lámina flexible, lo bastante alargada como para producir un tono más o menos reconocible. Esta lámina suele estar hecha de metal, hueso o madera. Pero también te puedes hacer un arpa de plástico, si tienes un poco de mañana y una tarjeta de crédito que no vayas a usar. Al flexionar la lámina y soltarla, esta intenta regresar a su posición inicial, y en el camino produce una vibración sonora. La frecuencia está definida por la forma de la lámina, y es siempre la misma (por eso, en la tradición austriaca, van alternando entre varias arpas para cambiar de nota). Pero aquí viene la magia: el arpista utiliza su boca para amplificar este sonido y para filtrarlo. Cambiando la posición de su mandíbula y sus mejillas1, puede resaltar los distintos armónicos y formar melodías reconocibles.

El resultado es una sonoridad ciertamente exótica, con un tono fundamental y una melodía difusa que va flotando sobre la base. Algo parecido a lo que sucede en el canto difónico. Resulta sorprendente, muy reconocible, y al mismo tiempo está basada en una técnica que a todos nos resulta familiar: las resonancias de nuestra propia boca, las mismas que utilizamos en nuestro día a día para hablar y para expresarnos. Por eso, quizás no debería sorprendernos que su uso sea tan popular, desde la antigua China, y hasta el salvaje Oeste.

Cuando el siglo XX, Ennio Morricone decidió buscar una nueva sonoridad para las narrativas del lejano Oeste que le encargaban recrear, empezó a combinar los timbres de la orquesta, con otros más humildes y populares. Sonidos como el de la ocarina y el arpa de boca, que probablemente resonaron en aquel paisaje remoto. Gracias a él, el arpa de boca volvió a encontrarse con la orquesta, y quedó grabada en nuestra memoria, desde entonces, asociada al spaghetti western.

Nota:

1Para ver a qué me refiero, puedes probar a darte pequeños golpes con los dedos en la mejilla. Si cambias la posición de la boca (como pronunciando una u, o una a) observarás cómo el sonido se vuelve más grave o más agudo.

Sobre la autora: Almudena M. Castro es pianista, licenciada en bellas artes, graduada en física y divulgadora científica

El artículo Arpa de boca: De las clases de Beethoven al spaghetti western se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.