Zientzia

Biologiaren eta literaturaren arteko harremana aurkeztu du Juan Ignacio Pérez Iglesiasek ‘Animalien letrak’ hitzaldian. Txibia erraldoiak, zeroiak, lera txakurrak, kolibiriak eta erreginatxo marradunak izan ditu hizpide, Herman Melville, Julio Verne, Jack London eta H. D. Thoreau autoreen eskutik.

Literaturan baldin bada animalia ikonikorik, balea da; zehazki, Moby Dick. Zeroia zen Moby Dick, bale horzdun handiena. Euskal kostaldean garrantzia handia izan dute baleek. Baina, pentsa daitekeenaren kontra, ez dira ehizatu haragiagaik, olioagatik baizik. Ugaztunak eta endotermoak dira baleak. Beroa gorde behar dute tenperaturari eusteko eta ura oso medio gogorra da horretarako. Bero galerari aurka egiteko baleek duten modu bakarra olio geruza da. Olio hori ustiatzeko ehizatzen ziren baleak.

Herman Melvilleren “Moby Dick” liburuan irakur daiteke: “Zeroiak bere denboraren zazpiren batean zehar bakarrik hartzen du arnasa edo, bestela esanda, igandean bakarrika hartzen du arnasa”.Hau ez da egia. 90 minutu egon daitezke urpean baleak, arnasa hartzeko azalera igo gabe. Horretaz gain, zeroiak eta baleak urperatzen direnean airea bota egiten dute, hartu baino. Urpera doazenean, beraz, ez dute birikak airez betetzen, husten, baizik.

Aurretik hartutako airearekin mioglobina oxigenoz bete egin dute eta horrekin egiten dute urpealdia. Mioglobina kantitateari esker egin dezakete hau, izan ere, gizakiok kilogramo bakoitzeko 6g. mioglobina baldin badugu, zeroiak 76g. ditu. Horri esker uperatu daiteke 1.500-2.000 metroraino. Non txibia erraldoiak topatu daitezkeen.

(Irudia: A. Twidle. Wellcome Library).

Julio Verneren “Hogei mila legoako bidaia itsaspetik” liburuan topatu daitezkeenak bezala. Eta beti galdera bera sortzen da halako txibia ikustean: jan daiteke? Ba, ez. Oso gogorra delako eta, batez ere, amoniako eduki altua duelako.

Txibia erraldoiek euren barne fluidoetan amonio asko daukate, flotagarritasuna aldatzeko erabiltzen dutena. Ez da duten berezitasun bakarra, baina. Naturaren begirik handiena dute: 25cm baino gehiagoko diametrokoa. Tamaina handiaren arrazoia ez omen da bizi diren sakontasunean argi gutxi dagoela. Zabaldutako hipotesiaren arabera, zeroiek txibiak erasotzean sortzen duten presio uhinek luminiszenteak diren izakietan luminiszentzia aktibatzea eragiten dute eta horrela zeroiaren soslaia ikus daiteke. Bereziki horretarako moldatuta omen dago txibiaren begia.

Itsasotik elurrera…

Itsasoaren eremu ilunetik elurrera Jack Londonen “The Call Of The Wild” liburuaren eskutik. Bertan irakur daiteke erresistentzia fisiko aparta duten animaliei buruz: lera txakurrak. Oso animalia bereziak dira: artifizialki aukeratuak dira, neurri batean behintzat, eta horri dagokio erresitentzia fisiko aparta, ziur aski. Oso muskulatura berezia dute, muskulatura nekagaitza, zuntz nekagaitzen dentsitate handia dute hanketan. Nekagaitz esatean, literalki esan nahi da, fisiologikoki ez dira nekatzen: aerobikoa da muskulu hau eta erabiltzen dituen substratuak, batez ere, lipidoak dira.

Gizakiok ere baditugu horrelako zuntzak eta gutako askok, erresistentzia korrikalariak, esaterako, asko dituzte. Muskulu nekaezinak oso ondo odoleztatuak eta oxigenatuak daude. Hain dira eraginkorrak lera txakurren muskulu nekaezinak, ezen nahikoa energia emari badago, lasterketan parte hartzen dutenean egunero 14 ordu jarraian korrika ibil daitezkeela. Gelditzen badira musherrak gelditzen dituztelako da.

Muskuluez gain, bihotza ere oso indartsua dute lera txakurrek. 40/60taupada minutuko dute pausoan, baina korrikan 300 taupada/minutura igotzen da. Konparatzeko, lera txakurrak gizakien tamainakoak balira 220-230 taupada minutuko frekuentzian ibiliko lirateke korrika egitean. Gizakiok 180 taupada/minututik gora atari anaerobikoa gaindituko genuke, energetikoki batere eraginkorra ez dena. Txakurrak, baina, haien metabolismoaren gorenaren erdian daude, tarte zabala dute oraindik ahalegintzeko eta korrika abiadura handitzeko.

Gastatzen duten energia lasterketa egun batean 47.000 kilojuliokoa da, egun normal batean 10.500 kilojuliokoa dela. Artikoan dagoen soldadu batek 30.000 kilojulio gastatzen ditu egun batean eta tourra egiten duen txirrindulariak 33.000 kilojulio. Tourreko txirrindulariak txakurraren tamaina balu, 15.000 kilojulio gastatuko lituzke. Tourrean lasterketan dabilen txirrindulari batek gastatzen duena hiru aldiz gastatzen du txakurrak, hortaz.

Eta zerura

H. D. Thoreau autorearen liburuak zerura begira jarri eta kolibriak eta erreginatxo marradunak jarri ditu arreta puntuan. Oso hegazti txikiak dira kolibriak eta hain txiki izateagatik oso interesgarriak, bereziak. Dagoen kolibririk txikiena erletxoria da, Kuban aurki daitekeena: haren habiak 3 cm baino gutxiago ditu eta bere masa 2 gramo baino gutxiagokoa da. Hegalak 12-90 astintze/segundoko abiaduran astintzen dituzte, 50km/h- ko abiadurara hel daitezke eta atzera egin dezakete hegan, beste hegaztirik ez dago atzera hegan egin dezakeenik.

Lore batetik bestera doaz kolibriak nektarra jateko. Homeotermoen artean metabolismo tasarik handiena dute: gizakiena bider hamar. 1.500 lore bisitatzen dituzte egunero eta hau egiteko ez dute 5 ordu baino gehiago behar. Gauean lozorroan sartzen dira, duten tasa metaboliko handia dela eta energia aurreztu behar dutelako. Duten masaren baliokidea jaten dute masa lehorran, hau da, bere masa azukre puruan. Hartzen duten uraren %80 nektarraren bidez xurgatzen dutenez, arazoa dute ura kanporatzeko, hau izan daiteke planetan duten banaketaren arrazoia, leku beroetan baino ez daude. Toki hotzetan bizi ahal izateko gehiago jan beharko lukete, ur gehiago hartuko lukete eta gehiago kanporatu beharko lukete,

Erreginatxo marradunak, bere aldetik, elikadura ohitura bitxia du. Udazkena heltzen denean, urrian, hegoalderako migrazioa hasi baino lehen askoz gehiago jaten du, normalean baino lau bider gehiago. Fotoperiodoaren arabera, heltzen da eguna noiz hegoalderantz alde egiten duten. Bidaia hiru egunetan egiten dute gelditu gabe eta 3.000km egiten dute.

Hegoalderanzko bidaiari aurre egin ahal izateko oso gauza bitxia egiten dute erreginatxo marradunek: disgestio-aparatua desegiten dute. Digestio aparatua oso garestia da eta energia aurrezteko eta hegaldian erabiltzeko, digestio aparatua atrofiatu egiten dute.

Thoureauk erreginatxo marradunari egiten dion erreferentziari esker, jakin zuen Juan Ignacio Pérez Iglesias biologoak iparralderanzko bidaia egiterakoan erreginatxo marradunak oso ezberdin egiten duela: jan egiten du bidaian zehar. Hala, behean ikus daitekeen hitzaldian dioen bezala:

Batzutan, biologo baten begiekin ikus daitezke bestela ikusi ezin daitekzkeen gauzak, baina beste batzutan idazle baten begiekin biologo batek ere gauzak ikas ditzake.



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Foto: Enrique López Garre / Pixabay

Una de las primeras pistas verdaderamente importantes que llevaron a desentrañar la estructura atómica implicaba el estudio de la emisión y absorción de luz por los átomos de diferentes elementos. Los físicos sabían por la teoría de Maxwell que la luz es emitida y absorbida solo por cargas aceleradas. Esto sugería que el átomo podría contener cargas en movimiento. Podía esperarse por tanto que los patrones y las regularidades en las propiedades de la luz emitida proporcionasen indicios sobre la naturaleza precisa de los movimientos de estas cargas. Los resultados de este estudio fueron tan importantes para desentrañar la estructura atómica que necesitaremos revisar su desarrollo aquí con cierto detalle [1]. Empezamos con los espectros de emisión.

Se sabía desde hacía mucho tiempo que se emite luz por gases o vapores cuando se excitan en una de las siguientes formas:

(1) calentando el gas a una temperatura alta, como cuando una sustancia volátil se pone en una llama;

(2) por una descarga eléctrica a través del gas en el espacio entre los terminales de un arco eléctrico; o

(3) por una corriente eléctrica continua en un gas a baja presión, como en los letreros de neón.

El físico Thomas Melvill realizó los primeros experimentos sobre la luz emitida por varios gases excitados en 1752 [2]. Puso una sustancia tras otra en una llama, «después de haber colocado un cartón con un agujero circular entre mi ojo y la llama […], examiné la constitución de estas diferentes luces con un prisma ”. Melvill descubrió que el espectro de luz visible de un gas caliente de un solo elemento era diferente del conocido espectro arcoiris de un sólido o líquido calientes. El espectro de Melvill no era un continuo ininterrumpido de colores del violeta al rojo. Por el contrario, consistía en trozos aislados, cada uno con el color de esa parte del espectro continuo en el que se localizaba. Había espacios oscuros o, dicho de otra forma, faltaban colores entre los trozos.

Más tarde, se generalizó el uso de una ranura estrecha a través de la cual se dejaba pasar la luz. Los trozos de color de Melvill se convirtieron en líneas [3]. Estos espectros muestran que la luz emitida por un gas es una mezcla de solo unos pocos colores definidos o, en general, de subconjuntos de longitudes de onda muy restringidos. Estos tipos de espectros se denominan espectros de emisión y su estudio se conoce como espectroscopia.

Espectro de emisión del hidrógeno. Imagen: Wikimedia Commons

Melvill también señaló que los colores y las ubicaciones de las líneas [3] eran diferentes cuando se ponían diferentes sustancias en la llama. Por ejemplo, con la sal de mesa común en la llama, el color dominante era «amarillo brillante» (ahora se sabe que es característico del elemento sodio). De hecho, el espectro de emisión es muy diferente para cada gas químicamente disitnto porque cada elemento químico emite su propio conjunto característico de longitudes de onda. [4]

Espectro de emisión en la región visible del vapor de hierro. Imagen: Wikimedia Commons

Algunos gases tienen espectros de emisión relativamente simples. Así, la parte más prominente del espectro visible del vapor de sodio es un par de líneas amarillas brillantes. Esta es la razón por la cual, por ejemplo, la llama en una estufa de gas se vuelve amarilla cuando la sopa, o cualquier líquido que contenga sal, cae sobre ella al hervir. Algunos gases o vapores tienen espectros muy complejos. El vapor de hierro, por ejemplo, tiene unas 6000 líneas brillantes solo en el rango visible.

En 1823, el astrónomo John Herschel sugirió que cada gas podría identificarse por su espectro de emisión característico. A principios de la década de 1860, el físico Gustav R. Kirchhoff y el químico Robert W. Bunsen habían descubierto conjuntamente dos elementos nuevos (rubidio y cesio) al observar líneas de emisión no reportadas previamente en el espectro del vapor de un agua mineral. Este fue el primero de una serie de descubrimientos basados en espectros de emisión. Con él comenzó el desarrollo de una técnica para el análisis químico rápido de pequeñas cantidades de materiales mediante espectroscopía.

Notas:

[1] Para ello, a lo largo de entradas sucesivas seá necesario que aparezcan algunas ecuaciones matemáticas. Como siempre en nuestras series serán muy simples y solo utilizarán poco más que las cuatro reglas de la aritmética más elemental. Merecerá la pena el esfuerzo extra.

[2] No, no es una errata. A mediados del siglo XVIII, exactamente el mismo año en el que Benjamin Franklin llevaba a cabo en una colonia británica llamada Pennsylvania un experimento con cometas, llaves y rayos.

[3] Estas líneas brillantes son, de hecho, imágenes a color de la ranura. Cuando se habla de líneas del espectro estamos asumiendo que hay una rajita en alguna cosa opaca por la que se deja pasar la luz. Dicho de otra forma, las líneas espectrales son líneas porque los instrumentos usan ranuras, no porque se emitan como líneas.

[4] Al mirar una fuente gaseosa sin la ayuda de un prisma o una rejilla, nuestro encéfalo combina los colores separados. Percibe la mezcla como rojiza para el neón, azul pálido para el nitrógeno, amarillo para el vapor de sodio (aun el de muchas de las farolas de muchas ciudades españolas), y así sucesivamente.

[5] La «prueba de llama» suele ser hoy día una práctica de laboratorio muy simple en los primeros cursos de introdución a la química.

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

El artículo Los espectros de emisión de los gases se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Foto: Pixabay

Son tan hipnóticos como peligrosos. Bautizados con el nombre de un animal legendario como el dragón, los dragones de Komodo tienen poco que envidiar a sus equivalentes de cuento: son grandes, fuertes y tienen la habilidad de cazar presas mucho más grandes que ellos con un solo mordisco.

Esta semana sabemos un poco más sobre cómo los dragones de cómodo han llegado a ser como son gracias a que se ha publicado por primera vez una secuenciación de su genoma en la revista Nature Ecology & Evolution, algo muy útil si tenemos en cuenta algunas de sus peculiares habilidades y características, como un potente sentido del olfato para ser reptiles o un metabolismo inusualmente rápido que les permite extraer energía de la comida durante un tiempo más prolongado de lo habitual en otros reptiles

Para entender y descodificar ese genoma, los autores del estudio han dedicado 8 años a recopilar datos y secuenciar genomas de cuatro dragones que viven en cuatro zoológicos diferentes y los compararon con otros 15 reptiles de la familia Varanidae, a la que pertenecen los dragones de Komodo, tres aves y cuatro mamíferos.

Para celebrar este hito, que permitirá conocer mejor a estos imponentes animales, así como favorecer su preservación y la de sus hábitats, aquí van algunas cosas que hemos ido aprendiendo sobre ellos.

1. Un veneno que hace que la presa se desangre

Los dragones de Komodo son capaces de matar presas bastante más grandes y fuertes que ellos con un solo mordisco. A menudo aprovechan el factor sorpresa para pegar la dentellada y luego se retiran a una distancia prudencial hasta que el desdichado bicho muere desangrado. Juega a su favor el potente veneno que se encuentra en su saliva.

Durante mucho tiempo se pensó que la presencia de bacterias en su boca causaba una rápida sepsis (infección de la sangre) que era lo que acababa con sus presas, pero ahora parece claro que ese no es el único efecto de su mordida: su saliva contiene también compuestos que impiden la coagulación de la sangre y causan hipertensión, de forma que el animal mordido se desangra rápidamente y muere al poco rato.

2. Pero que a ellos mismos no les afecta

Las peleas entre dragones de Komodo pueden ser temibles, pero este reciente trabado de decodificación de su propio genoma ha ayudado también a entender cómo su cuerpo es inmune al veneno de las mordidas de otros individuos de su misma especie.

En concreto, los investigadores han hallado una serie de genes que codifican proteínas que intervienen en los procesos de hemostasis, el conjunto de mecanismos que tiene un cuerpo para detener las hemorragias y retener la sangre dentro del organismo. El trabajo de los científicos permite entender como la presión evolutiva ha favorecido esos genes en los dragones de Komodo de forma que lo que les sirve para cazar o defenderse de otras especies no les haga matarse entre ellos con tanta facilidad.

3. Un veneno convertido en tratamiento

No es raro que médicos y científicos busquen en los venenos de la naturaleza remedios para los males humanos, y la saliva del dragón de Komodo no es una excepción. Después de todo, los problemas de coagulación son una enfermedad que afecta seriamente a la vida de las personas que la padecen, ¿no podrían las propiedades de esta sustancia intervenir en su tratamiento.

En 2017, científicos de la Universidad de Queensland, en Australia, publicaban en la revista Toxins una investigación en la que analizaban la composición del veneno de varios tipos de lagartos, entre ellos del dragón de Komodo, para tratar de aislar y aprovechar sus compuestos anticoagulantes en el tratamiento de enfermedades relacionadas con la trombosis y otros problemas cardiovasculares.

Foto: Wikimedia Commons

4. Los dragones de Komodo son bastante comodones

Pido perdón por el terrible juego de palabras, no me he podido resistir. Pero tiene algo de cierto: resulta que los dragones de Komodo podían haberse expandido más allá de sus hábitats actuales, pero por alguna razón simplemente prefirieron no hacerlo. Esa era la principal conclusión de una investigación publicada en la revista Proceedings of the Royan Society B el año pasado.

Para estudiar este asunto, los investigadores desplazaron 7 dragones adultos a cierta distancia de su territorio: algunos a unos 25 kilómetros dentro de la misma isla mientras que otros fueron transportados a islas vecinas a menos de medio kilómetro de distancia. En menos de cuatro meses los lagartos desplazados por tierra habían vuelto a su territorio mientras que los que estaban en otra isla, mucho más cerca y a pesar de ser perfectamente capaces de nadar esa distancia, ni siquiera lo intentaron.

Esta reticencia a moverse tiene sus inconvenientes, pero también sus ventajas. Por un lado, les hace vulnerables a problemas de escasez de alimentos y a terminar debilitándose a causa de la consanguineidad a la hora de reproducirse. Por otro, arriesgarse a explorar islas desconocidas puede suponer un riesgo demasiado alto si en ella no hay alimento suficiente o no consiguen aparearse con ningún otro individuo en esa nueva isla. Por eso quizá volver por tierra a casa puede ser una opción atractiva aunque la distancia sea relativamente grande, pero cruzar las aguas, por breves que sean, no merezca la pena.

Referencias:

Enter the Dragon: The Dynamic and Multifunctional Evolution of Anguimorpha Lizard Venoms – Toxins

Genome of the Komodo dragon reveals adaptations in the cardiovascular and chemosensory systems of monitor lizards – Nature Ecology and Evolution

Exploring mechanisms and origins of reduced dispersal in island Komodo dragons – Proceedings of the Royal Society B

Sangre de Dragón – Cuaderno de Cultura Científica

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

El artículo Los dragones de Komodo son unos comodones venenosos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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

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

Hona hemen gure lehen ariketa: Karta-jokoa.

1) Bost lagun kartetan ari dira. Partida bakoitzean lauk jokatzen dute eta batek ez, txandaka. Partida bakoitzeko jokalarien adinen baturak hauek dira: 124, 128, 130, 136 eta 142. Zenbat urte ditu jokalari gazteenak?

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Ariketak “Calendrier Mathématique 2019. Un défi quotidien” egutegitik hartuta daude. Astelehenetik ostiralera, egun bakoitzean ariketa bat proposatzen du egutegiak. Ostiralero CNRS blogeko Défis du Calendrier Mathématique atalean aste horretako ariketa bat aurki daiteke.

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Imagen: Gordon Johnson / Pixabay

En 2015 Amazon desarrolló un software para contratar a miles de personas para hacer pequeñas tareas para mejorar su web. Más tarde alquiló ese mismo software a otras empresas para que pudiesen hacer lo propio. Desde entonces, más de medio millón de personas han sido contratadas para trabajar en el sistema. Ese software y otros similares han resultado ser muy útiles también para hacer experimentos en campos en los que no había sido posible antes. El laboratorio dirigido por el sociólogo (y también médico) Nicholas Christakis, de la Universidad de Yale, es uno de los que ha recurrido a esos servicios para hacer experimentos sociales a gran escala. Mediante un programa desarrollado en su laboratorio han creado sociedades en miniatura cuyos integrantes son trabajadores del servicio de Amazon. Los investigadores relacionan a unos individuos con otros dentro de esas minisociedades, y manipulan variables tales como la estructura de las interacciones o su naturaleza.

En un primer experimento, a 785 personas distribuidas en 4 minisociedades se les asignaron entre una y seis relaciones sociales, de manera que cada participante tenía un esquema diferente de conexiones. En el experimento pretendían emular las condiciones para la producción de bienes públicos. Para ello, a los participantes se les daba una cantidad de dinero; y podían quedarse con todo o entregar una parte a las personas con las que estaban conectados. En este segundo caso los experimentadores entregaban al receptor una cantidad igual a la donada, de manera que este obtenía el doble. Al ejecutar rondas sucesivas del “juego”, se generaban condiciones que propiciaban reciprocidad. Esto es, cuando alguien no donaba, lo normal es que en la siguiente ronda los otros tampoco le diesen nada a esa persona. Podía ocurrir, por ello, que al cabo de varias rondas todo un grupo llegase a dejar de hacer donaciones, o lo contrario. Cuando a los participantes no se les permitía cambiar sus relaciones, lo normal es que cesase la cooperación. Pero si se les dejaba una cierta capacidad para elegir a sus “amigos”, se acababan configurando grupos formados por colaboradores, marginando a quienes no lo hacían.

En otro experimento con 1.529 personas distribuidas en 90 grupos, estudiaron cómo cambiaba el grado de cooperación en función del grado de fluidez social. Y observaron que la cooperación era mínima en las sociedades con una estructura rígida, porque en ellas no se puede evitar interactuar con individuos egoístas; pero una vez alcanzado un nivel máximo de cooperación, los grados más altos de fluidez tampoco son beneficiosos; al parecer, un cambio demasiado frecuente en las relaciones interpersonales desincentiva la cooperación.

En un tercer experimento con 1.163 individuos distribuidos en 48 sociedades, midieron la medida en qué el beneficio debía exceder al coste de la cooperación para que esta fuese posible. Hallaron que, como norma, la relación coste beneficio debía ser superior al número de relaciones de cada individuo. En otras palabras, cuantos más individuos interactúan mayor ha de ser el beneficio relativo, seguramente porque al aumentar el número de personas implicadas, también aumenta la dificultad de la cooperación. Y por último, comprobaron también que las desigualdades económicas entre los participantes no influían en el grado de cooperación, salvo que tales desigualdades fuesen visibles.

Aunque se trata de experimentos y, por lo tanto, no reflejan con total fidelidad las condiciones de la vida social real, los resultados de estos “juegos” ayudan a entender lo que ocurre en situaciones reales. Hay quien critica estos experimentos porque simplifican mucho el funcionamiento de las sociedades. Es cierto; tan cierto como que los experimentos en ciencias naturales también simplifican mucho los sistemas naturales.

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

El artículo Sociedades miniatura experimentales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Comprobaciones experimentales de la relatividad general (1)
3. Comprobaciones experimentales de la relatividad general (y 2)

El fútbol es el deporte alrededor del cual orbitan, además de los miles de fieles seguidores, sectores como la hostelería, el periodismo, la publicidad o la moda. Pero, ¿hay lugar para la ciencia?

Aunque resulte difícil imaginar la relación que pueda existir entre disciplinas científicas como la física, las matemáticas o la antropología y el fútbol, cada vez son más las ocasiones en las que, sorprendentemente, la ciencia puede explicar muchos de los acontecimientos que suceden en un campo de fútbol e incidir en aspectos como la mejora del rendimiento de los jugadores y, en consecuencia, de los resultados.

La relación entre estas dos disciplinas fue el hilo conductor de un ciclo de conferencias organizado por la Cátedra de Cultura Científica con el apoyo de la Diputación Foral de Bizkaia y la colaboración de Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades”, que tuvo lugar en el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU de Bilbao los meses de octubre y noviembre de 2018. Enmarcado en el ciclo de conferencias “Zientziateka”, que contó con cinco conferencias impartidas por especialistas de diversos campos en las que se ilustró la conexión que existe entre diferentes disciplinas científicas y el fútbol.

Kiko Llaneras es doctor en Sistemas de Automática Industrial y consultor de visualización y ciencia de datos y habla en esta interesantísima charla, tomando como eje su experiencia personal en el diario El País escribiendo sobre fútbol y estadística, sobre si es apropiado o no hablar de predicciones y probabilidades sujetas al azar en los periódicos.



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

El artículo Fútbol, periódicos y estadísticas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Ciencia, arte y cultura callejera: física y música

Kanibalismo egintza izan zen gure galaxiaren sorrera. Tomás Ruiz-Larak aurkikuntzan hartu duen ikertzaileetako bat da: The origin of our Galaxy.

Bada kafea egiten duenik. Eta badira kafe-kafea eginten dutenak. Eredu berria dakarte BCAMetik dastatu baino lehen zer zapore duen aurreikusten duena, kafea egiteko moduagatik. Horra matematiken erabilgarritasuna A model for the perfect espresso coffee

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

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La Facultad de Ciencias de Bilbao comenzó su andadura en el curso 1968/69. 50 años después la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU celebra dicho acontecimiento dando a conocer el impacto que la Facultad ha tenido en nuestra sociedad. Publicamos en el Cuaderno de Cultura Científica y en Zientzia Kaiera una serie de artículos que narran algunas de las contribuciones más significativas realizadas a lo largo de estas cinco décadas.

Desde la expansión de la agricultura y la ganadería, que se inició en el neolítico, los humanos hemos intentado modificar la información genética de animales y plantas, en nuestro propio interés. Así lo atestiguan algunos bajorrelieves de 850 años AC, donde se aprecian dioses asirios polinizando artificialmente palmeras datileras. Hasta hace poco menos de 50 años, estas modificaciones solo podían realizarse de forma indirecta, mediante cruzamientos entre organismos de la misma especie, o de especies muy relacionadas, y la selección de aquellos descendientes que presentan los caracteres de interés (por ejemplo, un mayor tamaño, frutos más dulces, animales más dóciles, …), para realizar con ellos nuevos cruces y así, progresivamente, ir modificando la composición genética de las poblaciones, de acuerdo a nuestros intereses.

Sin embargo, en las últimas 5 décadas, se han desarrollado herramientas moleculares que permiten realizar modificaciones genéticas de manera directa. Varios grupos de investigación de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU hemos seguido muy de cerca estos avances y hemos participado activamente en algunas de sus aplicaciones. En este artículo y en los dos que le sucederán, presentamos brevemente algunos de los desarrollos más importantes en este ámbito, destacando sus aplicaciones en el campo biomédico y mencionando algunos de los debates científicos y sociales que su uso propició o que sigue generando hoy día.

El término «ingeniería genética» se acuñó a principios de los años 40 del siglo pasado. Curiosamente, los avances científicos que la hicieron posible no sucedieron hasta unos cuantos años más tarde, primero con el descubrimiento de la estructura del DNA, por Franklin,Watson y Crick en1953, y luego con el descubrimiento de la tecnología del DNA recombinante, por Cohen y Boyer en 1973 (Figura 1). La tecnología del DNA recombinante implica la unión de fragmentos de DNA, procedentes de una misma especie o de especies diferentes, para crear moléculas de DNA “híbridas” que pueden posteriormente introducirse en una célula hospedante.

Figura 1. A) Diagrama de la doble hélice de DNA propuesto por James Watson y Francis Crick en 1953 a partir de imágenes de rayos X obtenidas por Rosalind Franklin. Fuente: Watson, J. D. et. al., Molecular Structure of Nucleic Acids. Nature, 171: 737-738. B) La introducción del DNA recombinante (rDNA) híbrido (plásmido recombinante) en una bacteria permite que el DNA recombinante se replique naturalmente en la bacteria (clonación génica). Fuente: Wikimedia Commons

 

En los primeros años de la tecnología del DNA recombinante, su uso generó mucha suspicacia y preocupación, por tratarse de una manipulación de la esencia misma de la vida (recordemos que el DNA se consideró la “molécula de la vida”). Se temía que estos genes híbridos llevaran consigo capacidades incontrolables para dañar a los seres humanos. Tal es así que en 1974 los propios científicos se auto-impusieron una moratoria en sus investigaciones hasta que se celebró una reunión internacional (la Conferencia de Asilomar en 1975) para debatir si la experimentación con DNA recombinante planteaba algún peligro plausible para la salud pública. En esta reunión unos 150 científicos discutieron durante días sobre los riesgos potenciales de la nueva tecnología y sobre su regulación, y elaboraron directrices voluntarias para garantizar la seguridad de la tecnología del DNA recombinante (Figura 2). Acordaron, por ejemplo, que fuera una bacteria específica (E. coli cepa K12) la utilizada en experimentos de DNA recombinante. Se trata de una cepa no patógena, genéticamente modificada para que no pueda colonizar el tracto digestivo humano ni sobrevivir fuera del laboratorio y, tras más de 40 años trabajando con ella, podemos decir que estas medidas fueron totalmente efectivas.

Los participantes en la Conferencia de Asilomar también se esforzaron por llevar la ciencia al dominio público. Según los organizadores Paul Berg y Maxine Singer, la conferencia “marcó el comienzo de una era excepcional, tanto para la ciencia como para la discusión pública de las políticas científicas”, y cumplió el importante propósito de poner fin a muchos temores sociales con respecto a los usos responsables de las metodologías del DNA recombinante.

Figura 2. Izquierda: Algunos participantes de la Conferencia de Asilomar (Febrero, 1975). Fuente: DeWitt Stetten, Jr., Museum of Medical Research. Derecha: Debate en la Conferencia de Asilomar. De izquierda a derecha: Maxine Singer, Norton Zinder, Sydney Brenner y Paul Berg. Fuente: United States National Library of Medicine

Las pautas establecidas en la conferencia, permitieron realizar experimentos con la tecnología del DNA recombinante de una manera más regulada y con un conocimiento más profundo del proceso, e hicieron posible que, en pocos años, esta tecnología fuera considerada ya madura. En 1980, la Corte Suprema de EEUU dictaminó que los microorganismos genéticamente modificados podían ser patentados. Esto generó un entorno favorable en el ámbito industrial y académico para aprovechar la nueva capacidad científica de reorganizar la información genética creando nuevos tipos de moléculas de DNA en un tubo de ensayo.

Una de las aplicaciones de la ingeniería genética que mayor desarrollo ha experimentado es la transgénesis o creación de organismos transgénicos. La transgénesis consiste en introducir un determinado gen (denominado transgén) en un organismo de otra especie. Dado que el código genético es universal para todos los seres vivos, el organismo transgénico resultante puede expresar el gen ajeno.

La transgénesis puede usarse, por ejemplo, para producir en bacterias proteínas humanas de valor terapéutico. Para ello, el gen humano de interés debe ser insertado primeramente en un vector (típicamente una molécula circular de DNA llamada plásmido) mediante la tecnología de DNA recombinante. El plásmido recombinante que porta el gen humano, se transfiere a las bacterias, las cuales lo copian en cada división celular y lo utilizan para producir la proteína de interés. De este modo es posible obtener en muy poco tiempo un número enorme de copias del gen, y, también una gran cantidad de la proteína expresada por ese gen.

La insulina, una hormona pancreática que regula los niveles de azúcar en la sangre, fue la primera proteína humana producida en bacterias mediante técnicas de ingeniería genética (1978). Hasta ese momento, las personas diabéticas que no producían niveles adecuados de insulina debían ser tratadas con insulina aislada de cerdos. Se calcula que la empresa fabricante Eli Lilly, solo en los EEUU, necesitaba cerca de 56 millones de animales por año para satisfacer la demanda de este producto. Además del coste de producción de la insulina porcina, había otros problemas relacionados con el riesgo de infecciones y con la aparición de reacciones inmunitarias de rechazo. Todo ello promovió el desarrollo de otras formas de obtención de la insulina para uso terapéutico como, por ejemplo, obtenerla a partir de la expresión en bacterias del gen humano de la insulina.

Figura 3. Descripción esquemática del procedimiento para la producción de insulina humana por bacterias. Se construyeron dos cepas de E. coli, cada una con capacidad para sintetizar la cadena A o B de la insulina in vivo. Las cadenas peptídicas de insulina se purificaron por separado, y se unieron in vitro. Fuente: Riggs AD & Itakura K. Synthetic DNA in Medicine. Am J Hum Genet 31:532-538 (1979)

 

La insulina humana está formada por dos cadenas peptídicas, A y B, unidas entre sí por enlaces químicos llamados puentes disulfuro. Por ello, hubo que generar 2 moléculas de DNA recombinante (una para cada cadena). Cada una se transfirió a cultivos de bacterias independientes, se expresó y purificó cada cadena y, después, ambas se combinaron para formar la molécula de insulina completa, idéntica a la producida por el páncreas humano (Figura 3). Sin necesidad de depender de los animales, los investigadores podían ahora producir insulina recombinante en cantidades ilimitadas, libre de contaminantes y de agentes infecciosos animales. En 1982, la Insulina Humana Biosintética (BHI), desarrollada conjuntamente por Genentech y Eli Lilly se convirtió en el primer producto farmacéutico comercial sintetizado mediante tecnología del DNA recombinante, aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA). Actualmente, más del 95% de los usuarios de insulina a nivel mundial utilizan alguna forma de insulina recombinante.

Tras este éxito, rápidamente se aprobaron diversos medicamentos sintetizados en bacterias mediante la tecnología del DNA recombinante, incluidas la hormona de crecimiento humano (en 1985), la vacuna para la hepatitis B (en 1986), el interferón (un medicamento contra el cáncer, en 1986), o la glucocerebrosidasa, (un enzima para tratar la enfermedad de Gaucher, en 1991).

La producción y comercialización de proteínas de interés terapéutico liderada por la industria biotecnológica, no es la única aplicación de la tecnología del DNA recombinante en bacterias. Esta tecnología se utiliza de forma rutinaria en investigación experimental en la mayoría de los laboratorios de biología molecular del mundo, incluidos los de nuestra Facultad. De hecho, nuestros estudiantes de los Grados de Biociencias realizan prácticas experimentales durante su formación universitaria, en las que aprenden a utilizar estas metodologías en diferentes entornos formativos y como ejemplo de sus diversas aplicaciones.

La posibilidad de generar bacterias transgénicas inició una carrera que ha llevado al desarrollo de otros organismos transgénicos, incluyendo muchas especies de animales y plantas. En próximas reseñas trataremos algunas de ellas, como la generación, uso y aplicaciones de los animales mamíferos transgénicos generados para usos científicos y/o biomédicos, y la aplicación de la tecnología del DNA recombinante en terapia humana.

Sobre los autores: Ana I. Aguirre, José Antonio Rodríguez y Ana M. Zubiaga son profesores del departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la Facultad de Ciencia y Tecnología, e investigadores del grupo de investigación consolidado del Gobierno Vasco Biología Molecular del Cáncer.

El artículo 50 años modificando genes (en bacterias) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. 50 años de secretos: la era de la criptografía moderna
2. Bacterias contra bacterias
3. La historia de la insulina, 90 años salvando vidas

Gotzone Hervás, Fátima Ruiz-Litago, Amaia Caballero, Jon Irazusta, Idoia Zarrazquin Osteoporosia osasun-publikoan nabarmenezko garrantzia duen gaixotasuna da. Gero eta gehiago dira gaixotasun hau pairatzen duten pertsonak, baina orain arte egindako esku-hartzeak ez dira guztiz eraginkorrak izan. Hainbat dira hezur-dentsitatean eragina duten faktoreak; esaterako, faktore genetikoek, adinak, generoak eta arrazak eskeletoaren zurruntasun eta indarra modu aldaezinean mugatzen dute. Baina badira ere aldakorrak diren beste zenbait faktore, hain zuzen, helduaroan hezur-masaren galera geldotzen laguntzen dutenak. Horietariko bat ariketa fisikoa da.

Irudia: Ariketa fisikoaren eraginei hobeto erantzuten diete hezurrek gaztaroan zehar.

Ariketa fisikoak bizitza osoan zehar hezur-indarraren hobekuntzan eta hezur-mineralaren metaketa eta mantentzean eragiten du. Hezurrak ariketa fisikoaren eraginei hobeto erantzuten die gaztaroan zehar, helduaroan edota zahartzaroan baino. Karga mekanikoetarako egokitzapena gaztetatik lantzeak bizitzan zehar izango den hezur-geometrian, mikro-arkitekturan eta indarrean eragin onuragarriak ditu. Horregatik, nerabezaroa igaro arte egindako ariketa fisikoak, adinari lotutako desmineralizazio prozesuaren kalteak orekatuz eta hezur-dentsitate mineralaren maila maximoa hobetuz, bizitzan zehar hausturak izateko arriskua murriztu eta osteoporosiaren garapena atzera ditzake.

Hezurra ehun dinamikoa denez gero, jasan behar dituen karga desberdinei aurre egin ahal izateko moldaketak egiteko gaitasuna du. Hala ere, ariketa mota guztiek ez dute modu berean eragiten hezur-osasunean. Intentsitate altuan praktikatutako talkadun ariketa fisikoek eta pisua jasan beharreko ariketa mota desberdinak dira hezur-trabekularen orientazioa eta dentsitatea aldatzen dituztenak. Inpaktu eta erresistentzia progresiboan oinarritutako entrenamenduek, hezurren transdukzio mekanikoen bitartez, osteozito eta osteoklastoak aktibatu eta hezur birxurgapena eta galera murrizten dute. Edonola ere, talkadun ariketa luzaroan eta maiztasun eta atsedenaldiak kontuan izan gabe egitean, transdukzio mekanikoa desentsibilizatu egiten da hezurrean duen eragina etenez.

Kontuan izatekoa da ere, emakumeek ez dituztela normalean ariketa fisiko kementsua modu egoki eta osasuntsuan egiteko nahitaezkoak diren beharrizan energetiko eta nutrizionalak bermatzen. Ondorioz, intentsitate altuko ariketetan jarduten duten emakumeek gorputz-gantzaren gehiegizko galera izateko joera eta, aldi berean, kolesteroletik eratorria den estrogeno hormonaren maila baxua izateko arriskua dute. Estrogenoak kaltzioaren xurgapenean eta hezur eraketa eta birmoldaketan eragina dute. Hori dela eta, emakume kirolariaren triadan deskribatzen den bezala, estrogeno-maila baxuak hezur-dentsitatea murriztu eta hezurraren hauskortasuna handitu egiten ditu.

Giharrak eta hezurrak, seinale mekaniko eta molekularren bidez, modu sinergikoan elkarri eragiten dioten ehunak dira. Bi ehun hauen arteko elkarrekiko loturan suertatzen diren interakzio parakrinoek garrantzi handiko eragina dute euren artean ematen den seinaleztapen gurutzatuan. Estres-egoera bat jasan ondoren, karga mekanikoko ariketek sortutako estimuluekin giharra hipertrofiatu eta hezurraren anabolismoa sustatu egiten da. Aldi berean, giharrek erantzun katabolikoaren modulatzaile bezala eragiten duten hezur hazkuntza-faktore lokalak jariatzen dituzte. Beste aldetik, osteozito, osteoblasto eta hezur periostio ondoko zuntzek, miogenesi-prozesuan eragina duten eta gihar hipertrofiaren menpe dauden hazkuntza faktoreak jariatzen dituzte.

Gaur egun arte, tratamendu farmakologikoek ez dituzte hezur hausturak eta gihar distrofia era berean ekiditen. Ariketa fisikoak eragindako estimuluek, ordea, seinaleztapen gurutzatuari esker, modu sinergikoan eragiten dute bi ehunetan. Horregatik, berebiziko garrantzia dauka gaztetatik inpaktu altuko ariketak modu progresiboan karga-maila ezberdinetara lantzeak. Gihar-masa, -indarra eta –funtzionaltasuna bermatuz eta hezur-mineralaren metaketa eta mantentzea suspertuz.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 33
• Artikuluaren izena: Ariketa fisikoa hezur-dentsitate mineralaren suspertzaile.
• Laburpena: Osteoporosia osasun-publikoan garrantzi nabarmena duen gaixotasuna da. Gero eta gehiago dira gaixotasun hau pairatzen duten pertsonak, eta gaur egun arte egindako esku-hartzeak ez dira guztiz eraginkorrak. Ariketa fisikoa hezur-dentsitatea metatzeko eta mantentzeko prozesuetarako funtsezkoa den bizi-ohitura da. Gainera, hezurraren eta giharraren arteko lotura dela eta, egindako ariketa fisikoak, hezurrean gain, giharrean ere badu eragina. Kontuan hartu beharrekoa da gaztaroan hezur-dentsitate mineralean lortutako maila maximoa erabakigarria dela bizitza osoan zehar izango den hezur-osasunean. Lan honetan, ariketa fisikoaren bitartez hezur mineralaren metaketa nola sustatu eta mantendu azaltzen da; giharraren eta hezurraren arteko seinaleztapen gurutzatuak eta adinak, osteoporosiaren oinarrizko prebentzioan, zer eragin duten kontuan hartuz.
• Egileak: Gotzone Hervás, Fátima Ruiz-Litago, Amaia Caballero, Jon Irazusta, Idoia Zarrazquin.
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• Orrialdeak: 67-80
• DOI: 10.1387/ekaia.17840

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Egileez:

Gotzone Hervás, Fátima Ruiz-Litago eta Jon Irazusta UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Fisiologia sailean dabiltza, Amaia Caballero, Zientzia eta Teknologia Fakultateko Bioteknologiako graduko ikaslea da eta Idoia Zarrazquin Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Erizaintza I sailean dabil.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Hoy en día, vivimos inmersos en gráficas, mapas e infografías de toda índole. En la era de la información, la visualización de datos se percibe como un lenguaje familiar que, además, gracias a las computadoras, resulta muy accesible. Pero no siempre fue ni tan obvio ni tan sencillo, sino que se lo debemos a unos pocos pioneros que, a base de papel y tinta, tuvieron la visión y la destreza de combinar arte y estadística para revolucionar nuestra manera de estudiar los datos.

Como resultado, las gráficas son una parte vital de la comunicación en ciencia y tecnología, además de otros muchos ámbitos como economía, educación y medios de comunicación. No es de extrañar pues que el nacimiento de las gráficas estadísticas coincidiese en el tiempo con esa nueva manera metódica de observar el mundo de los primeros científicos, también llamados filósofos naturales. Y tampoco es casualidad que los primeros gráficos se desarrollasen con el objetivo de analizar datos de tipo histórico y económico.

Hace poco más de 250 años, el filósofo natural y teólogo Joseph Priestley (1733-1804) publicaba en su obra A New Chart of History los primeros cronogramas que se conocen. Aparte de su buena reputación como científico gracias a sus escritos sobre electricidad, sus trabajos con gases (fue capaz de aislar el oxígeno e inventó la soda), Priestley era un gran pedagogo en materias muy diversas como la gramática o la historia, cuyo estudio era para él un imperativo moral. Y fue precisamente para sus clases de historia para las que diseñó un tipo de gráfica donde diferentes barras sobre una línea temporal representaban en contexto y permitían comparar diferentes períodos de tiempo, como vidas de personas o duraciones de imperios. Los cronogramas de Priestley causaron gran sensación, y su obra fue reeditada docenas de veces.

Imagen: Wikimedia Commons

Dos décadas después, inspirado por Priestley, William Playfair (1759-1823), ingeniero y economista político escocés, fue un precursor del uso de gráficos para explorar, entender y comunicar datos al inventar diversos tipos de diagramas. Concretamente en 1786 publicó su Commercial and Political Atlas, considerada la primera obra de importancia con gráficas estadísticas.

Imagen: Wikimedia Commons

En 43 maravillosas gráficas, Playfair utiliza líneas para representar la evolución a lo largo de los años de importaciones y exportaciones entre diversos países. Incidentalmente, la ausencia de datos históricos para Escocia, que le impedía reproducir ese mismo análisis, lo llevó a una segunda innovación: la gráfica de barras. Dado que disponía de datos para un único año, decidió disponer las exportaciones e importaciones en 17 pares de barras, uno por cada país con el que Escocia tenía relaciones económicas.

Imagen: Wikimedia Commons

Curiosamente, esta es la primera gráfica que se conoce que no tiene una dimensión espacial (como un mapa) o temporal (como los cronogramas de Priestley). Por primera vez en la historia, se da solución gráfica a un problema de comparación pura de datos cuantitativos. Y por si fuera poco, además de considerarse el padre de las gráficas de líneas, áreas y barras, Playfair también tiene el dudoso honor de ser el inventor de la gráfica de tarta, en su obra Statistical Breviary de 1801.

Imagen: Wikimedia Commons

No en vano, fue esta gráfica de tarta, diseñada para comparar proporciones de una manera compacta, la que inspiró a la siguiente protagonista: Florence Nightingale (1820-1910). Nightingale fue una enfermera, escritora y estadística británica, considerada la fundadora de la enfermería moderna y primera mujer en ser elegida miembro de la Royal Statistical Society en 1859. Fue un mito viviente de la Inglaterra victoriana por su importante labor durante la Guerra de Crimea (1853-1856). En el hospital militar en el que se encontraba destinada, se dedicó a llevar una contabilidad minuciosa de las causas de muerte de los soldados, y utilizó el denominado diagrama de la rosa para comunicar los resultados de su estudio.

Imagen: Wikimedia Commons

Se trata de un histograma circular que da cuenta de la estacionalidad de las diversas causas de muerte y de su impacto, destacando las muertes por enfermedades infecciosas. Gracias a esta visualización, logró convencer al parlamento británico de la necesidad de realizar una reforma drástica de las medidas de higiene en centros hospitalarios.

Por supuesto, no se puede hablar de historia de la visualización de datos sin mencionar hitos como el mapa del cólera de John Snow, el revolucionario mapa de flujo de Charles Joseph Minard sobre las pérdidas del ejército de Napoleón en la campaña de Rusia, los mapas de datos jerárquicos de Charles Louis de Fourcroy, o las primeras gráficas en 3D de Luigi Perozzo.

Imagen: Wikimedia Commons

Estos y otros pioneros han hecho de las gráficas una parte fundamental del análisis estadístico de datos, y sus innovaciones siguen estando vigentes, además de servir de excelentes modelos de claridad en la representación.

Sobre el autor: Iñaki Úcar es doctor en telemática por la Universidad Carlos III de Madrid e investigador postdoctoral del UC3M-Santander Big Data Institute.

El artículo Los orígenes de la visualización de datos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Datos que entran por los ojos
2. Gráficas para la ciencia y ciencia para las gráficas
3. Doce reglas para una mala gráfica

 

Hace casi dos años hablamos en este Cuaderno de Cultura Científica del teorema de Marion (Walter), un bonito enunciado de geometría afín, nombrado en honor a la matemática Marion Walter –que justamente ayer cumplió 91 años–.

Hoy traemos un objeto matemático, el grafo de Marion. En este caso, la matemática que da nombre a este grafo es otra Marion, Marion Gray.

Marion Gray. Imagen: © School of Mathematics, University of Edinburgh.

Marion Gray nació en Escocia en 1902. Se interesó fundamentalmente por las matemáticas y la física. Estudió en la Universidad de Edimburgo y, tras graduarse, trabajó durante dos años como estudiante de postgrado bajo la supervisión del conocido matemático Edmund Taylor Whittaker.

En 1924 viajó a los Estados Unidos para estudiar en el Bryn Mawr College (Pensilvania). Allí aprendió matemáticas con Anna Johnson Pell Wheeler, David Vernon Widder y Marguerite Lehr. Defendió su tesis doctoral –The theory of singular ordinary differential equations of the second order– en 1926 bajo la supervisión de Anna Johnson Pell Wheeler.

Regresó a Edimburgo, donde trabajó como profesora asistente durante un año. De allí se trasladó a Londres donde trabajó como profesora asistente de matemáticas en el Imperial College durante tres años.

En 1930 regresó a los Estados Unidos y fue contratada como ingeniera asistente en el Departamento de Desarrollo e Investigación de la American Telephone and Telegraph Company de Nueva York.

En 1932, buscando “redes completamente simétricas”, descubrió el grafo que lleva su nombre, un grafo cúbico con 54 vértices y 81 aristas.

Grafo de Gray. Imagen: Wikimedia Commons.

 

Aunque Marion no publicó nada sobre este grafo –pensaba que se trataba de un resultado teórico sin aplicaciones–, el matemático Izak Zurk Bouwer lo citó en su artículo An edge but not vertex transitive cubic graph [Canad. Math. Bull.11 (1968) 533-535], en el que lo describía –fundamentalmente sus propiedades de simetría– y comentaba en una nota a pie de página:

El grafo descrito en esta nota fue descubierto por la Dra. Marion C. Gray en 1932. El autor lo ha redescubierto de manera independiente y cree que aquí aparece publicado por primera vez.

En junio de 1969, Bouwer escribió a Gray para comentarle su aprecio por el hecho de que, en un momento en que la teoría de grafos era prácticamente inexistente, ella ya había encontrado este grafo con unas propiedades tan interesantes.

¿Y cuáles son esas propiedades tan interesantes? Además de las comentadas antes, el diámetro del grafo de Gray –la distancia maximal entre dos vértices– es 6, y la longitud de su ciclo más corto es 8. Es un grafo conexo, y para desconectarlo, es preciso eliminar como mínimo tres vértices o tres aristas.

Este grafo de Gray es además semi-simétrico –fue Bouwer quien lo probó en su artículo de 1968–, es decir, es arista-transitivo –existe un automorfismo del grafo que lleva cualquier arista en otra–, regular –todos los vértices tienen el mismo grado–, y no es vértice-transitivo –no existe ningún automorfismo del grafo que lleve cualquier vértice en otro–.

Además es el menor grafo cúbico semi-simétrico, como demostraron Aleksander Malnič, Dragan Marušič, Primož Potočnika y ChangqunWang en 2002 [An infinite family of cubic edge- but not vertex-transitive graphs, Discr. Math. 280, 133-148].

Por cierto, Marion se equivocó: este grafo –y otros similares– es fundamental en teoría de redes.

¿Y qué fue de nuestra protagonista? En 1934, se unió al personal técnico de los Bell Telephone Laboratories, donde pasó más trabajando de 30 años hasta su jubilación. Durante ese tiempo publicó varios artículos de investigación y realizó cientos de revisiones de trabajos de otros. También formó parte del comité que preparó el famoso Handbook of Mathematical Functions editado por Milton Abramowitz e Irene Stegun (1964).

Después de su jubilación, en 1967, Gray regresó a Edimburgo, donde falleció en 1979.

Referencias

• Marion Cameron Gray, MacTutor History of Mathematics, University of St. Andrews

• Judy Green and Jeanne Laduke, Supplementary material for pioneering women in American Mathematics: the pre-1940 Phd’s, pp. 218-220, AMS, 2009

• Catherine Booth, Celebrating Scottish women of science: Marion Gray (1902–1979), Discover NLS 23 (2013) 20–21

• Marta Macho Stadler, El grafo de Gray, de Marion Gray, ZTFNews, 16 septiembre 2014

• Gray Graph, Wolfram MathWorld

• Marion Cameron Gray, Wikipedia (consultado el 28 julio 2019)

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 El grafo de Marion (Gray) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El teorema de Marion (Walter)
2. Un grafo no planar bipartito completo… para un sexteto amoroso
3. El teorema de los cuatro colores (3): Tras más de un siglo de aventura… ¿un ordenador resuelve el problema?

Juanma Gallego Lehen aldiz detektatu zirenetik, FRB edo irrati eztanda azkarrek izugarrizko erronka suposatu dute zientzialarientzat, haien jatorria zehazteko modurik izan ez dutelako. Pixkanaka, baina, misterioa argitzen doa, galdera berriak pilatzen diren arren.

1. irudia: Irrati teleskopio arruntak erabiltzen dira FRB seinaleak ikertzeko, baina CHIME bezalako behatokiak bereziki egokiak dira seinale horiek ezaugarritzeko. (Argazkia: CHIME)

Espaziotik datozen seinaleen artean, badira bereziki astrofisikarien arreta erakartzen dutenak, haien jatorria zein den erabateko misterioa delako oraindik. FRB seinaleak dira, ingelesezko fast radio burst izendapenean oinarrituta, hau da, irrati eztanda azkarrak. Halako seinale gehienak behin baino ez dira suertatzen, eta, zientzialariak adi egon arren, ez dira berriro errepikatzen. Hori dela eta, arras zaila izaten da fenomenoaren ikerketa.

Izenak dioen moduan, izugarri arinak dira. Milisegundo eskasetan jasotzen diren irrati-seinaleak dira, zeharo ahulak, baina ustezko ahultasun hori begitazio bat besterik ez da, zientzialariek jakin badakitelako horien atzean energia itzela duen zerbait badagoela. Hain urrun egoteagatik ahul atzematen dira, hain zuzen. Momentuz, horien atzean zer dagoen argitzeko dago, eta horrelako fenomeno iheskorrekin gertatu ohi den moduan, teoria ugari baina ziurtasun gutxi dago gaur egun. 2007an detektatu zen aurrenekoz halako seinale bat, eta dagoeneko dozenaka jaso dira.

Mugarri bat FRB 121102 izenekoa izan zen: horren jatorria zehaztasun dezenterekin ezagutzen da. Seinale hori berezia da ere, orain arte errepikatu diren seinale bakarrenetakoa delako, eta hori izan da, hain zuzen, seinalearen jatorria argitzea ahalbidetu duena. Astrofisikariek ikusi ahal izan dute 1.600 milioi argi-urtera dagoen galaxia txiki batean sortu zela seinale hori, eta bertan izar berri asko jaiotzen ari direla. 2016an aurrenekoz aurkitu zuten errepikapen hori, eta handik hasita bi inguru hilabetez berriro lau aldiz jaso zuten seinalea. Aurkikuntza garrantzitsua izan zen: toki berdinetik datozen seinaleak ikusten badira, horrek esan nahi du haien jatorria ezin daitekeela izan gertaera katastrofiko bat. Izan ere, balizko eztanda itzel horrek energia iturriaren igorlea bera txikituko lukeelako, eta baita inguruan egon litezkeen bestelako objektu kosmikoak ere.

Bigarren mugarria joan den ekainean ezagutarazi zuten, Science aldizkarian, aurrenekoz aurkitu zutelako errepikatu ez den halako seinale baten jatorria. FRB 180924 seinalea 3.600 milioi argi-urtera dagoen galaxia baten kanpoko aldean kokatu dute. Baina garrantzitsuena da kasu honetan Esne Bidearen antzeko tamaina duela. Hortaz, ez dirudi FRB seinaleak izarren jaiotzarekin zerikusia dutenik, eta ikerketan sakontzeko beste aztarna bat uzten du: galaxia espektro zabal bati lotutako fenomenoa da.

2. irudia: Oso ahulak diren arren, eta duela gutxi aurkitu direla kontuan izanda, irrati eztanda azkarren ikerketaren bitartez ondorio interesgarriak ateratzen ari dira pixkanaka. Irudian, FRB 150807 izeneko seinalea. (Irudia: Vikram Ravi-Caltech/Ryan Shannon-ICRAR-Curtin-CSIRO)

Baina oraindik ez dago argi seinale guztiak errepikakor ote diren, eta aukera bat da espektro elektromagnetikoan antzeko emaitza duten bi fenomeno desberdin izatea. Eztabaida honetan, CalTech Institutuko (AEB) Vikram Ravi ikertzaileak egin du azken ekarpena. Datuei eta matematikari heldu die kalkulu bat egiteko: orain arte errepikatu ez direnen gertueneko FRB seinaleei erreparatu die, eta emaitzak alderatu ditu gertuko unibertsoan izaten diren gertaera katastrofikoekin. Egiaztatu ahal izan du FRB seinaleen maiztasuna ezagutzen ditugun beste hondamendi moten maitasuna baino handiagoa dela.

Ikertzaileak ondorio logikoa ateratzen du kalkulu horretatik: eztanda edo talka mota bakar batek ezin ditu azaldu FRB seinale guztiak. Hau azaltzeko, egileak proposatu du agian iturri horiek guztiak errepikatzen direla, baina agian ez daukagula ahalmen nahikoa horiek atzemateko.

Zentzu honetan, gogoratu beharra dago zer gertatu zaion CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, edo Hidrogenoaren Intentsitatea Neurtzeko Esperimentu Kanadarra) izeneko proiektuari. Joan den otsailean ezagutarazi zituzten 13 seinale berri aurkitu zituztela, horietako bat, errepikakorra. Seinale horiek guztiak behatokiaren funtzionamenduaren lehen hilabeteotan detektatu zituzten, 2018ko udan, artean behatokia guztiz prestatu gabe zegoenean. Hortaz, beste asko eta asko egon daitezke bidean, zientzia aldizkarietan argitaratzeko zain. Baina harrigarriena izan zen 13 seinale horietatik zazpi 400 megahertzeko frekuentzian atzeman zituztela, normalean FRB seinaleek 1.400 megahertzekoan daudenean. Kanadako behatokia 400-800 megahertzeko tartean ikusteko diseinatuta dagoenez, litekeena da 400 megahertz baino ahulagoak diren seinaleak egotea, eta horrek Ravik egindako azken proposamen hori babestuko luke: agian baliteke horietako asko errepikakor izatea, baina ahulagoak.

Grabitazio uhinekin gertatzen den modu berdinean, astrofisikariek espero dute etorkizunean, fenomenoa hobeto ezaugarritzen duten heinean, seinale hauek erabili ahal izango dituztela ondorioztatzeko unibertsoan zehar egin duten bidaia itzela, bidean aurkitu dituzten elektroien edota eremu magnetikoen inguruko informazioa eskuratuta. Modu horretan, besteak beste, materia ilunari buruzko informazio gehiago jasotzea espero dute. Osterantzean, hori argitu baino lehen seinale horien jatorria ere argitu beharko da. Paradoxa bitxia izango litzateke seinale horiek tresna modura erabiltzea, tresna beraren jatorria zein den jakin barik.

Erreferentzia bibliografikoa:

Vikram Ravi. “The prevalence of repeating fast radio bursts”. Nature Astronomy (2019) DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-019-0831-y

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Egileaz: Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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Foto: Owen Beard / Unsplash

El descubrimiento de Röntgen de los rayos X entusiasmó a los científicos de todo el mundo. Sus experimentos se repitieron y ampliaron de inmediato en muchos laboratorios de Europa y América. Las revistas científicas durante el año 1896 estaban llenas de cartas y artículos que describían nuevos experimentos o confirmaban los resultados de experimentos anteriores. El paso de la electricidad a través de los gases había sido un tema popular de estudio para los físicos; esto hizo que la experimentación generalizada fuera mucho más fácil durante los años posteriores al descubrimiento de Röntgen, porque muchos laboratorios de física tenían tubos de rayos catódicos y, por lo tanto, podían producir rayos X fácilmente.

Su utilidad en medicina generó un enorme interés en los rayos X más allá de los laboratorios de física. En los 3 meses posteriores al descubrimiento de Röntgen, el uso de los rayos X se convirtió en habitual en las intervenciones quirúrgicas de un hospital de Viena. Un uso que se extendió rápidamente. Desde la época de Röntgen, los rayos X han revolucionado algunas fases de la práctica médica, especialmente el diagnóstico de algunas enfermedades y el tratamiento de algunas formas de cáncer (porque los rayos X también pueden destruir el tejido maligno).

Los rayos X también encontraron aplicación rápidamente en otros campos de la ciencia. Entre estas aplicaciones destaca el estudio de la estructura cristalina de los materiales, incluidos los biológicos, como el ADN; el «diagnóstico industrial», la búsqueda de posibles defectos en materiales y estructuras de ingeniería; o su uso en historia del arte y restauración, donde permiten ver qué hay detrás de la superficie ópticamente visible de pinturas y esculturas; y muchos otras.

La reacción pública al descubrimiento de los rayos X también fue sensacional. Muchas personas se apresuraron a irradiar sus cuerpos con los nuevos rayos, pensando que tenían propiedades milagrosas, mientras que otros se preocuparon por el deterioro moral si la modestia tan característica del XIX daba paso a la pervertida «visión de rayos X».

Del aparato utilizado en el descubrimiento original de Röntgen, surgieron dos vías de desarrollo para la tecnología médica. Una se concentró en el fluoroscopio, la otra en mejorar la radiografía; Thomas Edison fue crucial en ambas.

¿Qué ves en esta imagen de fluoroscopio? [6]Fue la familiaridad de Edison con el tubo Crookes, en muchos aspectos similar muy similar a su bombilla de filamento de carbono de 1879 [1], lo que le permitió hacer una de las primeras mejoras en la tecnología de rayos X. Al construir un tubo con un vidrio más delgado, Edison descubrió que podían escapar más rayos X. Edison también dirigió la investigación que encontró que el tungstenato de calcio [2] podría producir una imagen más clara en la pantalla fluorescente que el platino-cianuro de bario utilizado anteriormente. Edison lo usó para la fabricación de un «fluoroscopio», un dispositivo que permitía a una persona mirar a través de una caja en una pantalla cubierta con tungstato de calcio, y ver una imagen en movimiento del interior del cuerpo de otra persona.

Operación quirúrgica empleando un fluoroscopio durante la Primera Guerra Mundial. Imagen: Wikimedia Commons

Un amigo de Edison, Michael Pupin [3], tomó esta mejora en la pantalla fluorescente y la combinó con una placa fotográfica, creando la radiografía, que reducía el tiempo de exposición del paciente de 1 hora a solo unos minutos, al tiempo que aumentaba la claridad de la imagen. Esto redujo en gran medida el peligro de daño a los tejidos. [4]

Uno de los aspectos más problemáticos de la tecnología de rayos X durante las dos primeras décadas fue la poca fiabilidad de los tubos de vidrio, que a menudo se agrietaban al calentarse. La alta incidencia de grietas se eliminó en 1913 cuando William Coolidge, mientras trabajaba para General Electric [5], inventó el tubo de rayos X de alto vacío, cátodo caliente y objetivo de tungsteno. Como parte de su investigación sobre filamentos de bombillas eléctricas, Coolidge descubrió que debido a que el tungsteno se vaporizaba menos que cualquier otro metal, podría reducir la acumulación de residuos de gas. Aplicando este conocimiento Coolidge reemplazó el platino con tungsteno en el tubo de rayos catódicos. Cuando estos «tubos Coolidge» salieron al mercado en 1913, arrasaron: podían producir duplicaciones más claras de imágenes anteriores, ajustarse con mucha más precisión y, debido a su mayor flexibilidad, podían organizarse para pasar instantáneamente de alta a baja penetración.

La Primera Guerra Mundial (1914-1918) consolidaría el uso generalizado de los rayos X en medicina y establecería la investigación sobre ellos como una prioridad médica, científica y comercial.

Notas:

[1] Con el señor Edison, cuyo mérito no discute nadie, siempre es necesario matizar cosas. Edison fue, ante todo, lo que hoy se llama un emprendedor, lo que de toda la vida ha sido un empresario. Eso no le desmerece en absoluto, pero sí es necesario tenerlo en cuenta para entender su forma de actuar, siempre con ánimo de lucro y en términos de competencia en un mercado limitado. Un equivalente más contemporáneo sería Steve Jobs, de Apple. Edison creaba, mejoraba lo que hacían otros y sobre todo, y por encima de todo, ponía en el mercado magistralmente productos revolucionarios. Todo lo anterior es para mencionar que la primera bombilla de filamento de carbono la creó Joseph Swan en febrero de 1879 (la de Edison es de octubre de ese año), quien también fue el primero en suministrarlas para un uso comercial, en concreto para iluminar el Hotel Savoy de Londres en 1881.

[2] También llamado wolframato de calcio en los ambientes. En esta casa seguimos las leyes de la termodinámica y la terminología IUPAC. El tungstenato de calcio es el mineral scheelita.

[3] Un personaje impresionante, a la altura del propio Edison, solo que con menos éxito comercial. Su vida fue tan rocambolesca y él la contó tan bien que su autobiografía ganó el premio Pulitzer en 1924.

[4] Daño que experimentaron en sus carnes los colaboradores y el propio Edison.

[5] Nombre original de la compañía Edison General Electric Company que quedó en General Electric tras la fusión en 1892 con Thomson-Houston Electric Company. Edison fundó 14 empresas. Véase Nota 1.

[6] En la imagen se ve una persona ingiriendo una papilla de bario.

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

El artículo El impacto científico, médico y comercial de los rayos X se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Irantzu Etxaniz Arma kimikoek substantzia kimikoen propietate toxikoak erabiltzen dituzte hil, zauritu edo ezgaitzeko. Substantzia toxikoak Antzinarotik erabili dira gerrateetan etsaiaren aurka. Historialarien esanetan [1] arma kimikoak erabilita egin zen lehen erasoa Lehen Mundu Gerran izan zen, alemaniarrek kloro gasa erabili zutenean frantses eta kanadarren aurka Ypresen (Belgika, 1915). Ordutik, sarritan erabili dira gerra modernoan. Armamentu kimikoen desberdintasun nagusia beste arma konbentzional edota nuklearrekin alderatuta, indar lehergarri baten falta da.

Arma mota horren eraginkortasuna ikusirik, armada boteretsuenak ikerketetan hasi ziren armen eraginkortasuna handitzeko. Esaterako, Lehen Mundu Gerran alemaniar armadak fenildikloroarsina garatu zuen, gas hori soldaduen gas-maskarak zeharkatzeko gai zelako. Ziape-gasa ere garatu zuten gas-maskarak erabiltzen zituzten soldaduei azal-lesioak eragiteko. Gaur egun, agente nerbiosoak erabiltzen dira, duten eraginkortasuna handia delako; batik bat sarin eta VX gasak erabiltzen dira.

Arma kimikoek zuten arriskua dela eta, 1971. urtean Arma Kimikoen Hitzarmena jarri zen indarrean. Hitzarmen horretan debekatu egin ziren arma kimikoen garapena, ekoizpena, biltegiratzea eta erabilera. Izan ere, gizabanakoari kalte egiteko erabiltzen den oro da arma kimikoa, duen jatorria duela ere.

1. irudia: Ziape-gasaren izena ez da guztiz egokia, izan ere giro tenperaturan konposatu likidoa da eta ez gasa. (Argazkia: Herbert Aust / Pixabay)

Arma kimikoak, gorputzari nola eragiten dioten kontuan hartuta, zazpi multzo hauetan sailkatuta daude [2]:

1. Agente Nerbiosoak. Gorputzeko nerbio-sistemaren funtzioari eragiten diote nagusiki.
2. Oxigenoaren erabilera normala eragozten dute.
3. Adimenean, pertzepzioan eta umorean dute eragina.
4. Birikak gorputzeko fluidoez betetzen dituzte.
5. Negararazleak. Aldi baterako narritadura eragiten dute begietan; horretaz gain, negarra eta azaleko narritadura ere eragiten dute.
6. Toxinak. Bizidunek sortzen dituzten konposatu kimiko pozoitsuak dira.
7. Agente lerde-sortzaileak. Erredurek sortzen dituzten lesioen antzerako lesioak eragiten dituzte azalean.

Ziape-gasa (sulfuro mostaza ere esaten zaio) agente lerde-sortzaileetako bat da. Likido hori oliotsua da, baina erraz lurruntzen da ingurune hezeetan, eta gas moduan dagoenean, ziapearen usaina hartzen du; hortik datorkio izena. Gas hau 1822. urtean sortu zuen César-Mansuète Despretzek ezustean, eta 1917. urtean erabili zuten lehenengo aldiz Alemaniako armadek bataila-eremuan; ordutik aurrera beste hainbat eraldaketa eta nahaste sortu ziren ziape-gasa oinarri izanda.

Hasiera batean, biktima ez da konturatzen ziape-gasaz kutsatua gertatu denik, eraginak ez direlako berehalakoak. Gas honek osasunean duen eragina ere ez da beti berdina izaten, ziape-gas motaren eta gaspeko denboraldiaren arabera izaten delako larritasuna. Eragiten diren sintomak hauek dira: begietan narritadura, mina eta hantura, eta kontzentrazio altuetan, berriz, erredurak eta itsutasuna; arnas aparatuan eztula, eztarriko mina eta arnasa hartzeko zailtasunak; digestio-aparatuan min abdominala, beherakoa eta goragalea; burmuinean dardarak, koordinazio falta eta egonaldi luzeetan konbultsioak; azalean gorridurak eta lerdeak.

2. irudia: Konposatu alkilatzailea da ziape-gasa eta azaleko zelulak hiltzen ditu bertako uraren presentzian. Begietan narritadura eta itsutasuna eragiten ditu. (Argazkia: agnesliinnea / Pixabay)

Sintoma horiek tratatzeko ez da aurkitu sendagai edo metodo espezifikorik. Ikusi da N-acetil-zistina, tokofenola eta sulforafanoa bezalako drogak berehala hartuz gero, eragin onuragarriak gertatzen direla kaltetuengan. Hala ere, droga hauen eragina asko murrizten da kutsatzea gertatu eta bi ordura hartzen badira. Dena dela, gasak eragindako zauriak tratatzeko, gomendagarria da hanturaren aurkako ukenduak erabiltzea, zauriak desinfektatzea eta minaren aurkako drogak hartzea [3].

Ziape-gasa duela 200 urte inguru aurkitu bazen ere, oraindik ezer gutxi dakigu gas horretaz. Gasa lortzeko hainbat metodo daude, baina denek dute beren alde zail eta arriskutsua.

Bere eraginei dagokienez ere, ezer gutxi dakigu. Gorputzean eragiten duen kaltea zein den zehazki ezezaguna da oraindik. Zaurituetan zein eragin duen aztertu izan da, baina oraindik ez dakigu zein mekanismok eragiten dituen lesio horiek. Horretaz gain, ez dago tratamendu espezifikorik ziape-gasaren efektuei aurre egiteko. Hainbat substantziak eraginkortasuna erakutsi dute, baina betiere kutsatzeko unean bertan erabiltzen badira.

Argi dago aurrera begira hainbat ikerketa-lan egin daitezkeela ziape-gasaren esparruan. Alde batetik, gorputzean nola eragiten duen iker daiteke, eta beste alde batetik, sortzen dituen sintomak nola saihestu edo nola senda daitezkeen ere azter daiteke.

Erreferentzia bibliografikoak:

[1] Szinicz, L. (2005). History of chemical and biological warfare agents. Toxicology, 214 (3), 167-181. DOI:10.1016/j.tox.2005.06.011

[2] Ganesan, G.; Raza, S.K.; Vijayaraghavan, R. (2010). Chemical warfare agents. Journal of Pharmacy & BioAllied Sciences, 166-178. DOI:10.4103/0975-7406.68498

[3] Rose, D.; Schmidt, A.; Brandenburger, M.; Sturmheit, T.; Zille, M.; Boltze, J. (2017). Sulfur mustard skin lesions: a systematic review on pathomechanism, treatment options and future research directions. Toxicology Letters, 293, 82-90. DOI:10.1016/j.toxlet.2017.11.039

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Egileaz: Irantzu Etxaniz Gipuzkoako Campuseko Kimika Graduko ikaslea da UPV/EHUn.

Artikulua, Maxux Aranzabe irakasleak Komunikazioa Euskaraz: Zientzia eta Teknologia ikasgaian bultzatutako Gas toxikoei buruzko jardueraren harira idatzitako lana da.

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“También hay mucho axí, ques su pimiento, della que más que pimienta, y toda la gente no come sin ella, que la halla muy sana; puedense cargar cincuenta carabelas cada año en aquella Española”.

Diario de Colón, 15 enero 1493.

“[El ají] comido con moderación ayuda al estómago para la digestión, pero si es demasiado, tiene muy ruines efectos: porque de suyo es muy cálido, humoso y penetrativo. Por donde el mucho uso de él en mozos es perjudicial a la salud, mayormente del alma, porque provoca sensualidad”.

José de Acosta, Historia natural y moral de las Indias, 1590.

“La cocina picante se puede considerar como el equivalente culinario de una actividad masoquista benigna como un salto en paracaídas, un baño caliente, una ducha helada o una película de terror”.

Bernd Nilius & Giovanni Appendino, 2013.

 

Foto: RitaE / Pixabay

El pimiento pertenece al género Capsicum, de la familia de las solanáceas, con 40 especies aceptadas de las casi 200 descritas. De ellas, cinco especies se cultivan, y tal como revisan Charles Heiser y Barbara Pickersgill, de las universidades de Indiana, en USA, y de Reading, en Inglaterra, son: Capsicum annuum, C. baccatus, C. chinense, y C. frutescens.En estas especies cultivadas hay infinidad de variedades de cultivo, más de 3000 se ha calculado, sobre todo por el fruto, por su forma, color, picor, uso y procedencia. Así se citan el pimiento morrón, la ñora, la guindilla, el pimiento choricero, el del piquillo, el chile habanero y muchos más.

El género Capsicum tiene su origen en Centro y Sudamérica y crece desde el nivel del mar hasta más de 2000 metros de altura. Parece que se domesticó en varios lugares tanto en México como en Sudamérica. Bolivia podría ser uno de los Centros Vavilov de Capsicum pues allí se encuentran 27 especies. El otro centro estaría en el noreste y centro-este de México, y destaca la Península de Yucatán. Más en concreto, el origen de C. annuum y de C. frutescens estaría en México y Centroamérica y quizá se domesticó en el Amazonas, el C. chinense del norte de la Amazonia, y el C. pubescens y el C. baccatum en los Andes de Sudamérica, desde Colombia a Chile, y por el este a Brasil y norte de Argentina.

Hay restos arqueológicos de pimiento en México desde hace más de 7000-9000 años. Para entonces ya se consumía y, quizá, se cultivaba el pimiento. Del yacimiento del Valle de Tehuacán, en Puebla, se han recuperado semillas en coprolitos humanos y en vertederos de la época, aunque las más antiguas son más pequeñas que las actuales, y quizá es pimiento silvestre recolectado. En los mismos yacimientos se encontraron restos del mortero de basalto, que se sigue utilizando en la actualidad, para preparar salsa de chile.

Los restos de la cueva de Coxcatlán, de hace 7000-5500 años, llevan semillas como las actuales y, son, por tanto, chile domesticado. Y en Loma Torremole, en Cuantitlán, se han encontrado trojes para almacenar las semillas. Ya se cultivaba en extensión hace 5000-4250 años.

El grupo de Linda Perry, del Museo Nacional Smithsoniano de Historia Natural de Washington, ha identificado restos de pimientos, fechados hace 6000 años, en Lomo Alto, Ecuador, en el área de los Andes donde tiene su segundo centro de origen el pimiento. También han encontrado restos de pimiento, más recientes, en Panamá, Bahamas, Perú y Venezuela.

Cristóbal Colón trajo y entregó a los Reyes Católicos el pimiento, con plantas y semillas, a la vuelta de su primer viaje en 1493. En el Caribe encontró a los indios Arawak que cultivaban Capsicum. Lo habían traído desde el norte de Sudamérica en su migración, que había comenzado 1200 años antes y pasado por Trinidad y las Pequeñas Antillas donde, en la época de Colón, también se cultivaban especies de Capsicum. A la vez, otro grupo de especies de Capsicum llegó a las Antillas desde Centroamérica. Se llamaba chili, según el idioma de la tribu Nahuatln, denominación que todavía se utiliza en la actualidad.

Fue el 15 de enero de 1493 cuando Colón dejó, por primera vez, constancia escrita en sus diarios de la planta que, como los indios, llamó ají, término que todavía se conserva, y que sería nuestro pimiento. Colón escribió “que es su pimienta, que vale más que la pimienta”.

En México, cuando llegó Hernán Cortés, se pagaban impuestos en el imperio azteca con chiles, y los españoles siguieron cobrando impuestos igual. Bernal Díaz del Castillo, en su relato de la lucha con los aztecas, cuenta que, a su paso por Cholula camino de Tenochtitlán, los indígenas quería matarlos y “comer nuestras carnes” y “ya tenían aparejadas las ollas con sal y ají y tomates”. Añade que los aztecas comían las piernas y los brazos de los sacrificados con una salsa de chimole, hecha con chile, tomate, cebolla y sal. En quince años, los españoles que llegaron a América se hicieron a la dieta mexicana. El pimiento también aporta a la dieta minerales y las vitaminas A y C, y por ello se convirtió en una buena solución para el escorbuto en los largos viajes entre Europa y América.

El fraile dominico y cronista de Indias Bartolomé de las Casas escribió que “sin el chile, los mexicanos no creen que están comiendo”. Añade que “en todas las cosas que comían estas gentes, cocidas o asadas o crudas, echaban de la pimienta que llaman axí… la cual ya es en toda España conocida; tienese por especia sana, según acá dicen nuestros médicos…·. También Gonzalo Fernández de Oviedo en su Historia general y natural de las Indias, publicada en 1526, escribe que se utilizaban las hojas de pimiento en el caldo de la olla de carne y en salsas “tan buenas o mejor que el gusto del perexil”. Llegó el pimiento a España e Italia con tanto éxito que escribió que “en verdad, el axí es mejor con la carne e con el pescado, que la muy buena pimienta”.

Foto: Jill Wellington / Pixabay

Aunque también el pimiento presentaba problemas para algunos viajeros españoles en América. El misionero José de Acosta, a finales del siglo XVI, escribió que el chile era perjudicial para la salud en los mozos, y mayormente para la salud de su alma, pues provocaba sensualidad. Además, el chile era algo molesto pues quemaba “al entrar y al salir, también”.

Las primeras descripciones de los pimientos en Europa son de 1542. Aparecieron en De historia stirpium comentarii insignes, escrito por Leonhart Fuchs y publicado en Basilea. Describe algunas variedades de pimiento que considera vienen de la India.

Como ocurre con otras plantas que llegaron de América, su llegada a Europa provocó siglos después un debate ya conocido. El arqueobotánico sueco Hakon Hjelmqvist afirmó, en 1995, que en una excavación en Lund se había encontrado C. frutescens, variedad picante que incluye, por ejemplo, la guindilla. Proponía que había llegado desde Asia, aunque otras hipótesis plantean que ya lo conocían los romanos o que lo habían traído de América los vikingos en el siglo X.

Las variedades de México y Perú que encontraron los españoles se adaptaron bien al cultivo en las zonas templadas de Europa y el Oriente Medio. Medio siglo después de la llegada a Europa, ya se cultivaban en las costas de África y en la India, en el Asia de los monzones y el sudoeste de China, y en los Balcanes, Europa Central e Italia. En concreto, en Europa, los pimientos de citan en Italia en 1533, en Alemania, hemos visto que en 1542, en Inglaterra se cultivaba en 1548, y en Moravia, hoy en la República Checa, hay grandes sembrados en 1585, y, sin confirmar, se cultivaba en Hungría en 1526. Hay ejemplares en herbarios desde el principio del siglo XVII. Con un cultivo sencillo y semillas fáciles de almacenar, pronto se convirtió en un ingrediente barato de la dieta de pobres y ricos de medio planeta, y se sembraba en todas las huertas domésticas, cerca de la casa.

Como ejemplo de la rápida popularidad del pimiento y, también, de su uso culinario cotidiano son las guindillas que pintó Velázquez en dos de sus cuadros, fechados de 1618, y que se conocen como “Jesús en casa de Marta y María” y “La vieja friendo huevos”. En ambas obras, el entorno es humilde pues el pimiento era barato y fácil de cultivar. Seguro que ayudó a consolar muchas hambrunas. En los cuadros, Velázquez pinta guindillas, una en el primero y dos en el segundo. Según Jesús Moreno, estas guindillas son el primer producto alimentario americano que aparece en la pintura.

Quizá esta receta nos ilustre de la utilización del pimiento por todas las clases sociales, en este caso lo traemos de una sociedad gastronómica de Tolosa, tal como la recogió José Castillo, en 1973, de José Luis Pecina. Pero estoy seguro de que esta receta se aplicó del siglo XVIII en adelante siempre que fuera deseable y oportuno. El hambre manda mucho.

“Fritada de burro (astoa) joven: necesitamos carne de burro joven, cebolla, ajos, aceite, pimientos rojos, tomate y guindilla. Arrimar una sartén grande al fuego con aceite y ajos fileteados, cuando se empiecen a dorar añadir los pimientos cortados en tiritas, que se vayan cocinando lentamente y añadir tomate picadito sin pellejos. Todo junto que se vaya haciendo, y sacar la sartén fuera del fuego para usarlo más tarde.

Colocar en una cazuela aceite y cebolla picada, y arrimándola al fuego añadir el burro cortado en pedazos grandes y rehogarlos bien. Cuando casi estén tiernos añadir vino tinto, echar el tomate y pimientos que están en una sartén, más algo de guindilla. Todo junto que hierva lentamente hasta que esté tierno el burro. Seguidamente se pasa todo a una cazuela de barro y se hierve un poco arrimándola al fuego”.

Como especia, el pimiento tuvo su mayor difusión en Europa durante las guerras napoleónicas, cuando el bloqueo de los puertos continentales impidió la llegada de las especias de gran uso, la mayoría de origen asiático. Por ejemplo, como ingrediente picante se usaba la pimienta, importada de Asia. Por ello, cuando Colón encontró el Capsicum en sus viajes y vio que era una planta que picaba, la bautizó con el masculino de pimienta, o sea, pimiento.

Ahora se cultiva en toda Europa, Asia Central y Oriental, Turquía, India, China, Corea o Japón, como en toda América. En 2013, la producción mundial de pimientos fue de 346 millones de toneladas. El 47% procedía de China, y es la India el primer productor de pimientos secos con 1.4 millones de toneladas. En pimiento fresco, después de China están México, Turquía, Indonesia y España con un millón de toneladas. Se ha calculado, escribe Jean Andrews, que más de un cuarto de la población mundial se alimenta con pimientos o sus derivados cada día. Es la especie y condimento más utilizado en todo el mundo.

Para ilustrar la popularidad planetaria del pimiento podemos irnos a China y cocinar una receta de su cocina, tomada de el libro de Huang Su Huei, publicado en 1972.

“Col china con pimiento rojo seco y picante: Cortamos la col en trozos grandes, como de cinco centímetros, y los pimientos en tiras de unos dos centímetros. Freímos la col en aceite muy caliente hasta que se ablande. Más o menos, como un minuto. Sacamos la col y la secamos. Freímos los trozos de pimiento con unos granos de pimienta y raíz de jengibre picada. Añadimos la col y harina de maíz, salsa de hoja, vino de arroz (vale con vino blanco), aceite de sésamo (vale de oliva), azúcar y vinagre. Freír hasta que se caliente y servir”.

De Hungría viene la paprika que se obtiene al moler el típico pimiento húngaro seco. Ahora es España el primer exportador de pimiento en polvo, como pimentón o paprika, con el 60% del mercado mundial. La mayor producción de pimentón se da en Murcia, seguida de Extremadura y Valencia. Es un componente esencial de muchas recetas e indispensable, por ejemplo, en la cocina de Castilla La Vieja.

Los pimientos pican porque sintetizan y acumulan capsaicina, o (E)-N-(4-hidroxi-3-metoxibencil)-8-metil-6-nonenamida, un compuesto alcaloide sin color, ni sabor, ni olor, y lipofílico, o sea, que se disuelve en las grasas.. Su fórmula reducida es C18H27NO3. Es el compuesto que da el sabor típico picante a muchas variedades de pimiento. Su concentración varía en cada variedad y, dentro de ella, en cada planta, y va, en general, del 0.5% al 1%. La síntesis de capsaicina, según el estudio de Charles Stewart, Jr., y su grupo, de la Universidad Cornell de Ithaca, y en la especie C. chinense, la controla el gen Pun1, con su alelo recesivo pun12 en las variedades que no pican. Un 86% de la capsaicina se sintetiza en la placenta, o sea, en los soportes donde crecen las semillas y, por ello, donde más pica un pimiento es en esa zona.

Se ha propuesto que es un método de defensa seleccionado para evitar que los mamíferos ingieran el fruto. Las aves, que no son sensibles a la capsaicina, se alimentan de pimientos y, después, esparcen la semilla con las heces. Además, parece que las semillas se activan al pasar por el sistema digestivo de las aves y germinan mejor al caer a tierra.

El picor varía según las condiciones de cultivo, la edad del fruto y de la variedad de que se trate, es decir, de su genética. La falta de agua y el estrés en el cultivo aumentan el picor. Si después de recogido el fruto se le seca al aire pero a la sombra, el picor se conserva mejor.

En los mamíferos, la capsaicina activa las células sensoriales de la boca y otras zonas del digestivo que responden a aumentos de temperatura por encima de 43ºC. La información que envían estas células sensoriales al cerebro se traduce por una sensación de quemazón que avisa de que hay un peligro, de que el alimento que pasa por la boca es capaz de quemar. Además, la capsaicina estimula el apetito y la secreción de jugos gástricos y la movilidad del estómago y el intestino.

El pimiento más picante conocido es la variedad Carolina Reaper, con 2200000 unidades Scoville. También sirve como ejemplo que la capsaicina pura disuelta en 100000 partes de agua sigue provocando un fuerte picor persistente, como una quemadura en la lengua. Y, además, la capsaicina es ocho veces más picante que la piperina, el compuesto que causa el picor en la pimienta negra.

Pimientos a laventa con indicación de la escala Scoville en Houston (Texas, EEUU). Foto: WhisperToMe / Wikimedia Commons.

Cuantificar el picor es interesante para quien cultiva y comercializa estas plantas. Y a ello dedicó años de su vida Wilbur Lincoln Scoville y, de su trabajo vienen las unidades Scoville. Fue un químico estadounidense que nació en 1865 en Bridgeport, Connecticut, y murió en 1942. En 1912, cuando trabajaba para la farmaceútica Parke-Davis, desarrolló lo que se denomina Examen Organoléptico Scoville, con el que se cuantifican las unidades Scoville (en inglés SHU, Scoville Heat Units) que, a menudo, aparecen en las etiquetas de los alimentos picantes.

El Examen Organoléptico Scoville consiste en utilizar una solución concreta de extracto de la planta picante (un grano en 100 centímetros cúbicos de alcohol durante una noche) y diluirla en agua azucarada hasta que deja de picar para un comité formado, habitualmente, por cinco examinadores. El grado de dilución es la unidad Scoville para esa planta. Así, un pimiento que no pique tiene cero de unidad Scoville; por el contrario, los chiles más picantes tienen de unidad Scoville 300000, pues ese es el número de veces que hay que diluir su extracto para que deje de picar, o sea, que pica mucho. El inconveniente del método es que depende de la subjetividad de los examinadores (por eso son cinco); en la actualidad, ya se utilizan métodos cuantitativos de análisis químico en el laboratorio.

La capsaicina pura tiene de unidad Scoville 16000000; el piri piri, un C. frutescens que se desarrolló en el sureste de África, llega a 200000; la pimienta Cayena, que nos parece terrible, se queda en 50000 como mucho; el chile tabasco pica como la Cayena, entre 30000 y 60000; el jalapeño esté entre 2500 y 10000 unidades Scoville; la guindilla anda por los 1500; y el pimiento, si pica, puede llegar a 500.

La capsaicina del pimiento se une a un receptor de la membrana de la célula sensorial, cambia la permeabilidad de esa membrana y entra calcio a la célula lo que, a su vez, provoca la sinapsis con una o varias neuronas que transmiten la información al cerebro. La respuesta, frente al dolor, es la liberación de endorfinas que mitigan la sensación dolorosa y dan una sensación de bienestar y placer que, incluso, puede provocar adicción al picante, aunque hay autores, como Janet Long, que lo niega.

Los receptores que se unen a la capsaicina son los TRPV1 (Receptores de Potencial Transitorio Vanilloide 1) y que se encuentran, sobre todo en la boca y primera parte del sistema digestivo pero que, poco a poco van apareciendo en muchos otros tipos celulares. Se activa a más de 43ºC y con la capsaicina y, es curioso, hay otro termorreceptor, el VRL-1, análogo al TRPV1, que se activa a más de 52ºC pero no con la capsaicina.

Cuando el TRPV1 responde al picante entra calcio en su citoplasma pero, si el picante actúa durante un tiempo prolongado, se agota el calcio, y las células sensoriales dejan de funcionar. Así, el exceso de picante puede llevar a la insensibilidad hasta que se repone el calcio del entorno celular. La respuesta del cerebro es aumentar el ritmo cardíaco, la secreción de sudor y liberar endorfinas.

Una de las líneas de investigación más interesantes sobre estos receptores TRPV1 es su relación con células cancerosas. La revisión de Lea Weber, de la Universidad del Ruhr en Bochum, estudia la acción de la capsaicina en osteosarcoma, cáncer de colón de páncreas y de mama. En concreto, este grupo alemán estudia su acción sobre células cancerosas del cáncer de mama que, se ha encontrado que tienen los TRPV1 en su membrana celular.

Los resultados que encuentran son claros: la capsaicina inhibe el crecimiento de estas células en cultivo y provoca su muerte en tiempos que van de horas a días. Ensayan la capsaicina en nueve cultivos de células de cáncer de mama de diferentes pacientes. Los autores sugieren que la capsaicina funciona como un tóxico que activa los receptores TRPV1, provoca la entrada de calcio y la célula muere. Sería un buen objetivo terapéutico para estudiar la destrucción de células tumorales.

También la capsaicina está relacionada con el metabolismo de lípidos y, en último término, con la obesidad y el control del peso, tal como escriben Nilius y Appendino. La adición de pimento picante al desayuno inhibe la absorción de lípidos y proteínas. Parece ser que la capsaicina activa el catabolismo de lípidos y la termogénesis y, por tanto, en la utilización y metabolismo de las grasas. En general, concluyen los autores que la toma de capsaicina en la dieta activa los mecanismos metabólicos contra la obesidad.

Sin embargo, la relación entre el consumo de picante y sus beneficios para la salud no se ha demostrado de manera directa, sugerida por estudios epidemiológicos sin una demostración directa de causa y efecto. O, en algunos casos, son estudios solo con animales de laboratorio o con cultivos celulares o in vitro. Y siempre con escasa confirmación en ensayos clínicos.

El picante en los pimientos sigue siendo un enigma sin resolver por completo. Los humanos son la única especie animal que deliberada y sistemáticamente consume alimentos que pican, que queman, sin que conozcamos el significado biológico de esta conducta, ni el impacto evolutivo que supone para la especie, tal como explican Bernd Nilius y Giovanni Appendino, de las universidades de Lovaina y Novara respectivamente.

En una publicación reciente, Charles Spence, de la Universidad de Oxford, ha revisado algunas de las hipótesis que tratan de explicar esta curiosa preferencia de nuestra especie. En primer lugar, la ya mencionada hipótesis masoquista/búsqueda de emociones, con la liberación de endorfinas. Spence también menciona la hipótesis microbiana, que sugiere que el picante se añade a los alimentos porque elimina bacterias y protege de enfermedades trasmitidas por los alimentos. La siguiente hipótesis que explica Spence es la termorregulación/inducción de la salivación, con el aumento de la secreción de saliva y sudor que, a su vez, provoca la bajada de la temperatura corporal. Y la última hipótesis revisada por Spence es la que relaciona el picante con la salud, la dieta y, en general, con sus propiedades medicinales. Ya hemos repasado la influencia de la capsaicina en la destrucción de células tumorales y en el metabolismo de lípidos.

Como escriben Joshua Tewksbury y su grupo, de la Universidad de Washington en Seattle, la presencia o ausencia de picor es muy variable. En su estudio con 29 poblaciones salvajes de tres especies de Capsicum en el sudoeste de Bolivia, han muestreado el picor y su distribución geográfica.

En primer lugar, los individuos picantes y no picantes pueden convivir en la misma población. El porcentaje de individuos picantes crece con la altura. Por encima de 900 metros todos los individuos de todas las poblaciones, excepto dos, son picantes. Y de esas dos poblaciones en que hay no picantes, en una de ellas es la especie humana la responsable de la presencia de los individuos no picantes. El contenido de capsaicina sigue los mismos parámetros: a más altura, más capsaicina y, así, de 500 a 1000 metros, crece un 30%. Además, aumenta la síntesis de capsaicina con menos agua y más sol.

Tewksbury propone que la síntesis de capsaicina se basa en el coste y el beneficio que permiten a la planta, a cada individuo, sobrevivir y reproducirse. con éxito, quizá por el paso de las semillas y su activación en el sistema digestivo de aves.

La capsaicina tiene también usos fuera de la gastronomía Por ejemplo, en los sprays de pimienta que se usan como arma de defensa personal no letal. Es más antiguo de lo que pensamos pues, entre los aztecas, se castigaba a los niños con humo de una hoguera en la que se quemaban chiles picantes. Ese humo también se utilizaba como arma de guerra para rendir a combatientes cercados. Y la crema de capsaicina sirve para aliviar dolores musculares.

Como ejemplo de la utilización de la Escala Scoville para la fabricación de armas (quién lo iba a suponer) hay que mencionar que hace unos años se descubrió en la India uno de los chiles más picantes que se conoce: nada menos que 1000000. Es la variedad “Bhut Jolokia” de la especie Capsicum chinense. Lo han estudiado en detalle Paul Bosland y Jit Baral, de la Universidad del Estado de Nuevo Mexico en Las Cruces. De inmediato, los investigadores de la Organización de Investigación y Desarrollo para la Defensa de la India, en Nueva Delhi, se han interesado en el “superchili” con la intención de fabricar granadas similares a las de gas lacrimógeno para disolver manifestaciones. Incluso, en Estados Unidos, ya se ha presentado una patente para fabricar un spray de defensa personal. Seguro que no era esto lo que tenía en mente Wilbur Scoville cuando desarrolló su Examen Organoléptico.

Por cierto, unos consejos finales. Ante la sensación de picor no hay que beber agua pues la capsaicina, sustancia lipofílica que se disuelve en grasas y no en agua, no se eliminará. Es bueno masticar pan y, todavía mejor, el aceite y la leche entera. Lo más gustoso es mojar pan en aceite.

Para terminar, una receta sencilla y rápida que nos explica Rafael Castellanos en su “Cocina romántica”: es el arroz con pimientos.

“En una cazuela con un poco de aceite freímos cebolla picada; cuando este pochada añadimos el arroz, se revuelve un poco y se ponen los pimientos enteros, se llena con agua la cazuela, ponemos pimienta y azafrán y se cuece. Servir”.

Abad Alegría, F. 2001. Color rojizo en nuestra historia culinaria. El especiado con azafrán, y pimentón en las cocinas hispanas. Discurso de Ingreso en la Academia Aragonesa de Gastronomía. Zaragoza.

Referencias:

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

El artículo Ingredientes para la receta: El pimiento se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ziortza Guezuraga Kontzepzio inguruko aldian azido foliko gehiegi hartzea eta umeak pisuari begira adin gestazionalerako txikiak izatea lotu ditu ikerketak.

Irudia: Pisuari begira, umeak adin gestazionalerako txikia izatea eta azido foliko dosiak 1000 mikrogramo baino gehiago izatearen arteko harremana plazaratu EHUko ikerketa batek. (Irudia: myllissa)

Azido folikoa hartzearen eta umeen neurketa antropometrikoak aztertu dituzte ikerketan eta azido foliko gehiegi hartzea (1000 mikrogramo edo gehiago egunero) umeak pisuari dagokionez adin gestazionalerako txikiak izatearen arriskua handitzen du.

Haurdunaldian eguneko 400 mikrogramo azido foliko hartzea gomendatzen da, hodi neuralean akatsak saihesteko. Aurretik egindako ikerketek efektu negatibo posiblea aurkitu zuten pisuari begira adin gestazionalerako txikia izatea azido foliko dosiak 1000 mikrogramo baino gehiago denean.

Bi mila ikertu baino gehiago eta lau kontsumo tarte

2302 ama-ume bikote behatu dira ikerketa eta hiru azido foliko kontsumo tartetan banatu dira:

1. Azido folikorik hartu ez dituztenak.
2. 1000 mikrogramo baino gutxiago hartu dituztenak.
3. 1000 eta 4999 mikrogramo artean hartu dituztenak.
4. 5000 mikrogramo baino gehiago hartu dituztenak.

Dietan hartutako folatoa eta azido folikoa atzera begira neurtu dira haurdunaldian zehar bi elkarrizketa pertsonal eginda: 10-13 aste haudun zeudela lehena eta 28-32 aste haurdun zeudela bigarrena.

Dietan hartutako folato neurtzeko FFQ (Food Frequency Questionnaire) motako galdetegia baliatu da, Willett’s Questionnaire galdetegiaren bertsio moldatua. Galdetegi semikualitatiboa da Willett’s Questionnaire delakoa eta kasu honetan Mediterraneo aldeko haurdunekiko balidatua izan den bertsioa.

Azido folikoaren kontsumoa neurtzeko, aldiz, galdetegi egituratua baliatu da FFQarekin batera. Eguneko hartutako batez besteko azido folikoa kalkulatzeko bi alditan estimatutako batez besteko kantitatea hartu da kontuan: haurdunaldia baino hiru hilabete lehenagotik hirugarren hilabetera arte eta laugarren hilabetetik zazpigarrenera.

Umeen neurketa antropomorfokoei dagokienez, ospitaletako dokumentu medikuetatik eskuratu dira.

Kobariantzen inguruko informazioa ere galdetegi bidez lortu da. Hala, kontuan izan dira ezaugarri sozio-demografikoak (amaren adina, hezkuntza maila, jaioterria), bizimodu aldagaiak (erretzea haurdunaldian zehar, alkohol kontsumoa haurdunaldian zehar eta gurasoen gorputz-masaren indizea) eta faktore obstetrikoak (aurretik izandako haurdunaldi kopurua, abortuak, haurdunaldiko diabetesa).

Erreplikatu beharra duten emaitzak

Amen batez besteko adina 30.6 urtekoa izan da, %33.8k ikasketa unibertsitarioak izan dituzte eta %85.9k Espainian jaiotakoak izan dira. %31.6k erre dute haurdunaldian zehar eta %32.5ek alkohola kontsumitu. Batez besteko adin gestazionala 39.7koa izan da eta umeen batez besteko pisua jaiotzean 3268g.

Aldi perikontzepzionalean azido foliko dosi altuak (5000 mikrogramo eguneko edo gehiago) hartu dituztenen kasuan baino ez da atzeman pisu baxua umeengan.

Emaitzen arabera, gestazioaren lehenengo hiruhilekoan azido folikoaren erabilerak eragin handia izan dezake. Hortaz, ikertzaileen arabera, aldi perikontzepzionalean azido foliko dosi egokiak hartzearen promozioa ezinbestekoa da.

Aldi perikontzepzioanalean azido foliko dosi handiak (1000 mikrogramo baino gehiago) pisuari dagokionez umeak adin gestazionalerako txikiak izatearen arriskua handitzen du ikerketaren arabera. Hala ere, erreplikazio beharra azpimarratzen dute ikertzaileek.

Erreferentzia bibliografikoa:

Navarreta-Muños, Eva María, et al., (2019). High doses of folic acid in the perconceptional period and risk of low weight for gestational age at birth in a population based cohort study. European Journal of Nutrition, 58, 241-251. DOI: https://doi.org/10.1007/s00394-017-1588-7

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

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No diga veneno, diga arsénico. Pocos elementos químicos imponen tanto respeto como el arsénico. Lo usaron los Borgia para quitarse del medio a sus enemigos políticos y más de un noble para acceder a su herencia antes de tiempo. También ha servido para mandar al otro barrio a algún que otro marido y para dar de baja a todo tipo de personajes de novela negra. Pero si miramos más allá de su toxicidad, veremos que el arsénico es un elemento que ofrece un arcoíris de colores en forma de pigmentos.

Imagen 1. Un recipiente de pintura verde etiquetado como veneno. Fuente: Wikimedia Commons.

 

Cuando el verde puede matar

El sueco Carl Wilhem Scheele ocupa un lugar de honor en el Olimpo de la química. Y eso que uno de sus más grandes descubrimientos no ha servido para granjearle muy buena fama. En 1775 sintetizó un pigmento de un agradable color verde más duradero que los carbonatos de cobre ampliamente utilizados hasta esa fecha. El proceso para lograrlo no era excesivamente complicado: calentar una disolución de carbonato de sodio en la que poco a poco se disolvía óxido de arsénico, añadir sulfato de cobre, recoger el precipitado que se formaba y calentarlo. Así se obtenía el verde de Scheele (principalmente CuHAsO3), un sólido que cambiaba de tonalidad según la proporción de cobre y arsénico.

Sin embargo, había un problema: la elevada toxicidad del arsénico. Según nos cuenta la historiadora Victoria Finley, el propio Scheele estaba al tanto del problema y en 1777 escribió a un colega preocupado porque pensaba que se debía alertar del peligro a los consumidores. Como con las cajetillas de tabaco, vamos. Sea como fuere, el producto salió al mercado al año siguiente y tuvo un éxito arrollador.

Imagen 2. Un grabado del s. XIX que hace referencia a la toxicidad del arsénico. Fuente: Wellcome Images.

 

El éxito fue todavía mayor cuando, con el cambio de siglo, apareció un compuesto similar más estable (3 Cu(AsO2)2·Cu(CH3COO)2). En su preparación se empleaba ácido acético, pero la fórmula se mantuvo en secreto hasta que fue descubierta por un joven Justus von Liebig. Liebig y Scheele, dos grandes químicos unidos por el verde y por el arsénico. El pigmento tuvo muchos nombres: verde esmeralda, verde de París, verde Veronés, etc. Pero que sus evocadores nombres no nos dejen engañar. Si, además de usarse en pintura, sirve de raticida por algo será.

Estos nuevos pigmentos verdes no solo entusiasmaron a los prerrafaelitas y los impresionistas, sino que triunfaron como tinte para los vestidos de señora, para dar color a libros, velas y jabones y, especialmente, para colorear el empapelado de las casas. Ni en la más macabra trama urdida por Agatha Christie hubiera habido tanto arsénico. Ya en 1857 un doctor de Birmingham advertía en la prestigiosa The Lancet sobre los peligros del papel teñido de verde: “En una ocasión un niño chupó unas tiras de papel y apenas escapó con vida”.

Pero, ¿era necesario chupar el papel para envenenarse? En absoluto. Existen otras dos teorías para explicar el envenenamiento por el “empapelado asesino”. La primera apunta a que pequeñas partículas de pintura se descascarillaban y podían entrar en el sistema respiratorio como si fuesen motas de polvo. La segunda resulta mucho más interesante desde el punto de vista científico. En condiciones de humedad pueden aparecer ciertos mohos en la pared. Estos mohos, en su afán por sobrevivir a las altas cantidades de arsénico, lo metabolizan y forman compuestos orgánicos volátiles. De la pared al aire y del aire a los pulmones.

Podríamos recrearnos en el uso del arsénico como veneno y hablar de una de sus (supuestas) víctimas más ilustres: Napoleón. Por poético que resulte y por mucho que se repita, es muy poco probable que fuese este elemento quien asesinó Emperador. Dicho esto, hablemos de un tema más agradable: la pintura. Lo cierto es que se conocen pocas obras que contienen verde de Scheele. Básicamente porque la aparición al de poco tiempo del verde esmeralda le comió la tostada. Aun así, no podemos pasar por alto al más ilustre pintor de acuarelas de todos los tiempos: Joseph Mallord William Turner. Paradójicamente, la obra en la que se ha encontrado este pigmento es un óleo.

Imagen 3. Guildford desde la orilla del rio Wey (25×20 cm), de Turner (1805). Fuente: TATE.

 

El verde esmeralda fue uno de los verdes más importantes del s. XIX como demuestra la lista de ilustres pintores que lo usó: Manet, Monet, Pisarro, Gauguin, etc. Pero si alguien destaca sobre todos los demás, ese es van Gogh. Entre 1888 y 1889 el pintor holandés mantuvo una producción frenética en Arles. Allí realizó varios retratos a la familia Roulin, cuyos miembros posaron sin descanso mientras el artista daba espesas pinceladas de verde esmeralda. ¡Qué pensarían Joseph, Augustine, Armand, Camille y Marcelle si les hubiesen dicho que sus rostros iban a colgarse en los museos más importantes del mundo!

Imagen 4. Retrato del cartero Joseph Roulin (81×65 cm) y Madame Roulin meciendo la cuna (93×74 cm), de Vincent van Gogh (1888 y 1889). Fuente: Wikimedia Commons.

El amarillo del rey

La palabra arsénico deriva de arsenikon que en griego significa viril o macho. No parece una etimología muy apropiada hasta que no se indaga un poco más. El vocablo griego proviene a su vez del persa zarnik donde encontramos la raíz que significa oro. Esto ya empieza a cobrar sentido. Ese es el nombre que se le daba un mineral compuesto por azufre y arsénico que tiene color dorado. Hoy en día lo llamamos oropimente (As2S3), del latin auripigmentum. De hecho, los alquimistas estaban convencidos de que contenía oro y trataron por todos los medios de extraer del mineral el más preciado de los metales. Obviamente, lo único que lograron fue algún que otro envenenamiento.

Imagen 5. Oropimente en forma mineral (dorado) junto con rejalgar (anaranjado). Fuente: James St. John

El oropimente tiene un color amarillo brillante que ha hecho que se emplee como pigmento desde los tiempos del Imperio Nuevo de Egipto (s. XVI a.e.c.). En cualquier caso, tampoco ha sido el amarillo más popular, quizás porque se ennegrece en contacto con muchos otros pigmentos o porque es muy venenoso. Si Scheele se preocupaba por la toxicidad de su verde en el s. XVII, Estrabón ya hablaba de los peligros del arsénico en época de Augusto. En su Geografía cuenta cómo hace 2000 años los condenados a trabajar en las minas de Asia Menor morían por culpa de la sandáraca. Hoy sabemos que se refería al oropimente o al rejalgar, del que nos ocuparemos más adelante. En la Edad Media también eran muy conscientes de que el oropimente debía ser tratado con respeto. Ya lo advertía Cennino Cennini en su indispensable Libro del Arte “Amarillo es un color que se denomina oropimente. Dicho color es artificial y hecho de alquimia; es realmente venenoso, y de una bella tonalidad amarilla que recuerda al oro”.

Este pasaje nos transporta inevitablemente a la manufactura del pigmento dorado. Pese a que se puede obtener de forma natural del mineral homónimo, desde época medieval se produce artificialmente. La mejor receta nos la dejó el químico y farmacéutico Robert Dossie en el s. XVIII. En ella explica cómo el arsénico en polvo debe mezclarse con flores de azufre en proporción de veinte a uno. Luego se calienta la mezcla para lograr la sublimación (pasar de sólido a gas) y se recoge el oropimente. Al parecer el pigmento logrado de forma sintética se conocía como amarillo del rey y era de mayor pureza. Recuerden, lo natural no tiene por qué ser mejor.

Aunque hemos dicho que este pigmento no ha sido excesivamente empleado a lo largo de la historia (occidental), hay unas cuantas obras de gran relevancia que podemos destacar. Para reflejar la variedad de técnicas y soportes en las que se ha empleado mencionaremos el singular libro de Kells en el Trinity Collegue (s. IX), el altar de Esquius en el Museo Nacional de Arte de Cataluña (s. XII) o las pinturas de la cúpula de la mezquita Al-Aqsa de Jerusalén (s.XIV).

Imagen 6. El oropimente está presente en el Libro de Kells (Trinity College), el Altar de Esquius (Museu Nacional d’Arte de Catalunya) y las pinturas de la cúpula de la Mezquita Al-Aqsa en Jerusalén (Wikimedia Commons).

 

Pero quedémonos con un óleo barroco que muestra cómo las obras de arte están vivas y cambian con el tiempo. Jan Davidsz. de Heem pintó una guirnalda con frutas y flores en la segunda mitad del s. XVII que hoy podemos disfrutar en el Rijksmuseum de Amsterdam. Bajo la granada que muestra su apetitoso contenido cuelga un cítrico con un aspecto poco atractivo. Los análisis químicos nos han permitido saber que posiblemente el fruto fuese de un color mucho más vivo y brillante, no en vano estaba pintado con oropimente. Pero este pigmento se puede degradar a óxidos de arsénico y desvanecerse. Al analizar las diferentes capas de la pintura se observó que los óxidos habían penetrado hacia el interior del cuadro y habían reaccionado con el plomo de otros pigmentos. Todo ello dio como resultado una especie de limón que ha madurado en exceso.

Imagen 7. Guirnalda con frutas y flores (74×60 cm), de Jan Davidsz. de Heem (ca. 1665). Fuente: Rijksmuseum

El polvo de la cueva

El oropimente tiene un primo de color naranja y composición química similar conocido como rejalgar (As4S4, As2S2 o AsS). Con dicho nombre sólo puede tener origen árabe: ráhǧ alḡár “polvo de la mina”. No en vano, al igual que el oropimente, es un mineral natural que, como decíamos antes, los romanos llamaban sandáraca. Posiblemente por el parecido, esta palabra se usa hoy para una resina de color rojizo en un caprichoso cruce etimológico entre dos materiales artísticos.

Imagen 8. El rejalgar en forma mineral (arriba) y la resina sandáraca (abajo). Fuentes: Wikimedia Commons.

El rejalgar ha tenido un papel menos importante que el oropimente en la Historia del Arte, así que podemos decir que es el primo pobre. Incluso hay quien lo llamaba oropimente quemado, como si no tuviese entidad para tener su propio nombre. Eso no quiere decir que no haya tenido su momento de gloria. En China se usaba con frecuencia y en Persia e India, por ejemplo, se empleó en la elaboración de manuscritos. De hecho, en la medicina oriental tuvo un importante rol en medicina. Será por aquello de que lo que no te mata te hace más fuerte.

Dado que oropimente y rejalgar están inevitablemente unidos, pondremos el broche final a este artículo con una obra maestra en el que ambos pigmentos conviven en armonía. Se trata del retrato de Vincenzo Morosini realizado por Tintoretto, uno de los grandes exponentes de la escuela veneciana. Aquella en la que el color lo dominó todo. Y para colores los del arsénico, que además de los pigmentos verdes, amarillos y naranjas que acabamos de ver, está presente en el azul esmalte y en el violeta de cobalto.

Imagen 9. Retrato de Vincenzo Morosini (85×52 cm), de Tintoretto (1580). En la banda del personaje se ha detectado oropimente y rejalgar. Fuente: National Gallery.

 

Para saber más:

E. West FitzHugh. Artist’s Pigments: A Handbook of Their History and Characteristics. (Volume 3). National Gallery of Art (1998).

N. Eastaugh, V. Walsh, T. Chaplin y R. Siddall. Pigment Compendium: A Dictionary and Optical Microscopy of Historic Pigments. Routledge, Londres (2008).

V. Finlay. Colores. Editorial Océano, Barcelona (2004).

Sobre el autor: Oskar González es profesor en la facultad de Ciencia y Tecnología y en la facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU.

El artículo La tabla periódica en el arte: Arsénico se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Uxue Razkin

Klima-aldaketa

Euskal kostaldean ugaritu egin dira marmokak eta gizakiak eragindako aldaketak dira horren arrazoi nagusietako bat. Horretaz gain, jakina da uda garaian izaten dela ohikoagoa marmoken presentzia kostaldean baina Javier Francok, Azti zentroko itsaso eta kostetako ingurumen kudeaketako adituak azaltzen du Berriako artikulu honetan planeta jasaten ari dena dela giltza: “Marmoken harrapakari diren animalia asko desagertze bidean daude, gizakiak eragindako aldaketa globalaren ondorioz. Gainera, marmokek badute, oraindik, zertaz elikatu, eta itsasoaren tenperatura igotzeak ere egonkortasuna ekarri die marmoka espezie gehienei”.

Geologia

Azken mendeetako datuetan oinarriturik etorkizuneko egoera iragartzea helburu duten klima-ereduak egin dira simulazio-programak erabiliz. Hala ere, simulazio-programak egungo klima-parametroetan oinarritzen dira, baina berotze global bortitzaren eraginpeko ezaugarriak desberdinak izan litezke, artikuluan irakur daitekeen bezala. Zalantza hauek argitzeko, beraz, baliagarria izan daiteke iragana. Hau da, iraganean izan ditugun klimak eta haien ondorioak nolakoak izan diren ezagutzea. Lurrak iraganean jasandako hipertermal edo supernegutegi gertakariak izan daitezke giltza.

Ingeniaritza

Eguzki-energia erabilita, aldi berean elektrizitatea eta ur garbia sortzeko gai den gailua eraiki du ingeniari talde batek. Bi baliabide eskuratu ditu aldi berean teknologia berri honek: ura eta argindarra. Eguzki-panelek bero asko biltzen dute baina hori ere galdu egiten da. Halere, soberan geratzen de bero hori ez da nahikoa argindarra sortzeko baina bai ura garbitzeko teknologia batean erabiltzeko. Nola funtzionatzen duen jakin nahi duzue? Jo ezazue artikulura!

Biologia

UPV/EHUko Biologia Atalak naturaren kontserbazioan izan duen eragina aztertu dute artikulu honetan. Testuan azaltzen digutenez, 1975era arte ez zuen katedradunik izan, eta zeuden irakasle agregatuetatik bakar bat bera ere ez zen biologiaren arlo naturalistenetakoa –ez botanika ez zoologia ezta ekologiakoa–. Orain, berriz, egoera ezberdina da eta badira taldeak eta ikertzaileak esparru honetan lanean ari direnak. Izan Naturaren kontserbazio atalak izan duen garapenaz gehiago irakurtzeko, ez galdu artikulu hau!

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Egileaz: Uxue Razkin kazetaria da.

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El fútbol es el deporte alrededor del cual orbitan, además de los miles de fieles seguidores, sectores como la hostelería, el periodismo, la publicidad o la moda. Pero, ¿hay lugar para la ciencia?

Aunque resulte difícil imaginar la relación que pueda existir entre disciplinas científicas como la física, las matemáticas o la antropología y el fútbol, cada vez son más las ocasiones en las que, sorprendentemente, la ciencia puede explicar muchos de los acontecimientos que suceden en un campo de fútbol e incidir en aspectos como la mejora del rendimiento de los jugadores y, en consecuencia, de los resultados.

La relación entre estas dos disciplinas fue el hilo conductor de un ciclo de conferencias organizado por la Cátedra de Cultura Científica con el apoyo de la Diputación Foral de Bizkaia y la colaboración de Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) – Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades”, que tuvo lugar en el Bizkaia Aretoa de la UPV/EHU de Bilbao los meses de octubre y noviembre de 2018. Enmarcado en el ciclo de conferencias “Zientziateka”, que contó con cinco conferencias impartidas por especialistas de diversos campos en las que se ilustró la conexión que existe entre diferentes disciplinas científicas y el fútbol.

 

José Manuel López Nicolás, doctor en Ciencias Químicas y catedrático de Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Murcia, explica en esta conferencia inaugural la importancia que tiene la multidisciplinariedad científica en el fútbol moderno. Para ello analiza las claves que llevaron a la selección española a la eliminación del último mundial, siguiendo un sorprende hilo conductor que vinculará a científicos, entrenadores y futbolistas de diferentes épocas y nacionalidades.



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

El artículo La trama vasco-rusa que eliminó a España del Mundial 2018 se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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