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Koldo Garcia

COVID-19 gaixotasunaren pandemian argi ikusi dugu zeinen garrantzitsua den SARS-CoV-2 birusaren aldaeren zainketa. Zainketa hori gauzatzeko, ezinbesteko da birusen genoma sekuentziatzea eta sekuentzia horiek komunitate zientifikoan zabaltzea. Hala, toki bakoitzean zirkulazioan dauden birusaren aldaerak ezagutu daitezke eta kezkagarriak izan daitezkeen aldaeren kontrola areagotu. Baina oro ez da urre.

Gene-informazioa eskuragarri jarri ohi da datu-base publikoetan. Zientzia-artikulu baten baitan gene-informazio berria sortzen denean, zientzia-aldizkariek gene-informazio hori modu publikoan jartzea eskatu ohi dute artikulua argitaratzeko. Hala, zientzia-komunitateak ikuska dezake gene-informazio hori eta berrerabili lan berriak egiteko. SARS-CoV-2 birusaren gene-informazioaren kasuan, zientzia-artikuluak argitaratu baino lehenago eskuragarri jarri dira, pandemiaren ezagutzan arinago sakontzeko. Baina prozedura horrek arazoak izan ditu.

1. irudia: Gene-informazioa datu-baseetan gordetzen da (Argazkia: ColossusCloud – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

COVID-19 gaixotasunean positibo eman duten pertsonen birusak sekuentziatu dira, baina herrialde guztiek ez dute modu berdinean egin. GISAID datu-basea izan da SARS-CoV-2 birusaren sekuentzia horiek partekatzeko biderik erabiliena. Datu-base hori 2008. urtean sortu zen gripearen birusaren sekuentziak bidezkoa den modu batean partekatzeko; eta bermatzeko dagokien aitortza emango zitzaiela sekuentzia horiek sortzen dituzten ikertzaileei eta zentroei. GISAIDeko datuak erabili ahal izateko, izena eman behar da bertan eta hitzeman egiten da datuei bidezko erabilera emango zaiela, GISAIDeko gidalerroak jarraituta. COVID-19aren pandemiari aurre egiteko, GISAID datu-baseak aukera eman zuen SARS-CoV-2 birusaren sekuentzien gordailu izateko eta gene-datu horietan oinarrituta analisiak egiteko.

GISAID datu-basean biltzen diren sekuentziak berebizikoak bilakatu dira COVID-19 birusaren aldaeren zainketa egiteko. Bertan COVID-19 birusaren 1,5 milioi sekuentzia gordetzen dira, baina herrialde guztiek ez dute informazioa modu berean bidali. Ezberdintasun horren oinarria da herrialde bakoitzean ez direla berdinak izan jarritako baliabideak eta pandemiari aurre egiteko hartutako neurriak. Adibidez, sekuentzien %45 Erresuma Batuak bidali ditu eta %7 Danimarkak. Horrez gain, esan behar da herrialde batzuk kasu gutxiago izan dituztenez, sekuentzia gutxiago bidaltzeko aukera izan dutela baina kasuen ehuneko handi bat direla. Adibidez, Australiak izan dituen kasuen %58ren sekuentziak bidali ditu, eta Zeelanda Berriak %48. Desberdintasun hauek zailtzen dute munduko eskualde batzuetan zirkulazioan dauden birusak zeintzuk diren jakitea eta, ondorioz, aldaera berrien zaintza.

2. irudia: Txertoak garatzeko, birusen gene-informazioa erabiltzen da (Argazkia: whitesession – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Aipatutako mugak direla eta, gero eta ikertzaile gehiagok esaten dute SARS-CoV-2 birusaren gene-informazioa inolako baldintzarik ez duten datu-baseetan partekatu beharko litzatekeela. Horrela, ahalbidetu egingo litzateke datuen analisi konplexuak egitea eta emaitza baliagarriak arinago lortzea. Bestalde, SARS-CoV-2 birusaren sekuentzien eskuragarritasuna errazteko, 800 ikertzaile inguruk sinatutako gutun batean eskatzen da gene-informazio hori domeinu publikoan jartzea. Ikertzaile horien %99 Europako, AEBko eta Kanadako ikertzaileak dira. Baina, zer iritzi dute hainbeste baliabiderik ez duten herrialdeetako ikertzaileek?

Christian Happi-k –Nigerian kokatutako Genomikarako eta Gaixotasun Infekziosoetarako Afrikako Bikaintasun Zentroko mikrobiologoak– adibide argi bat ematen digu “Imajinatu afrikarrak lan ta lan egiten datu-base bat elikatzeko, zeina erabiltzen den txertoak egiteko edo eguneratzeko, eta gero txertoetara sarbiderik ez izatea. Etsigarria da.” Baliabideak mugatuak izanda eta aitortzarik lortzen ez badute, beren lanak ez die onurarik sortzen. Horregatik, lasaitasuna ematen die GISAID datu-basearen funtzionamenduak. Nnaemeka Ndodo-k –Nigeriako Gaixotasunen Kontrolerako Zentroko bioingeniaritza molekularrerako adituak– eta bere lankideek egun osoan zehar egiten dute lan birusaren sekuentziak lortzeko eta gauez GISAIDera igotzen dituzte. Horrela egunero. Ndodo-ren kezka da sortzen dituzten datuak mugarik gabe eskuragarri jartzen badituzte, baliabide gehiago dituzten ikertzaileek datu horiek erabili ditzaketela eta zientzia-aldizkari garrantzitsuetan analisiak argitaratu edo teknologiak patentatu, datu-biltzaileek inolako onura eta aitortzarik jaso gabe. Nolabait, GISAIDen ereduak bermatu egiten ditu baliabide gutxi dituzten laborategien aitortza eta parte-hartzea, babestu egiten du egin duten lana.

Gene-datuen partekatzeari buruzko kezka aspalditik datorren auzia da. Hego Afrikako IOL agerkarian editorial anonimo batek deskribatzen duen bezala, “zientzia-komunitatea aspalditik blaituta dago mentalitate neokolonial batekin”. Afrikarren kezkei oinarri ematen die 2014 eta 2016 urteen artean Ginean gertatutako Ebolaren agerraldian jazotakoak. Garai hartan, Afrikako ikertzaileek lortu zituzten laginak Gineatik kanpo bidali ziren; eta lagin horiek erabilita argitaratu ziren zientzia-artikuluen eta lortu ziren patente gehienen egileak herrialde aberatsetakoak izan ziren. Bitartean, Gineako laborategiek ez zuten lan horretatik onurarik jaso eta gaur egun ez dute gaitasunik laginak sekuentziatzeko.

3. irudia: SARS-CoV-2 birusaren aldaeren zaintza beharrezkoa da pandemiari aurre egiteko (Argazkia: OliverKepka – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Auzi garrantzitsua da SARS-CoV-2 birusaren gene-informazioa non gordetzen den. Birusaren aldaeren zaintza eraginkorra izan dadin, beharrezkoa da baliabide mugatuak dituzten herrialdeetako ikertzaileak prest egotea gene-informazioa partekatzeko. Txertaketa-prozesuaren onurak jaso ez dituztenez, gerta liteke birusaren aldaera kezkagarriak herrialde horietan agertzea. Ondorioz, herrialde horietan dauden birusen sekuentziak beharrezkoak izango dira pandemiaren zaintza eraginkor bat egiteko. Horretarako, herrialde horiek baliabideak izatea bezain garrantzitsua da beren lana aitortzea.

Aurreko batean azaldu genuen gizatalde guztiek ez dituztela gene-informazioaren onurak modu berean jaso. Orduan gizakion gene-informazioaz ari ginen, baina argi dago joera orokorra dela, bai edozein gene-informazio eskuratzeko, bai edozein gene-informazio erabiltzeko. Herrialde batzuek onura gehiago lortzen dituzte gene-informaziotik beste batzuek baino eta denon ardura izan beharko luke herrialde guztiek gene-informazioaren onurak modu bidezko batean jasotzeak.

Erreferentzia bibliografikoak:

Cyranoski, D. (2021). Alarming COVID variants show vital role of genomic surveillance. Nature, 589, 337-338. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00065-4

Maxmen, A. (2021). Why some researchers oppose unrestricted sharing of coronavirus genome data. Nature, 593, 176-177. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-021-01194-6

Egileaz:

Koldo Garcia (@koldotxu) Biodonostia OIIko ikertzailea da. Biologian lizentziatua eta genetikan doktorea da eta Edonola gunean genetika eta genomika jorratzen ditu.

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Foto: Artur Tumasjan / Unsplash

La automatización era el futuro hace 50 años. Lo robotización es un futuro tan próximo que es presente. Y lo que parece una tendencia imparable es la robotización de todos los ámbitos de la actividad humana. Pero no hay que pensar necesariamente en robots completamente autónomos, como los de la película Yo Robot (Alex Proyas, 2004) basada en el libro homónimo de 1950 de Isaac Asimov. La integración de los robots en nuestro día a día será como colaboradores. Un ejemplo ilustrativo es el robot como asistente en intervenciones quirúrgicas muy delicadas.

Pongamos el caso de las intervenciones de columna que se quiere que sean mínimamente invasivas. En términos muy simples, en este tipo de intervenciones hay que saber con precisión donde colocar los tornillos para maximizar su efecto y asegurarse de que no se hace más daño del que se pretende solucionar al tocar la médula espinal.

Ceit y Egile colaboran en el proyecto ELCANO que lo que pretende es, precisamente, desarrollar una solución integrada y robotizada para este tipo de intervenciones. La persona encargada de la cirugía es la que decide y realiza la operación; el robot le ayudará en los cálculos y en evitar que se produzcan daños. Esta ayuda se concreta en tres aspectos, los dos primeros son los que permiten el tercero, que es la actuación del robot:

Planificación virtual de la intervención*

 

Los hospitales suelen contar con un Sistema de Comunicación y Archivado de Imágenes (PCAS, por sus sigles en inglés). Su función primordial es almacenar imágenes y facilitar la comunicación entre los servicios del hospitale. Un sistema PACS ideal debe atender todo el flujo de imagen, desde la adquisición del examen, hasta el diagnóstico, proceso de informe y monitoreo.

Antes de la intervención*, un programa software planificador (viewIT-spine) extrae información del historial del paciente desde el sistema PACS y reconstruye un modelo virtual del paciente basado en las imágenes de TAC disponibles que permitirá al cirujano hacer una planificación de la intervención, definiendo la posición y orientación de los tornillos que desea introducir en el paciente, desde su despacho. Una vez terminada la planificación, ésta se envia al quirófano.

Sistema de navegación/tracking

Un dispositivo instalado en quirófano es capaz de monitorizar en tiempo real la posición real del paciente de forma que pueda hacerse una correlación de la disposición del paciente real con el modelo virtual construido con el planificador. Para ello un módulo del software viewIT-spine se ejecuta en tiempo real en quirófano.

Prototipo de laboratorio, basado en un robot de 7 grados de libertad.

Asistente colaborativo robotizado (COBOT)

Un COBOT es un sistema robótico capaz de recibir información del planificador. Este robot es capaz de configurar unas restricciones activas de movimiento y trabajar de forma colaborativa con el cirujano (COllaborative roBOT) para facilitar la intervención. A la vez, las restricciones de movimiento limita los movimientos del cirujano para impedir el acceso a las zonas de riesgo.

Prototipo de quirófano, basado en un robot de 6 grados de libertad

 

* Nota para profesionales:

Intervenciones de fusión instrumentada con tornillos transpediculares. El concepto es aplicable a otro tipo de intervenciones, como artrodesis intersomática por vía lateral ALIF o TLIF.

 

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

El artículo Actúa localmente: robots asistentes en cirugía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias

Makako baten gorputz atalen mugimenduak eta begiradaren norabidea aurreikusi daitezke, bere entzefaloaren hainbat eremutako neuronen jarduera zehaztasun espazial eta tenporal handiarekin “ikustea” ahalbidetzen duen teknika nahiko berri baten bidez.

Teknika horren bidez erregistratutako garun jarduera gailu robotikoei edo, oro har, makinei aginduak emateko erabil daiteke, dagokion subjektuak bere kabuz egin ahalko ez lituzkeen gauzak egiteko. Pentsatu, adibidez, elbarritasun baten eraginez besoak mugitu ezin dituen edo, besterik gabe, besorik ez duen pertsona batengan. “Ultrasonika funtzionala” izeneko neuroirudi teknika bat erabiltzen da metodo gisa (edo fUS, ingeleseko functional UltraSound imaging-etik hartua).

Irudia: Zer gertatzen da zure garunean artikulu hau irakurtzeko orrialdea goitik behera mugitzen ari zarela?
Hori da garuna-makina interfazeak helburu dituzten neurozientzialariek jakin nahi dutena: garunaren jarduera irakurri eta interpretatzen duten eta ordenagailu edo makina bati jarraibideak transmititzen dizkioten gailuak garatzeko. (Argazkia: Caltech)

Hau ez da interfaze baten bidez buruko aginduak makina baten ekintza edo mugimendu bihurtzen diren lehenengo aldia. Dagoeneko lortuta zegoen beso robotiko batek garunean elektrodoak ezarrita zituen pertsona paraplegiko baten ahora kopa bat eramatea. Subjektuaren gorputz atalek esku hartu gabe garunak aginduak emateko ahalmena ez da berria, horretarako erabilitako teknika baizik.

Orain arte, entzefaloan neuronen jarduera erregistratzeko zenbait metodo zuzen erabili dira. Elektroentzefalografia da (EEG) zaharrena; garuneko potentzial elektrikoaren aldaketak detektatzen ditu, garezurrean kokatutako elektrodoen bitartez. Ez da inbasiboa, baina bereizmen espazial txikia du. Horren aldaeretako bat elektrokortikografia da (ECoG): neuronen seinale elektrikoetarako irisgarritasun zuzena ematen du; bereizmen tenporal eta espazial handia du. Arazoa da kirurgia eskatzen duela eta arriskuak eragiten dituela, elektrodoak jarri behar direlako, horiek hartzen dituzten ehunak kaltetzen dituztelako eta denborarekin elektrodoak biltzen dituen materiala hondatu egiten delako.

Zeharkako metodoak ere badaude. Erresonantzia magnetiko funtzionala da (FMRi) azken urteetan neuronen jarduera “ikusteko” gehien erabiltzen ari den alternatiba ez inbasiboa. Oxigenoarekin konbinatutako hemoglobinaren maila erlatiboaren aldaketa lokala neurtzen du, maila horrek eremu horretako odol fluxua islatzen duelako eta hori, era berean, neuronen metabolismoaren mende dagoelako. Positroi igorpenezko tomografia (PET) ere ez da inbasiboa; isotopo erradioaktiboak erabiltzen ditu jarduera metabolikoko mailak detektatzeko, adierazle metabolikoen edo odol fluxuaren adierazleen bitartez. Teknika horien arazoa da, batez ere bigarrenarena, ez dutela ez bereizmen espazial ez tenporal handirik eskaintzen eta gailuak ekipo handiak direnez ezin direla erraz lekualdatu; are gutxiago, soinean eraman.

Neuroirudi ultrasoniko funtzionalak, ultrasoinuak erabiliz, odol fluxuaren aldaketak detektatzen ditu, zeinak, adierazi dugun bezala, xede dituen neuronen jarduera metabolikoaren mailaren berri ematen duen. Aurrekoek baino bereizmen tenporal handiagoa du eta bere bereizmen espaziala EEGarenaren eta ECoGarenaren artean dago (FMRi-arenaren antzekoa da). Gainera, gailu eramangarrien bidez erabil daiteke. Desabantaila honako hau da: teknika hori erabiltzeko garunaren zati txiki bat kendu behar dela, entzefaloaren barrura sartzeko “leiho” moduko bat egin behar dela, baina ECoGaren elektrodoen kasuan ez bezala, detektagailua ez da nerbio ehunaren barrura sartzen eta ez ditu berau babesten duten ehun konektiboaren mintzak zeharkatzen ere.

Neuroirudi ultrasonikoko teknikak adibide bikain bat dira; bai desgaitasuna duten pertsonei autonomia funtzionala izateko tresnak emateko bai haien barrura begiratuz entzefaloaren, buruko makinaren, funtzionamenduaren misterioak argitzeko gaur egun dauden teknologia itxaropentsuenen adibide bikaina.

Erreferentzia bibliografikoa:

Sumner L. Norman, David Maresca, Vassilios N. Christopoulos, Whitney S. Griggs, Charlie Demene, Mickael Tanter, Mikhail G. Shapiro, Richard A. Andersen (2021).  Single-trial decoding of movement intentions using functional ultrasound neuroimaging. Neuron, 109 (9), 1554-1566.e4. DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2021.03.003

Egileaz:

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

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María Teresa Tejedor Junco

Shutterstock / Zita

 

El lenguaje de la vida se escribe con un código de cuatro letras: A, G, C y T. Son las abreviaturas de adenina, guanina, citosina y timina, las bases nitrogenadas que se encuentran en la mayoría de los genomas. En la doble hélice de ADN se aparean las bases, G con C y A con T.

El ADN almacena la información, que posteriormente es transcrita a ARN mensajero y este se traduce a proteínas. Este esquema de flujo de la información genética fue denominado por Crick como “dogma central de la biología molecular”.

La biología no es una ciencia exacta

Como el propio Crick reconocía, emplear el término “dogma” no fue una buena idea. Un dogma es una idea que no se puede cuestionar. Pero en biología parece que siempre se puede encontrar una excepción a las reglas generales: desde mamíferos que ponen huevos a células eucariotas sin mitocondrias.

En el caso del “dogma central de la biología molecular”, poco a poco fueron describiéndose excepciones. Casi todas ellas en microorganismos.

Una de las principales fue la descripción de los Retrovirus, cuyo genoma no es ADN sino ARN. Poseen una enzima, la transcriptasa inversa, que copia ese ARN a ADN, cambiando así el sentido del flujo de información genética. Muchos virus tienen genomas de ARN, lo que añadiría una nueva letra (U = uracilo) al alfabeto genético, pero siempre son cuatro, ya que U reemplaza a T.

También se describen los viroides y los priones. Los primeros, son simples moléculas de ARN. Los priones, carecen de ácidos nucleicos y son proteínas capaces de replicarse.

Nuevas letras en el alfabeto genético

La biología sintética se enfoca a la síntesis de nuevas biomoléculas y a la ingeniería de sistemas biológicos para dotarlos de funciones nuevas que no se encuentran en la Naturaleza. Uno de los campos de investigación es la expansión del código genético, a fin de obtener proteínas con características novedosas.

Incorporar nuevas bases al ADN no es una tarea sencilla. La estructura de la doble hélice no debe alterarse, y las enzimas que desarrollan diversas tareas deben reconocer a las nuevas moléculas, a fin de que el flujo de información, desde genes hasta las proteínas, siga funcionando.

Un equipo de investigadores consiguió crear un ADN que utiliza ocho bases diferentes, en vez de cuatro. Inicialmente no se podía considerar un nuevo alfabeto genético, ya que no se traducía a nuevos aminoácidos. Pero se transcribe a un ARN que es capaz de reconocer y “pegarse” a las células cancerígenas, lo que se podría aplicar a nuevas técnicas de diagnóstico.

En 1977, científicos rusos describieron un bacteriófago (virus que infecta a las bacterias) que, en lugar de adenina, tenía en todos los casos 2-aminoadenina (abreviada como Z). Ahora bien, a diferencia del ADN sintético, las bases siguen siendo cuatro. Parece que la naturaleza se había adelantado a las ideas de los investigadores, creando virus con un “alfabeto” genético alternativo.

En ese ADN, Z se une a T por 3 enlaces de puente de hidrógeno, en vez de por los dos que forman la unión entre T y A. El ADN resultante es mas estable frente al calor y a otros factores ambientales.

Z, la 2-aminoadenina, es un compuesto que se encuentra en la naturaleza, proveniente de restos de meteoritos. Nunca se había descrito como parte de un organismo. Debido a eso, empezaron a llamar a este ADN, “ADN extraterrestre”.

Varios grupos de investigadores comenzaron a analizar bases de datos, buscando otros fagos que pudieran tener las mismas características, y encontraron bastantes casos.

Durante décadas nadie había conseguido averiguar cómo sucedía esto y la importancia que podría tener.

¿Cómo se sintetiza ese ADN diferente, si Z no existe en las bacterias?

Tres trabajos publicados (este, este y este) en 2021 en la revista Science y en Nature Communications explican este proceso.

Podemos leer un estupendo artículo de la doctora Gemma Marfany y ver el vídeo explicativo del doctor Lluis Montoliu, que resumen los aspectos más importantes relacionados con este tema.

Lluís Montoliu explica el nuevo nucleótido Z encontrado en el ADN de algunos virus de bacterias.

Estos fagos codifican en su genoma enzimas que retiran la adenina del ADN y la sustituyen por Z. También codifican enzimas que pueden sintetizar Z a partir de precursores existentes en las bacterias.

Como indica la doctora Zhao, investigadora principal de uno de los grupos que trabajan en este tema, todavía no está del todo claro como se produce la síntesis del ADN con esta nueva base en las bacterias, ni como interactúan todas las enzimas implicadas en la replicación y transcripción del ADN, con esta nueva molécula.

Beneficios para los virus que usan Z

Los fagos son virus que infectan bacterias. Las bacterias poseen mecanismos que les permiten luchar contra estas infecciones, ya que pueden reconocer el ADN del fago y degradarlo.

Pero las defensas de las bacterias no pueden reconocer a este nuevo ADN, por lo que el fago puede escapar de ellas. Esto también podría suponer una ventaja en los tratamientos por fagoterapia, ya que la bacteria causante de la infección no podría destruir los fagos usados como tratamiento.

Al ser un ADN más estable, permite la persistencia del virus en condiciones adversas, ampliando el rango de hospedadores que puede colonizar.

Aplicaciones de este nuevo ADN

Actualmente se investigan numerosas aplicaciones de biología sintética para las que este nuevo ADN sería muy útil, dada su mayor estabilidad.

Por ejemplo, contribuiría a mejorar el almacenamiento de datos en ADN. También sería aplicable a las técnicas que utilizan papiroflexia de ADN para la administración dirigida de medicamentos.

Por ahora no se han descubierto organismos celulares que posean Z en su ADN, pero se trabaja en dicha posibilidad, intentando incorporarla en E. coli y que la célula siga siendo funcional.

¿Qué implicaciones tiene?

El descubrimiento de estos virus con un código genético diferente no solo tiene aplicaciones desde el punto de vista de la biología sintética. Nos plantea también numerosos interrogantes sobre el origen de la vida en la Tierra y sobre la posibilidad de vida en otros planetas.

Es discutible si los fagos que contienen Z en su ADN son nuevas formas de vida, ya que incluso se discute si los virus son seres vivos o no. Pero está claro que esta nueva codificación genética, que permite la síntesis de proteínas funcionales, influirá en la búsqueda de vida en otros planetas. No solo habrá que buscar este nuevo compuesto sino que también, dado que este nuevo ADN tolera condiciones ambientales más extremas que las convencionales, se amplían las opciones de búsqueda.

Sobre la autora: María Teresa Tejedor Junco es profesora titular de microbiología en la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria

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

El artículo Virus con ADN «extraterrestre» se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita

Industrializazioarekin batera Bilboko itsasadarrera etorri ziren aldaketa azkar eta bortitzek ondorioak izan zituzten itsasadarreko ekosisteman. Bizia ia erabat desagertu zen. Berau berreskuratzeko plana abiatu zen, azpiegitura sarea behar izan zuen plana.

Industrializazioak eta hondakin uren arazketa ezak kutsadura maila kezkagarria sortu zuen itsasadarrean. Honek eragina izan zuen itsasadarraren bizia kolokan jarri zuen. 1980. urtean itsasadarra egoera osasuntsu batera eramateko plana jarri zen abian: Bilbo Metropolitarreko Saneamenduko Plan Integrala. Plana abiatzeko, baina, azpiegitura beharrezkoa zen. Pedro María Barreirok idatzi zuen honen inguruan.

Ordura arte egoera ez zen ona. XIX. mendean urak zuzenean isurtzen ziren itsasadarrera, inongo tratamendurik jaso gabe. Bai industria hondakin urak, bai etxe hondakin urak itsasadarrera zihoazten, eguneko 2 000 tona kutsadura:

• 900 tona hondakin solido.
• 400 tona isurpen azido.
• 80 tona metal.
• Bestelako nitrogeno eta zianuro konposatuak.

Bilboko itsasadarraren ingurunea leheneratzeko helburuarekin, 1980an martxan jarri zen saneamendu plana. Horretarako azpiegiturak behar ziren: 280 kilometro inguruko sarea osatzen duten kolektore eta hodi biltzaileak, araztegiak, 100 kilometroko estolderia sarea eta 220 kilometroko lehen mailako sarea.

Galindoko hondakin uren araztegia giltzarria da saneamendu sisteman. Egunero 850 000 biztanleren hondakin urak arazten ditu, 350 000 000 litro ur. Hainbat parametroren jarraipena egiten da, gainera:

• Parametro fisiko-kimikoak.
• Fitoplanktona.
• Sedimentuak.
• Fauna eta flora.

Bizia itsasadarrera itzuli zeneko historiak zientzia eta teknologia izan ditu oinarri, beraz.

Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita

Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita / La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología proiektua infografia sorta bat izan zen hasieran, Ibaizabal itsasadarra eta bere inguru metropolitarra zientziaren eta teknologiaren begiez erakusten duten infografia bilduma batekin osatutako erakusketa.

Ondoren, zientziaren arlotik landutako artikulu sorta etorri zen euskaraz blog honetan bertan irakurgai eta gaztelaniaz Cuaderno de Cultura Científica blogean.

Proiektu honen (orain arteko) azken atala dugu honakoa, azalpen bideoak.

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Joaquín Sevilla y Eloísa Ramírez Vaquero

Instalación Ikuspegia.

 

La humanidad lleva conviviendo con microbios de diverso tipo toda su historia. Una convivencia que pasa por épocas más pacíficas y por momentos más turbulentos a los que denominamos epidemias o pandemias. En un momento como el actual, en que una de estas pandemias ha revolucionado nuestra forma de vida, es especialmente interesante echar un vistazo a esa historia e intentar sacar de ella alguna enseñanza.

Con esa finalidad se han puesto en marcha multitud de proyectos académicos en estos meses. Por citar algunos, es muy interesante la síntesis de 19 momentos históricos elegidos por el Grupo Epidemia de la Universidad de Oviedo, el libro “El día después de las grandes epidemias” del medievalista de la Universidad Autónoma de Barcelona, José Enrique Ruiz- Domènec, y el libro “Virus y pandemias” del microbiólogo de la Universidad de Navarra Ignacio López-Goñi.

En la Universidad Pública de Navarra, desde la Cátedra Laboral Kutxa de cultura científica, también nos hemos querido sumar a este tipo de iniciativas con una instalación artística que sirva para incitar a esa mirada con perspectiva del momento actual. La instalación consiste en una escultura en la que cinco anillos de acero, de dos metros de diámetro cada uno, pretenden simbolizar cinco momentos de la historia, cinco grandes pandemias.

Dentro de cada anillo, un disco sólido representa el porcentaje de la población mundial que pereció a causa de esa enfermedad. Por último, con un taladro en cada uno de esos discos se simboliza el porcentaje de personas fallecidas a causa de la covid-19. El conjunto muestra un túnel del tiempo en el que se hacen muy patentes las enfermedades como obstáculos que ha sido necesario sortear para seguir adelante.

Instalación Ikuspegia-En perspectiva.

La instalación se completa con un sitio web en el que se da un poco de información sobre cada una de las cinco pandemias escogidas. Una parte de esa información está disponible también como locuciones a las que se puede acceder con el teléfono móvil a través de códigos QR, uno de esos elementos tecnológicos que, aunque existían desde hace mucho, se han hecho populares precisamente por las restricciones derivadas de la pandemia actual.

La selección de solo cinco momentos históricos de los muchos que se han visto marcados por enfermedades puede basarse en múltiples criterios. En nuestro caso hemos intentado que se cubriera un período amplio de la historia, que fueran pandemias propiamente dichas (de alcance mundial) y que fueran situaciones de gran impacto.

Grandes pandemias de la historia por número de fallecidos. Infografía elaborada a partir de Visual Capitalist. (2020, 14 marzo). Visualizing the History of Pandemics.

De la viruela al sida

1. Comenzamos en el siglo II con la peste que vivió Galeno, que mató al emperador romano junto con cerca del 5 % de la población mundial y que fue causada, probablemente, por viruela hemorrágica. En un tiempo tan remoto es imposible disponer de datos precisos. Por eso, tanto la población mundial como el número de fallecidos y la enfermedad de la que se trataba han de ser estimados a partir de las crónicas disponibles. Esta incertidumbre es aún mayor para enfermedades más antiguas.

2. A mediados del siglo VI, mientras Justiniano era emperador en Constantinopla, una oleada de peste bubónica acabó con cerca del 30 % de la población. Tan terrible balance tuvo consecuencias enormes en la demografía, la economía y la organización social. Esta pandemia contribuyó de forma importante al colapso del Imperio bizantino y, con ello, a un radical cambio de equilibrio político y económico en todo el Mediterráneo y Oriente Medio.

Vestimenta que llevaban los médicos para tratar la peste.
Wikimedia Commons

3. La tercera pandemia que representamos en la instalación es la peste negra, sufrida a mediados del siglo XIV y que supuso una mortalidad monstruosa. Se considera que en Navarra pereció el 60 % de la población. Más de 100 localidades en esta comunidad quedaron despobladas. La incidencia promedio en Europa se estima en el entorno del 40 %. Los “médicos de la peste” de entonces empezaron a utilizar una característica vestimenta, la versión ancestral de los actuales EPI, que todavía hoy es el motivo principal de los disfraces en el carnaval de Venecia. La peste volvió en múltiples oleadas, vez tras vez, hasta hoy.

4. Saltamos al siglo XX sabiendo que dejamos fuera grandes historias como la influencia de las enfermedades en la conquista de América y la introducción del alcantarillado moderno para luchar contra el cólera en el Londres del XIX. La penúltima pandemia plasmada en la instalación es la gripe de 1918, una variante especialmente agresiva de la gripe estacional que seguimos padeciendo cada invierno. En plena guerra mundial, y difundida en gran medida por las tropas, la padeció un tercio de la población mundial y causó más muertes que la propia guerra. Entre 50 y 100 millones de personas (alrededor del 5 % de la población mundial) perdieron la vida por la enfermedad.

5. Concluimos nuestra panorámica de estos eventos terribles con el sida, una pandemia que aún no podemos dar por concluida aunque que se ha controlado mucho gracias a los avances científicos y de salud pública. Un virus que se transmite por fluidos corporales (vía sexual y sanguínea principalmente) que ha matado a 35 millones de personas desde que empezó a hacerse patente a comienzos de los años 1980.

Un contexto para la covid-19

Con este repaso por momentos tan dramáticos no se pretende, ni mucho menos, minimizar el momento que estamos viviendo, solo se busca proporcionar contexto. Cuarentenas, confinamientos, vestimentas especiales para evitar contagios y mascarillas han existido desde hace siglos. La incertidumbre ante nuevas enfermedades ha generado cultos a dioses y santos, pero también odios a minorías; ha generado inmensos descalabros económicos seguidos de grandes oportunidades de desarrollo.

Una perspectiva como esta no tiene una lectura canónica, cada persona que se asome a ese repaso histórico encontrará el ángulo con el que mejor sintonice. Desde una Cátedra de cultura científica no podemos evitar señalar que en la pandemia que estamos viviendo el papel del conocimiento científico está siendo extraordinario. Nunca hemos estado tan preparados científicamente. Se dispuso de una identificación del patógeno que causaba la enfermedad, incluyendo la secuenciación de su genoma, en semanas desde que se detectó.

Además, se está logrando la inmunidad de grupo sin tener que exponer a la enfermedad a toda la población. El desarrollo de vacunas, efectivas y seguras, de diferentes tecnologías, es algo nunca visto en esa historia. Su fabricación masiva y distribución a toda la población mundial tampoco. Esperemos que podamos ponerlo en breve en la lista de singularidades de la pandemia que vivimos hoy.

Sobre los autores: Joaquín Sevilla es catedrático de tecnología electrónica y Eloísa Ramírez Vaquero catedrática de historia medieval en la Universidad Pública de Navarra

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

El artículo Ikuspegia: una visión en perspectiva de la historia de las pandemias se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Cómo los apellidos nos hablan de genes e historia, y viceversa

Uxune Martinez

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

Astronomia

Espiral itxurako galaxiek barne egitura bitxia dute eta oraindik ez dakite noiz sortu ziren. Japoniako bi ikertzailek itxura hori duen BRI 1335–0417 galaxia antzeman dute ALMA teleskopioa erabiliz. Urrutiko unibertsoko galaxia da, Big Banga gertatu eta 1 400 milioi urte beranduago sortutakoa. Hau da sekula ikusi den bere motako galaxiarik zaharrena eta Egoitz Etxebestek ematen digu bere berri Elhuyar aldizkarian: Galaxia espiral bat, unibertsoa oso gaztea zenekoa.

Meteorologia

Arabako Lautadan ohikoak dira elurteak eta izozteak eta baita ezohikoak diren beste portaera batzuk ere, esaterako, euri izoztua. Izan ere, beste toki batzuk baino hotzagoa da zonalde hau eta meteorologiaren ikuspuntutik oso leku interesgarria dela azaldu du Euskalmeteko Jose Antonio Arandak Berrian: “Arabako Lautada leku interesgarria da meteorologia aldetik“.

Mikrobiologia

Ikerketa berri batek frogatu du tamaina handiko mikroorganismoek airean sakabanatzeko gaitasuna dutela, eta mikroorganismo horiek airean duten ugaritasuna tokiko baldintza meteorologiko guztien eraginpean dagoela. Emaitzek beste fronte bat irekitzen dute aerobiologiaren alorrean. Juanma Gallegok eman du honen berri:  Haizeak daramatzan mugarik gabeko mikroorganismoak.

Mikroorganismoen multzoari mikrobioma deitzen diogu eta mikrobiota, giza organismoaren hestean edo digestio-hodian dauden mikroorganismo bizien edo bakterioen multzoari. Ikusi denez hainbat gaixotasunekin lotura dute egun, eta iraganean ere izan zuten. Jakes Goikoetxeak azaldu digu Berrian ikertalde batek antzinako gizakien mikrobiota aztertu dutela gorozki fosilen bidez: Gorotzak eboluzioa ezagutzeko.

Geologia

Laku eta ibaien hondoetan zirrikituren bat topatzen duten euriek eta elurrek osatzen dute lurpeko ura, eta Euskal Herrian zein munduan, gutako askori ematen digu edaten. Mendi goietan daude gurean kalitaterik hoberena duten akuiferoak, eta haranetan kutsatuago daudena. Hala ere, orokorrean, lur azpian ditugun akuiferoko uraren kalitatea ona da. Amaia Ramirez de Okarizek landu gaia Berrian: Ezkutuko urak ere badira.

Teknologia

Ingeniaritza Elektronikoa ikasi du Unai Otamendik eta gradua bukaerako lanean COVID-19aren hedapenean portaera sozialek izan duten eragina neurtzeko programa informatiko bat garatu du. Egungo egoera aztertzeko ez ezik, etorkizuneko epidemiei begira, eredu honen bidez segurtasun neurri eta txertatze estrategiak planifikatzeko baliagarriak izango diren programa berriak sortu ahal izango dira. Informazioa Elhuyar aldizkarian.

Biologia

Juan Ignacio Pérez biologoak azaldu du asteon zaporeak ez direla janariaren funtsezko ezaugarriak. Zaporeak zenbait substantziaren eta haien dastamen-errezeptoreen arteko elkarreraginetik sortzen diren propietateak direla. Belaunaldiz belaunaldi moldatuak, animalia-leinu bakoitzak elikagaiarekin izan duen harremanagatik: Zaporeek badute historia.

Zahartu ahala gure gorputza ahulagoa bihurtzen da eta gure funtzio fisiko eta psikikoen beherakada pairatzen dugu. Egoitz Etxebestek kontatu digu azterketa batean, adineko pertsonen jarduera fisikoa eta odol-laginak aztertu dira, adinean aurrera egin ahala gertaera traumatikoen aurrean organismoak berreskuratzeko duen gaitasuna nola aldatzen den neurtzeko. Elhuyar aldizkarian irakurgai: Zahartzea neurtzeko modu berri bat aurkitu dute.

Psikologia

Zahartzaroa eta hauskortasuna ditu ikergai Joanes Lameirinhas ikertzaileak. Edadetuen hauskortasunean faktore psikologikoek duten papera aztertzen ari da haren doktorego-tesian eta haren  helburuetako bat hauskortasun psikologikoaren definizio teoriko eta operazional bat lantzea. Xehetasun guztiak, Unibertsitatea.net atarian: “Adinekoen hauskortasun egoeran faktore psikologikoek eta sozialek izan dezaketen eragina aldarrikatu da azken hamarkadan“.

Genetika

Erretinosi pigmentarioa, begiaren gaixotasun genetiko neurodegeneratiboa da eta itsutasuna eragin dezake. Optogenetikaren bidez, paziente itsu batean, argiarekiko sentikortasuna ematen duen gene bat txertatu diote zeluletan eta betaurreko berezi batzuekin estimulazioa arina bideratu. Aitziber Agirrek azaldu du Elhuyar aldizkarian, honen ondorioz gaixoaren ikusmena partzialki berreskuratzea lortu dutela.

Egileaz:

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

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Las grandes transformaciones sociales y los cambios de paradigma registrados a lo largo de la historia de la humanidad suelen ir aparejados al descubrimiento de un nuevo material, cuyas novedosas aplicaciones acaban desencadenando una gran revolución. La sociedad del futuro, más respetuosa con el medio ambiente e hiperconectada requiere de nuevos materiales. Maia García-Vergniory nos explica en esta charla en qué materiales se está investigando actualmente y por qué en ellos y no en otros.

Maia García Vergniory es profesora de la UPV/EHU, investigadora Ikerbasque en el Donostia International Physics Center y coautora de la llamada química cuántica topológica, uno de los hitos en ciencia de materiales de los últimos años.



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

El artículo Maia García-Vergniory – P4K 2019: Materiales del futuro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Maia García Vergniory: «Materiales que nos cambiaron»
2. Aran Garcia-Leuke – Naukas Pro 2019: Intro a la nanoelectrónica
3. Juan Manuel Bermúdez-García – Naukas Pro 2019: Sólidos como refrigerantes

Zelan ulertzen zuten zientzia Erroma eta Greziako “zientifikoek”? Aurrerapen zientifikorik al zegoen haientzat? Jesús Zamoraren The ‘prehistory’ of philosophy of science (11): On ancient science and scientific progress, or Artemidorus’ dream

Marrazoen hortzak hartu dira, tradizionalki, elementu hauen eboluzioaren erreferentzia gisa. Arrain arantzatsu batek zalantzak sortu ditu, baina. Evolution of a smile por Benedict King, Martin Rücklin eta Philip C J Donoghue.

Gero eta aplikazio gehiago ditu terahertzioen erradiazioak. Bere efektuak ikertzeko tenperaturan detektatzeko modua aurkitu dute orain DIPCn: A platform for building tunable terahertz detectors at liquid nitrogen temperatures

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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Todas las características de un edificio influyen de forma directa en el consumo energético y en la eficiencia energética global del edificio. Normalmente, se tiende a asociar este concepto solo con los equipos de climatización y con los materiales constructivos, pero el sistema de ventilación juega un papel primordial en la eficiencia energética.

“La necesidad de ventilación para expulsar el aire contaminado o viciado en los edificios de viviendas provoca que gran parte de las pérdidas de energía térmica se deba a la renovación de aire. Estas pérdidas por ventilación cada vez adquieren mayor importancia debido a que los edificios cada vez están mejor aislados y son más herméticos. Por tanto, siendo el objetivo a corto plazo construir edificios de consumo energético casi nulo, es necesario incidir sobre la optimización de la ventilación”, comenta Joseba Gainza-Barrencua miembro del grupo CAVIAR (Calidad de Vida en Arquitectura) de la UPV/EHU.

Según ha explicado Gainza, “la instalación de los invernaderos en la cubiertas para reducir el consumo energético de los edificios no ha sido estudiada en profundidad, a pesar de que cuentan con importantes ventajas: su instalación en la cubierta permite realizar el acristalamiento con el ángulo que se desee, lo que posibilita que las ganancias solares sean mayores; menos exigencias estéticas y urbanísticas; posibilidad de introducir el aire precalentado en el edificio mediante el sistema de ventilación mecánica del edificio, etc.”.

Por ello, en este trabajo “hemos diseñado y construido un prototipo de invernadero y hemos visto su funcionamiento los días soleados, nublados etc. Su comportamiento también ha sido analizado mediante simulación informática que ha sido validada utilizando las mediciones que hemos realizado en el prototipo. Hemos utilizado la simulación para analizar el comportamiento térmico del invernadero y calcular el ahorro energético en el caso de instalarlo en distintos lugares y climas”, señala el investigador de la UPV/EHU.

“El invernadero diseñado tiene forma de triángulo rectángulo; por un lado, es fundamental orientarlo al sur porque es donde más radiación solar recibe, y por otro lado, es importante que el acristalamiento esté lo más perpendicular posible al sol. La posición e inclinación del sol varía a lo largo del año, por lo tanto, hemos obtenido cuál es el ángulo óptimo y hemos visto que el ángulo con el que se obtienen temperaturas más altas en el invernadero en la mayor parte del estado español es de 55 grados”, indica el autor principal del trabajo.

“Nuestros resultados indican que los invernaderos pueden mejorar significativamente el comportamiento energético del edificio. La eficacia de estos sistemas depende claramente del clima. Mientras que en zonas con poca necesidad de calefacción el uso del invernadero no es aconsejable, en zonas más frías el ahorro energético es sustancial, más aún si se combina el sistema de ventilación con la recuperación de calor. En la zona climática más fría de España, en la zona de Burgos, es posible alcanzar ahorros en calefacción del 58 %”, comenta Joseba Gainza-Barrencua.

“Además, — añade — existe la posibilidad de acoplar un recuperador de calor entre la expulsión del aire viciado del edificio y el aire a introducir en el invernadero. Con ello se obtiene un doble calentamiento del aire y mejora el rendimiento del sistema significativamente”.

“El personal investigador cree que este trabajo presenta una visión útil de los beneficios potenciales de los invernaderos, en particular, cuando se combinan con un sistema de ventilación. En estos casos, el aire precalentado se distribuye fácilmente por todo el edificio, lo que mejora el potencial de ahorro energético”. “Para nosotros —añade Joseba Gainza-Barrencua— ésta es una de las contribuciones más importantes del trabajo, ya que las ventajas de utilizar invernaderos con sistemas de ventilación merecen una mayor investigación. Ahora, estamos analizando el uso de estos invernaderos para otros usos o como complementos de otros sistemas”.

Referencia:

J. Gainza-Barrencua, M. Odriozola-Maritorena, Rufino Hernandez_Minguillon, I. Gomez-Arriaran (2021) Energy savings using sunspaces to preheat ventilation intake air: Experimental and simulation study Journal of Building Engineering doi: 10.1016/j.jobe.2021.102343

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

El artículo Invernaderos en las cubiertas para aumentar la eficiencia energética de los edificios se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Las barreras a los edificios de consumo de energía casi nulo en el sur de Europa
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Simulazio multifisikoek batera gertatzen diren hainbat fenomeno aztertzeko aukera ematen dute. Bateria-multzoen funtzionamendua, adibidez, sistema konplexua da, une berean hainbat prozesu gertatzen direlako eta horren azterketak etorkizuneko prozesuen berri izatea ahalbidetzen du.

Egun, bateria eta superkondentsadoreak mugikorretan, ordenagailuetan eta ibilgailu elektrikoetan aurki ditzakegu, besteak beste. Simulazio multifisikoen bidezko mantentze-lanak eta azterketak garrantzitsuak dira degradazio prozesuak nola eta zergatik gertatzen diren antzemateko eta baita hauek ekiditeko ere.

Superkondentsadoreak bateriekiko osagarriak dira, izan ere, azken hauen karga prozesua askoz azkarragoa da baina energia metaketa murritza dute. Energia metaketa handitzeko erronkaz eta simulazio multifisikoen prozesuen berri gehiago ezagutzeko, Jose Miguel Campillorekin, UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko Fisika saileko ikertzailearekin, bildu gara.

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

 

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Fotografías de Bentley, circa 1902. Fuente: Wikimedia Commons

En enero de 1885, a la edad de 19 años, Wilson Bentley se convirtió en la primera persona en fotografiar un copo de nieve. Desde adolescente había explorado estos cristales con ayuda de un microscopio que le había regalado su madre y cada año esperaba a que el invierno cubriese de estrellas de hielo la granja donde se había criado. Hasta que un buen día decidió hacer imperecedero su objeto de fascinación y acopló una cámara fotográfica a sus lentes de ampliación. Años más tarde escribiría1:

“Bajo el microscopio, descubrí que los copos de nieve eran milagros de belleza y parecía una lástima que esta belleza no pudiese ser disfrutada por otros. Cada cristal era una obra maestra de diseño y ninguno se repetía. Cuando un copo se derretía, ese diseño se perdía para siempre. Toda su belleza desaparecía sin dejar rastro».

Durante los siguientes 45 inviernos (y hasta su muerte a causa de una neumonía, en 1931), Bentley se dedicó a capturar estos diseños efímeros en placas fotográficas. Con el tiempo depuró una técnica que le permitía recoger los copos en una bandeja cubierta de terciopelo y trasladarlos a un portaobjetos con ayuda de una pluma. Todo su equipo tenía que estar preenfriado y Bentley debía contener su respiración para evitar arruinar sus miniaturas de nieve. Con infinito cuidado y algo más de paciencia, este fotógrafo autodidacta consiguió retratar más de 5000 cristales a lo largo de toda su vida. La idea popular de que “no hay dos copos de nieve iguales” tiene su origen, con toda probabilidad, en su trabajo.

¿Pero es este mito cierto? O en cualquier caso, ¿de dónde proviene su enorme diversidad?

Hasta ahora hemos contado que las moléculas del agua dan lugar a la simetría hexagonal de los copos de nieve. Sin embargo, este relato deja fuera su elaborada complejidad. La explicación completa es algo más sutil y tiene que ver con el modo en que crecen estos cristales. Aunque el empaquetamiento de las moléculas favorece la simetría en seis direcciones, los lados largos de un hexágono no son la solución más estable desde un punto de vista energético2. Al alcanzar cierto tamaño crítico, aparecen pequeñas rupturas en sus laterales que, a su vez, pueden desdoblarse, dando lugar a la ramificación característica de estos cristales. En conjunto, este proceso se conoce como crecimiento dendrítico (del griego δενδρον, dendron, árbol) y es el que da a algunos cristales un sorprendente aspecto vegetal.

Dendritas de manganeso en un plano de piedra caliza. Fuente: Wikimedia Commons

 

La cuestión es que ese delicado punto de inflexión a partir del cual un hexágono de hielo perfecto empieza a romperse, doblarse y ramificarse depende críticamente de la temperatura y, muy especialmente, de la humedad del ambiente donde crece. Cuanta más humedad, más rápido crece y se desdobla. Puesto que el copo es diminuto, estas condiciones son casi* idénticas en sus seis brazos y su simetría se conserva a medida que crece. Pero en su viaje por el cielo, guiados por los arrebatos del viento, cada copo experimenta una trayectoria diferente (un historial de humedades y condiciones diferente), que podría considerarse casi* irrepetible. Por eso todos son tan diferentes entre sí. La forma precisa de un copo de nieve es su currículum vitae, la versión cristalográfica de las arrugas y las cicatrices, que dan carácter a su rostro a medida que crece.

Pero, antes de cerrar este artículo, volvamos a los casi*.

Hace algunos años, el profesor Kenneth G. Libbrecht consiguió producir copos de nieve idénticos. Los gemelos crecieron en la universidad de Caltech, bajo el sol de California, gracias a un ambiente de laboratorio cuidadosamente orquestado. Puesto que las condiciones de crecimiento eran idénticas, sus cristales terminaron siendo indistinguibles. Pero resultaron ser únicos además en otro sentido, quizás aún más insospechado: se trataba, probablemente, de los copos de nieve más perfectamente simétricos que la humanidad había visto jamás.

A pesar de lo que pueda parecer a primera vista, los copos de nieve de la naturaleza rara vez son exactamente iguales a lo largo de sus seis brazos. La mayoría tienen imperfecciones debidas a las pequeñas diferencias del ambiente donde crecieron, o a roturas ocasionadas por su viaje. Si uno mira con atención las fotografías de Bentley, puede observar pequeñas diferencias entre los lados opuestos de cada copo. Nuestro ojo tiende a omitirlas, cegado por su amor a simetría y a los patrones que le permiten interpretar el mundo. Es probable, incluso, que este mismo filtrado se dé en un paso previo: el propio fotógrafo y aquellos que divulgan su trabajo tenderán a compartir, de manera preferente, las imágenes más simétricas.

Fuera del laboratorio, no hay dos copos de nieve iguales, ni tampoco perfectos. Pero el origen de esas irregularidades es, probablemente, lo más bonito de su diseño.

Referencias:

1Wilson Bentley, 1925. Citado por Heidorn, Keith C. “The Snowflake Man of Vermont.” The Public Domain Review, 14 de febrero de 2011, https://publicdomainreview.org/essay/the-snowflake-man-of-vermont. Consultado el 24 de mayo de 2021.

2Stewart, Ian, and Javier García Sanz. El segundo secreto de la vida, cap.1. Crítica, 1999.

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

El artículo El copo asimétrico no sale en la foto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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César Tomé

Kimikari eta fisikari ugarik, 1890. urterako, uste zuen elementuen barruko atomoak, agian, oinarrizko unitate bat multzokatzeko moduak baizik ez zirela. Izan ere, konbentzituta zeuden naturak, funtsean, izaera sinplea zuela. Fisikariek teoria zinetikoan oinarrituta sorturiko ereduek, ordea, talka egiten zuten kimikariek analisi espektraletan lortutako emaitzekin.

Irudia: Fenomeno fisikoetan askotan, esaterako, elektrizitatean, magnetismoan edo eroankortasun termikoan, elektroiek funtsezko zeregina dute. (Argazkia: Gerd Altmann – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Atomoaren teoria elektrikoek ekar zezaketen konponbidea. Teoria hauek James Clerk Maxwell zientzialariaren teoria elektromagnetikoa nahiz Michael Faraday fisikariak landutako elektrolisia zuten abiapuntu. Maxwellek proposatua zeukan argiaren dardarak ez zirela mekanikoak, baizik eta elektromagnetikoak, garai hartara arte uste izan zena arbuiatuz. Era berean, elektrolisien legeen arabera, elektrizitateak hidrogeno ioi batek adinako kargadun unitate diskretuen forma zuen. Akaso atomoak unitate horiek izango zituen bere barnean, eta horien dardarek sortuko zituzten igorpen-espektroetako lerroak? 1891n George Johnstone Stoney fisikariak unitate elektrolitiko horri elektroi izena eman zion, eta, datu zinetiko eta espektroskopikoak oinarri hartuta, bere tamaina zehazten saiatu zen.

Aldi berean, Hendrik Antoon Lorentz eta Joseph Larmor karga diskretuak Maxwellen teorian kokatzen saiatzen ari ziren. Teoria hau adierazteko, eter jarraitu bat erabiltzen zen oinarri gisa. Bi fisikari haiek, beraz, kargak eterrean zurrunbiloak edo presio-zentroak zirela zioten ereduak proposatu zituzten. 1896an indarra hartu zuen hipotesi horrek; izan ere, Lorentzen ikasle batek, Pieter Zeeman fisikariak, eremu magnetikoek espektro-lerroak banatzen dituztela aurkitu zuen.

Dena den, Lorentz eta Larmorrentzat elektroia atomoaren barruan tinko sartuta zegoenez, ez zuen inolako zereginik zegokion elementuaren izaera kimikoan. Ikuspuntu hori 1895. eta 1905. urteen artean aldatuko zen, X izpiak, erradioaktibitatea eta katodo-izpiak ikertzearekin batera.

Katodo-izpiak Julius Plücker fisikari eta matematikariak aurkitu zituen 1858an. Presio gutxian dagoen gas bati potentzia elektrikoa ezartzen zaionean agertzen dira. Hasieran, ordea, bitxikeria hustzat hartu zen, eta ez fisikaren funtsezko teoriak garatzea merezi zuen gai gisa. 1895ean. ordea, X izpiak aurkitu zirenean, arreta handia jaso zuten beren sorreraren atzean zeuden katodo-izpiek. Hala, katodo-izpiak atomo arinek baino 2000 aldiz masa txikiagoa zuten partikula batzuek osatzen zituztela ondorioztatu zen; partikulok karga negatiboa zuten. Lau ikertzaileren lanean oinarritu zen baieztapen hura: Phillipp Lenard fisikariak erakutsi zuen izpiek uste zena baino askoz urrutiagoraino bidaiatzen zutela gasetan barrena, eta xurgatze-maila gasaren pisu molekularraren araberakoa zutela; Emil Wiechert geofisikariak, Walter Kaufmann fisikariak eta Joseph John Thomson kimikariak, berriz, izpien karga/masa lotura neurtu zuten hainbat modutara.

Katodo-izpien ikertzaileen artean, Thomsonek garatu zituen teoriak sakonkien. 1897ko apirilaren 30ean, katodo-izpiak karga negatibodun partikula subatomikoak zirela proposatu zuen, baita atomo guztien osaeran zeudela ere: atomoei masaren eta jokabide kimikoaren zatirik handiena ematen zietela esan zuen. Beste eredu batzuetako elektroietatik bereizteko, Thomsonek korpuskulu izena eman zien bere partikulei.

Thomsonen garaikideentzat proposamen hura esoterikoegia zen, hurbilagoa alkimiatik fisikatik baino. Nahiago izan zuten George Francis Fitzgerald fisikariaren alternatiba, alegia, katodo-izpiak elektroi askeak —à la Larmor elektroiak– zirela pentsatzea. Hala, elektroi izendapena lotu zitzaien partikulei, benetan atomo kimikoaren funtsezko osagai zirela egiaztatu baino zenbait urte lehenago.

Egileaz:

Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.

Itzulpena:

Lamia Filali-Mouncef Lazkano

Hizkuntza-begiralea:

Xabier Bilbao

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– Entonces di lo que piensas –prosiguió la Liebre–.

– Eso es lo que hago –dijo Alicia precipitadamente– o al menos… al menos pienso lo que digo… Viene a ser lo mismo, ¿no?

– ¿Lo mismo? ¡De ninguna manera! –dijo el Sombrerero–. ¡En tal caso, sería lo mismo decir «veo lo que como» que «como lo que veo»!

– ¡Y sería lo mismo decir –añadió la Liebre– «me gusta lo que tengo» que «tengo lo que me gusta»!

– ¡Y sería lo mismo decir –añadió el Lirón, que parecía hablar en medio de sus sueños–«respiro cuando duermo» que «duermo cuando respiro»!

– Es lo mismo en tu caso –dijo el Sombrerero.

Lewis Carroll, Alicia en el país de las maravillas, Una merienda de locos

Una merienda de locos. Ilustración de John Tenniel. Fuente: Wikimedia Commons

 

El 24 de mayo de 1865, la editorial Macmillan and Co. publicó dos mil ejemplares de Las aventuras de Alicia en el país de las maravillas, la novela nonsense escrita por Lewis Carroll (1832-1898) e ilustrada por John Tenniel (1820-1914). El extracto que abre este escrito es una de las “sorprendentes” referencias a la lógica –o a la falta de ella– muy presente en el libro.

La segunda parte de la novela –A través del espejo y lo que Alicia encontró allí–fue publicada seis años más tarde. En el extracto de debajo la Reina Blanca y la Reina Roja interrogan a Alicia intentando averiguar sus capacidades de cálculo:

La Reina Roja rompió el silencio diciéndole a la Reina Blanca: “Te invito al banquete que va a dar Alicia esta tarde.”

La Reina Blanca sonrió débilmente, y dijo: “Y yo a ti.”

– No sabía que fuera a dar un banquete –dijo Alicia–; pero si es así, creo que soy yo quien debería invitar.

– Te hemos dado la oportunidad de hacerlo –comentó la Reina Roja–; pero quizá no te han dado todavía bastantes clases de modales, ¿verdad?

– No se dan clases de modales –dijo Alicia–. Las clases son para enseñar a sumar y cosas por el estilo.

–¿Sabes la Adición? –preguntó la Reina Blanca–. ¿Cuántos hacen uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno más uno?

– No lo sé –dijo Alicia–. He perdido la cuenta.

– No sabe la Adición –terció la Reina Roja–. ¿Sabes la Sustracción? Resta nueve de ocho.

– No se puede restar nueve de ocho –replicó Alicia con presteza–: pero,…

–Tampoco sabe la Sustracción –dijo la Reina Blanca–. ¿Sabes la División? A ver, divide un pan con un cuchillo…, ¿qué resultado te dará?

– Creo… –empezó Alicia, pero la Reina Blanca contestó por ella–: “Pan-con-mantequilla, naturalmente. Prueba a calcular otra sustracción. Quítale el hueso a un perro; ¿qué os queda?

Alicia reflexionó: “El hueso no quedaría, naturalmente, si se lo quito…, y el perro tampoco, porque echaría a correr detrás de mí para morderme…, ¡y desde luego, yo tampoco!”.

– Entonces, ¿crees que no quedaría nada? –dijo la Reina Roja.

– Creo que ése sería el resultado.

– Mal, como siempre –dijo la Reina Roja–: quedarían los estribos del perro.

– Pero no veo cómo…

– ¡Pues escucha! –gritó la Reina Roja–: el perro perdería los estribos, ¿no es así?

– Seguramente –contestó Alicia con cautela.

– ¡Así que si se fuera el perro, se quedarían los estribos! –exclamó triunfal la Reina.

Alicia dijo lo más gravemente que pudo: “Puede que se fueran en otra dirección”–. Pero no pudo por menos de pensar: ¡Cuántas tonterías estamos diciendo!

–¡No sabe ni jota de operaciones! –dijeron las Reinas a la vez, con mucho énfasis.

– ¿Sabéis vos hacer operaciones? –dijo Alicia, volviéndose de repente hacia la Reina Blanca, ya que no le gustaba que la criticasen tanto.

La Reina abrió la boca y cerró los ojos: “Sé la Adición –dijo–, si me das el tiempo… ¡pero no haré una sustracción bajo ningún concepto!”.

A través del espejo (Akal, 2003)

Parece que a la Reina Blanca le pasaba lo mismo que a la alumna de La lección de Eugène Ionesco (1909-1994); a ella también se le “atascaban” las sustracciones…

La historia de Alicia ha sido adaptada al cine y al teatro, versionada de originales maneras, anotada por Martin Gardner (1914-2010), ilustrada por numerosos artistas –muchos de ellos consagrados, como Peter Newell (1862-1924), Arthur Rackham (1867-1939) o Salvador Dalí (1904-1989)– o traducida a diferentes lenguas –incluso existe una versión escrita con un especial alfabeto inventado por el propio Carroll)–.

Entre las muchas versiones de esta novela, mi favorita es Alicia volátil (Cangrejo Pistolero Ediciones, 2010) de Sofía Rhei. En este poemario, Alice Riddell –la niña a la que Carroll dedicó su novela– es ya una mujer y Charles Lutwidge Dodgson –el nombre real de Lewis Carroll– un hombre mayor. Intercambian una serie de cartas en las que recuerdan el pasado y Dodgson desliza la última de ellas por detrás del azogue de un espejo en vez de enviarla. Provoca de este modo la fusión de Alicia-niña, Alicia-adolescente y Alicia-adulta. Todas entran en el país de las maravillas, saltando de una edad a otra y revelando sus vivencias más íntimas:

En la contraportada del libro, bajo el título de “poesía en tres dimensiones”, se incluyen las instrucciones de uso del poemario: 1: Abra el libro. Recorte y póngase las gafas. 2: Cierre uno de sus ojos. Lea un poema. 3: Cierre el ojo contrario. Vuelva a leer el mismo poema. 4: Abra los dos ojos. Lea el poema en su tercera dimensión.

Las gafas a las que se alude son unas gafas anaglifas que permiten realizar tres lecturas de cada poema, escrito en rojo y azul –solo la parte en rojo, solo la escrita en azul o el poema completo en 3D–. De las sesenta y cuatro “Alicias” que aparecen en Alicia volátil me parece especialmente inspiradora una que tiene mucho que ver con la banda de Möbius:

Alicia Moebius, en Alicia Volátil de Sofía Rhei

 

Referencias

• Lewis Carroll, Alicia (edición anotada por Martin Gardner), Ediciones Akal, 2017

• Lewis Carroll, Alice’s adventures in Wonderland (ilustrated by Peter Newell), Harper and Brothers, 1901

• Lewis Carroll, Alice’s adventures in Wonderland (ilustrated by Arthur Rackham), William Heinemann, 1907

• Capi Corrales Rodrigáñez, Las aventuras de Alicia en el País de las Maravillas, por Lewis Carroll, Mujeres con ciencia, Ciencia y más, 1 octubre 2016

• Alan Tannenbaum (ee), Alice’s Adventures in Wonderland: An edition printed in the Nyctographic Square Alphabet devised by Lewis Carroll, Lewis Carroll Society of North America, 2005

• Marta Macho Stadler, ‘Alicia volátil’, poesía en tres dimensiones, SINC, 7 septiembre 2012

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 Siempre Alicia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juanma Gallego

Aire masek garraiatuta, mikroorganismoak atmosferan distantzia handiak egiteko gai direla demostratu du ikertzaile talde batek. Diotenez, orain arte erabili izan diren ereduek ez dituzte kontuan hartu mikroorganismoek dituzten zenbait berezitasun.

Txiste antzeko bat badabil fisikarien artean; horren arabera, behiak esferikoak dira. Bai, ezin uka zenbait fisikari badirela arraro samar, baina txisteak badu atzean arrazoi bat: eredu matematikoak eta fisikoak lantzen direnean, ezinbestean gauzak sinplifikatu beharra dago. Baldin eta behi batek 500 kiloko masa badu, eredu batean milaka behi sartu nahi baditugu, horiek esferatzat hartzea da jarraitu ohi den bidea.

Haatik, natura ez da esferikoa, eta, horregatik, natura eredu fisikoetara eraman nahi denean, sinplifikazioak tentu handiz erabili behar dira. Zenbaitetan, sinplifikazio horiek ondorio oso esanguratsuak izan ditzakete, errealitatea ezagutzeko dugun modua desitxuratzeraino.

1. irudia: Aire masek partikulak eramateko gaitasuna dute, eta baita mikroorganismoak ere. Horien tamaina, ordea, orain arte uste zena baino handiagoa izan daitekeela proposatu du ikertzaile talde batek. (Argazkia: ESA)

Halako zerbait gertatu zaio atmosferan dauden mikroorganismoak aztertzen diharduen ikertzaile talde bati. “Laginen behaketa egiten ari ginela, ezin genuen sinetsi ikusten ari ginena”, azaldu dute, UAM Madrilgo Unibertsitate Autonomoak kaleratutako ohar batean. AEMET Espainiako Meteorologia Estatu Agentziako adituekin batera, ikertzaile talde hori MICROAIRPOLAR izeneko proiektuan buru-belari ari dira. Bada, mikroskopioan hori ikusi zuten unea eureka momentu txiki horietako bat izan zen. Halako zerbait baina zirraragarriagoa den gauzarik nekez bizi dezake zientzialari batek. Mikroskopio aurrean zeudela, 0,4 milimetro arteko zianobakterioen harizpiak eta alga eukariotoak ikusten ari ziren. Lagin horien ezaugarriak kontuan izanda, horiek ez ziren bertan egon behar.

Oro har, mikroorganismo txikienak denbora gehiagoz mantendu daitezke airean, eta, horregatik, horien ibilbideak luzeagoak izango dira. Orain arte, ereduek balekotzat eman dute aire bitartez partikulek distantzia handiz garraiatuak izan daitezkeela baldin eta haien tamaina milimetro milaren bat baino txikiagoa bada. Tamaina hori baino handiagoak direnen kasuan, berriz, zenbait ordu edo egun barru lurrera erortzen direlako ideia izan da nagusi ikertzaileen artean. Hortaz, mikroorganismoen tamaina funtsezkotzat jo da haien aire bidezko dispertsioa kalkulatzeko.

Baina Science of the Total Environment aldizkarian aurkeztutako datuen arabera, orain arte aire bidezko mikroorganismoen garraioa ikertzeko erabili izan diren irizpideak ez dira guztiz zuzenak izan. Are gehiago, ikertzaile hauek proposatutakoari jarraiki, ereduok ez dute kontuan hartzen mikroorganismoen benetako masa. Izan ere, gehienezko luzera hartu ohi da erreferentziatzat, eta, bide hori jorratuta, dirudiena baina masa gehiago hartzen dute ereduetan. Ikertzaile hauek, ordea, kontrako bidea hartu dute: matematikak hartu eta horien tamaina esfera batera egokitu dute, haien benetako pisua eta eramanak izateko parametroak kalkulatu ahal izateko. Nolabait, fisikarien eta behien esferikotasunaren txisteari buelta eman diote, baina filosofia bera mantenduta: gauzak gehiegi sinplifikatzean, datuok bide okerretik eraman gaitzakete.

Ez da ikusi duten akats bakarra. Diotenez, mikroorganismo gehienak idortzen dira bidaian, inguruko airearen hezetasun erlatiboaren arabera egokituz. Modu horretan, horien dentsitatea %90 jaitsi liteke. Bi aldaera horiek kontuan hartuta, konturatu dira orain arte baino dezente handiagoak izan daitezkeela aire masei esker mugitzen diren bidaiari ñimiño horien txangoak: ehunka kilometroko distantziak egiteko ahalmena dutela egiaztatu ahal izan dute.

“Konturatu ginen gaur egun dauden dispertsio ereduek ez dituztela kontuan hartzen ezaugarri biologiko garrantzitsuak, hala nola mikroorganismoen benetako formak edota bidaian zehar deshidratatzean izaten duten dentsitate galera”, argitu dute ikertzaileek.

2. irudia: Irizpide berrietan abiatuta, aire masek izan dezaketen mugimendua kalkulatu dute. Irudian, bost egunez 8,2 mikrako partikula batek egin zitzakeen ibilbideak, %75 deshidratatu dela suposatuz. (Irudia: Galban, S. et al.)

Distantziei ez ezik, ibilbidea baldintzatzen duten faktoreei ere erreparatu diete. Bizirako hain ingurune berezia izanik, aireko biztanle bitxi horiek batez ere eguraldiaren araberako patua izan ohi dute. Ez da faktore bakarra, ordea. Tokian tokiko ekosistemak, egunaren partea edo urtaroa zein diren, horren araberakoa izan daitezke aireko bizidunen presentzia eta mugimendua.

Egindako laginketan zehar bi egoera desberdin ematen zirela ikusi dute. Batetik, zikloi askoko jarduna duten garaiak: horietan, prezipitazioak, presio baxuak eta haizearen abiadura dira ezaugarri nagusienetako batzuk. Bestetik, antizikloi uneak, hots, egoera meteorologiko egonkorragoko garaiak. Bada, zikloi aldietan aurkitu dituzte lagin horietan mikroorganismo gehien.

Laginak Madrilen hartu dituzte. Baina mikroorganismoei beraiei baino, horiek dakartzaten aire masei erreparatu diete, ordenagailu bidezko ereduak erabilita. Eredu horietan hasieran aipatutako aldaketak sartuta, ahalegindu dira masa horiek izan duten ibilbideak zehazten. Ehunka metrotako ibilbideak ondorioztatu dituzte, eta Madrilen jasotako zenbait aire masetako mikroorganismoa batzuk Kanadakoak izan daitezkeela proposatu dute.

The Conversation atarian argitaratutako dibulgazio artikulu batean, aurkikuntza honen balioa azpimarratu dute ikertzaileek. “Lurraren ekosistema desberdinetan egon daitekeen geneen etengabeko jario honek planetaren mikrobiologiaren ikuspegi berria eman dezake”, laburbildu dute. “Bestetik, gure emaitzek zeresana izan dezakete nekazaritzan, abeltzaintzan edota gizakietan gaitzak eragiten dituzten patogenoen mugikortasuna ulertzeko”.

Erreferentzia bibliografikoa:

Galban, S., et al. (2021). Local meteorological conditions, shape and desiccation influence dispersal capabilities for airborne microorganisms. Science of the Total Environment, 780: 146653. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.146653

DOI: https://doi.org/10.1007/s10963-021-09153-9

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

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Fuente: Arania, S.A.

Si uno abre cualquier día un periódico económico y ojea la sección dedicada a inversiones habrá unas siglas que aparecerán con seguridad una o más veces: ESG. ESG son las siglas en inglés que corresponden a medio ambiente, impacto social y buen gobierno, y se refiere a una metodología que clasifica a las empresas en estos tres aspectos, de tal forma que un inversor de cualquier punto del planeta pueda elegir invertir en empresas que tengan el mínimo impacto medioambiental, sean igualitarias, justas y seguras para las personas que trabajan y se relacionan con ellas, y tengan establecidos y cumplan los más altos estándares de control y transparencia en su gestión.

En el mundo de empresarial de los países desarrollados se tiene claro que el futuro será ESG o no será. Muchos inversores se han convertido en activistas y, o bien promueven en aquellas empresas en las que invierten que se mejore la clasificación ESG, o directamente no invierten en empresas de ESG bajo, o ambas cosas.

Esta es una de las fuerzas impulsoras, otras serían la propia conciencia medioambiental y la reducción de costes que suponen ciclos productivos más eficientes, tras las medidas que las empresas más innovadoras están llevando a cabo para reducir su impacto sobre el entorno.

Una de las cuestiones que se plantean inmediatamente es medir. Ya sabemos que solo el que mide, sabe; el que no especula. Pero, ¿cómo medir el impacto global que tiene una actividad? No es tarea fácil, ni mucho menos. Tanto es así, que poder diseñar un sistema de medida ya es un logro científico en sí mismo. Aquí es donde entra el concepto de huella ambiental del producto.

La Huella Ambiental de Producto (HAP) de la Unión Europea es una metodología para calcular el impacto medioambiental total de los productos que salen de nuestras fábricas. Su objetivo es permitir el suministro de información fidedigna y comparable sobre los productos, promoviendo un mercado más sostenible. Los trabajos sobre la norma se remontan a 2011, momento en que se analizaron las metodologías existentes

La HAP sirve para comparar en base a varios criterios el impacto ambiental de un bien, producto industrial o servicio a lo largo de su ciclo de vida. El objetivo general es establecer líneas de actuación, para reducir su impacto ambiental teniendo en cuenta las actividades de la cadena de suministro (de la extracción de las materias primas a la gestión de los residuos finales, pasando por la producción y el uso).

Toda huella ambiental de producto se basa en unas Reglas de Categoría de Huella Ambiental de Producto (PEFCR por sus siglas en inglés): una guía técnica detallada sobre cómo realizar un estudio de este tipo en una categoría de producto concreta. Las PEFCR complementan la orientación metodológica general de la huella ambiental, proporcionando más especificaciones a nivel de producto, asegurando la reproducibilidad y coherencia de estos estudios.

La teoría está muy bien, pero cuando esto se intenta llevar a un producto tan intensivo en materiales con alto impacto en el territorio y energía como es el acero la cosa se complica y no poco. Esto es algo que sobrepasa la actuación de una sola empresa. Así, por ejemplo, es Siderex, el clúster de siderurgia del País Vasco, el que lidera HAMBEMET, un proyecto a gran escala para adecuar esa metodología ya existente para el cálculo de la HAP (y basada en la guía de la Unión Europea) a los productos hiperespecializados de empresas históricas como Arania.

Pero la HAP sola no basta. Ha de complementarse con la estimación de la huella de carbono de la actividad de la empresa en su conjunto para poder tener una idea del impacto ambiental general. Esa medición adicional se logra, por ejemplo, mediante la gestión de GdO (Garantías de Origen renovable).

¿Cómo saber el origen de la energía que se consume? Para descubrirlo se creó un convenio internacional, un acuerdo capaz de acreditar el factor ambiental en un año: las Garantías de Origen y el Etiquetado de Electricidad. Las garantías de origen renovable (GdO) son una certificación que atestigua la producción de una determinada cantidad de suministro eléctrico mediante energías renovables o de cogeneración.

Gracias a una GdO, una empresa puede proporcionar información detallada a sus clientes sobre el origen de la energía que recibe y el impacto en el entorno que supone su producción. El origen renovable se refiere a la electricidad procedente de las fuentes no fósiles: energía eólica, solar, aerotérmica, geotérmica, hidrotérmica, hidroeléctrica, biomasa…

Este es el tipo de cosas de las que se encargan los directivos de alto nivel de las empresas que pretendan seguir siendo competitivas en el futuro.

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

El artículo Actúa localmente: midiendo el impacto ambiental de la siderurgia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Actúa localmente: blockchain para la cadena de suministros
2. Actúa localmente: el dron espía del cambio climático
3. Actúa localmente: tranvías eléctricos sin catenaria

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Zaporearen errezeptoreak, beste zentzumen-errezeptore batzuekin gertatzen den bezala, belaunaldiz belaunaldira aldatzen joaten dira. Zaporeen errezeptoreak estimulatzen dituzten substantzien kontzentrazioarekiko sentikortasuna aldatu egiten da denboran zehar. Aldaketak noizbehinkako mutazioen ondorioz gertatzen dira eta horiek, aldaketak eragiten dituzte egituran eta, zenbait kasutan, baita funtzioan ere.

Gainera, zapore batzuk galdu egin daitezke. Dastamenaren hartzaileak kodetzen dituzten geneak handiak izaten dira, eta, beraz, erraza da mutazioak izatea, eta, funtzionatzeari uztea.

Irudia: Pandaren elikagai nagusia banbua da. Izan ere, landare hau bere dietaren % 99 da. (Argazkia: wal_172619 – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Felidoek, adibidez, ez dute zapore gozoa hautematen. Noizbait, gozoaren hartzailea kodetzen duen geneak funtzionatzeari utzi zion egungo felidoen arbasoetan. Haragijale hertsiak izanik errezeptore honen faltak ez die inolako arazorik sortu, betiere ehiztari onak badira eta harrapakin ugari baldin badituzte inguruan, horrela mantenugaien hornidura nahikoa ziurtatua dutelako. Ez dute behar, harrapatutako haragiak energia-eduki egokia duela adieraziko dien, azukre-errezeptore espezifikorik. Izan ere, felidoei informazio hori eskaintzen dien errezeptorea umamia da. Zer dela eta? Felidoen elikagaian glutamatoa eta antzeko molekulak daude (horiek kitzikazen dute umamia) eta hauek nutrizio-balioaren adierazle bikainak dira. Felidoek ez dituzte gogoko gauza gozoak. Hala ere, ez die higuinik ematen. Egia esan, berdin zaie.

Felidoak ez dira zapore gozoaren hartzailea galdu duten predatzaile bakarrak. Batzuk zapore-errezeptore guztiak galdu dituzte. Esaterako, izurdeek ez dute bat bera ere hautematen. Nahikoa dute asetzearekin.

Dieta ezberdin batean espezializatutako beste animalia batzuek ere aldatu egin dute haien dastamenaren pertzepzioa, baina bestela egin dute. Panden arbasoak orojaleak ziren, gainerako hartzak bezala. Orain, ordea, pandak banbuz elikatzen dira ia erabat. Pandak datozen jatorrizko hartzek umamiaren errezeptoreak zituzten, baina galdu egin dituzte. Ondorioz, haragia eskaintzen bazaie, ez dute hartzen. Nahiago dute banbua.

Baina badira galdutako hartzaile bat berreskura dezaketenak ere. Narrastien, hegaztien eta ugaztunen arbaso komuna duela 300 milioi urte bizi izan zen, eta zapore gaziak, gozoak eta umamiak detektatzeko gai zen. Hala ere, gaur egungo hegaztien jatorria den narrastiak zapore gozoko detektagailua galdu zuen. Ondorioz, gaur egun hegazti gehienek ez dute hautematen gozoa. Baina hegazti batzuek bai.

Kolibriak eta sorbeltzak hurbileko ahaideak dira. Beraien arbasoek intsektuak jaten zituzten, gaur egungo sorbeltzek bezala. Umamiaren errezeptoreak janaria balioesteko baliagarriak zitzaizkien. Baina duela 40 milioi urte inguru, garai bateko sorbeltzen talde bat nektarra eta beste azukre-iturri batzuk hartzen hasi zen. Lehen kolibriak leinu horren oinordekoak ziren eta, hegazti gehienek ez bezala, zapore gozoa ere hautematen hasi ziren. Bitxiena da zapore hori, glutamatoarekin eta beste aminoazido batzuekin batera, umamiaren errezeptoreak hautematen duela. Kolibrientzako nektarra gozoa eta umami zaporekoa da aldi berean. Kolibriak ez dira janari gozoz elikatzen diren txori bakarrak. Nectariniidae familiakoek, batez ere, nektarra jaten dute, eguzki-txoriek bezala. Eta Indicatoridae familiakoek eztia jaten dute. Seguruenik, hegazti guzti horiek zapore gozoa ere detektatuko dute, nutrizio-balio handia adierazten baitu.

Zaporeak ez dira janariaren funtsezko ezaugarriak. Zaporeak zenbait substantziaren eta haien dastamen-errezeptoreen arteko elkarreraginetik sortzen diren propietateak dira. Belaunaldiz belaunaldi moldatu dira, animalia-leinu bakoitzak elikagaiarekin izan duen harremanagatik. Eta, beraz, hautespen naturalaren emaitza dira.

Erreferentzia bibliografikoa:

Dunn, Rob eta Sanchez, Monica (2021). The Evolution of Flavor and How It Made Us Human. Princeton, AEB: Princeton University Press.

Egileaz:

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

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Ilustración: María Lezana

Aunque lo parecen, no son ratones. Por su aspecto, están a medio camino entre los ratones y las musarañas. Sin embargo, no tienen nada que ver ni con unos ni con otros; es más, están muy alejados. Son mamíferos marsupiales.

Son planigalos, miembros del orden Dasyuriomorphia, el mismo al que pertenece el archiconocido demonio de Tasmania, aunque éste es más grande, bastante más grande en realidad. Los ratones marsupiales son muy pequeños; son, quizás, los marsupiales más pequeños que hay. Y todos pertenecen al género Planigale, del que no se conocen más de cinco especies.

Una de ellas es Planigale gilesi, o planigalo de Giles. Como las otras especies del género, es de tamaño muy pequeño, de entre 6 y 15 g de masa corporal. Suelen encontrarse en el interior de las grietas largas (>1 m) y estrechas que surgen en los suelos arcillosos característicos de las llanuras de aluvión de los desiertos del centro de Australia. Salvo que haya inundación, se trata de lugares muy secos, pues pueden pasar meses sin que llueva. La mayor parte del tiempo la pasan dentro de las grietas, y salen de noche en busca de alimento. Son carnívoros, muy activos cuando cazan, y muy voraces.

Las especies del género Planigale despertaron el interés de los biólogos, porque pensaron que para poder vivir en esos desiertos habían de tener alguna característica especial. Pero al investigar su biología se llevaron una sorpresa con lo que encontraron o, mejor dicho, con lo que no encontraron, pues no hallaron ningún rasgo fisiológico que pudiera considerarse excepcional. La clave de su supervivencia en entornos tan secos se encuentra, al parecer, en el “letargo diario”. Se le da ese nombre a un estado caracterizado por una caída de la temperatura corporal por debajo de los 32 ºC, de duración inferior a las 24 h.

Dados su minúsculo tamaño y el hecho de que puedan desarrollar una actividad muy intensa, sus requerimientos energéticos son muy altos. Además, en las zonas que habitan hay muy poca fauna, por lo que no disponen de muchas presas a las que dar caza para comer. Por otro lado, pueden perder mucha agua a través de las vías respiratorias, y aunque pueda resultar paradójico, pierden más agua cuando baja la temperatura ambiental. Eso ocurre porque al bajar la temperatura exterior elevan su metabolismo, de manera que, gracias al calor que se genera así, contrarrestan la mayor pérdida térmica que ocurre a temperaturas bajas. Pero para elevar el metabolismo han de consumir más oxígeno y eso exige que aumente la frecuencia respiratoria. Como el agua se pierde por evaporación desde las paredes de las vías respiratorias, al aumentar la ventilación pulmonar para obtener más oxígeno, también se renueva más rápidamente el aire en contacto con los epitelios y ese aire arrastra más vapor de agua, lo que hace que el agua que recubre esos epitelios se evapore con más facilidad.

Por todo ello, mantener un alto grado de actividad de forma permanente resulta muy costoso, tanto en lo relativo al balance energético, como al balance hídrico. Sobreviven bajo esas condiciones gracias a una batería de tres elementos, dos de índole fisiológica y etológico el tercero.

Por un lado, no mantienen del todo constante la temperatura corporal cuando varía la temperatura ambiental. Por ejemplo, si la ambiental llega a valores tan bajos como 10 ºC, la corporal se reduce a 32’4 ºC, aunque, de no mediar ajuste especial alguno, se habría mantenido en 34’4 ºC, que es la temperatura normal de estos animales. De ese modo reducen el gasto energético en un 9% y, además, ahorran agua.

Por otro lado, recurren al letargo diario. Gracias a esa modalidad de letargo metabólico, ahorran mucha agua y mucha energía. Por poner un ejemplo, para una temperatura ambiental de 20 ºC, el letargo diario les permite reducir la tasa metabólica en un 79%, y la pérdida de agua en un 62%.

Por último, su comportamiento también resulta clave: buscan microclimas adecuados y, al igual que hacen los animales ectotermos, se ponen al sol cuando tienen ocasión. Al calentarse de ese modo evitan gastar la energía que requeriría la generación endógena de calor.

En resumen, estos pequeños mamíferos han desarrollado mecanismos específicos gracias a los cuales sobreviven y medran en entornos en los que escasea el agua y el alimento. Este es un caso especial, porque las condiciones ambientales son muy exigentes. El que sean marsupiales facilita las cosas; seguramente ayuda el tener una temperatura corporal inferior a la de los mamíferos placentarios, pero, sobre todo, el elemento clave que facilita la supervivencia de los planígalos en condiciones ambientales tan extremas es el letargo diario. Sin ese ahorro de agua y energía, no podrían hacer frente con éxito a condiciones tan severas.

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 El letargo diario de los planigalos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El letargo del ratón
2. Economía del agua en animales terrestres
3. Relaciones hídricas y salinas de los animales

Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita

 Industrializazioarekin batera etorri ziren aldaketa azkarren eta bortitzenak Bilboko itsasadarrera. Eta erdigunean meatzaritza egon zen.

Meatzaritza, berez, ez zen XIX. mendean garatu, meatokiak I. mendetik ustiatu baitira. Hala ere, XIX. mendearen amaieran etorri zen meatzaritzaren eztanda: sekulako iraultza ekonomikoa eragin zuen eta enpresa sare konplexua sortu. Horretarako ezinbestekoak izan ziren Bilboko antiklinaleko burdinaren kalitatea eta itsasoarekiko gertutasuna.

XX. mende hasieran mundu mailako burdin ekoizpenaren % 10a Bizkaikoa zen. Tamaina horretako industriak azpiegitura sarea behar zuen eta mineralen zamalekuen trenbide-sarea sortu zen 1905ean. Prozesu honen inguruan idatzi zuen Eneko Perezek.

Hasiera batean itsasontziak saskien bidez kargatzen baziren, teknologiak garatu ahala zamalekuak balitu ziren. Gaur egun geratzen den jatorrizko zamaleku bakarra Orkonerakoa da, 1877koa. Ur azpian dagoen XIX. mendeko egurrezko egiturazko zamaleku hau da Europa mailan zutik dirauten bietako bat Dunston Staithsekoarekin batera.

Meatzaritzaren eztandak eragina izan zuen ekonomiaren hainbat arlotan, meatzaritzaz gain, banketxe eta burtsan, ontzioletan, burdingintzan… Honek eragina izan zuen demografian ere: 1860an 44 681 pertsona izatetik 304 364 izatera 1930ean.

Zientzia eta teknologia izan ditu oinarri meatzaritzaren eztandak eta honek ekarritako garapena.

Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita

Ibaizabal Itsasadarra zientziak eta teknologiak ikusita / La Ría del Nervión a vista de ciencia y tecnología proiektua infografia sorta bat izan zen hasieran, Ibaizabal itsasadarra eta bere inguru metropolitarra zientziaren eta teknologiaren begiez erakusten duten infografia bilduma batekin osatutako erakusketa.

Ondoren, zientziaren arlotik landutako artikulu sorta etorri zen euskaraz blog honetan bertan irakurgai eta gaztelaniaz Cuaderno de Cultura Científica blogean.

Proiektu honen (orain arteko) azken atala dugu honakoa, azalpen bideoak.

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Se pueden anticipar los movimientos de las extremidades y la dirección de la mirada de un macaco mediante una técnica relativamente nueva que permite “visualizar” con alta precisión espacial y temporal la actividad neuronal de diferentes zonas de su encéfalo. De esto se deriva que puede utilizarse la actividad cerebral, registrada mediante esa técnica, para dar instrucciones a artefactos robóticos o máquinas en general, de manera que hagan cosas que el sujeto en cuestión no podría hacer por sí mismo. Piensen, por ejemplo, en una persona que, por sufrir una minusvalía, no puede mover sus brazos o que, simplemente, carece de ellos. El método utilizado es una técnica de neuroimagen denominada “ultrasónica funcional” (o fUS, del inglés functional UltraSound imaging).

Esta no es la primera ocasión en que se convierten instrucciones mentales, a través de una interface, en actos o movimientos de una máquina. Ya se había conseguido que un brazo robótico lleve una copa a la boca de una persona parapléjica en cuyo cerebro se habían implantado electrodos. La novedad no consiste en la capacidad para dictar órdenes desde la mente sin que intervengan las extremidades del sujeto, sino en la técnica utilizada.

Hasta ahora se han utilizado varios métodos directos para registrar la actividad neuronal en el encéfalo. La electroencefalografía (EEG) es la más antigua; detecta cambios de potencial eléctrico en el cerebro a través de electrodos colocados sobre el cráneo. No es invasiva pero tiene baja resolución espacial. Una variante de la anterior es la electrocorticografía (ECoG), que proporciona acceso directo a las señales eléctricas de las neuronas; tiene alta resolución temporal y espacial. El problema es que exige cirugía y entraña riesgos porque hay que implantar electrodos, daña los tejidos en que se insertan y el material de que están formados se acaba deteriorando con el tiempo.

También hay métodos indirectos. La resonancia magnética funcional (FMRi) es la alternativa no invasiva más utilizada en los últimos años para “visualizar” la actividad neuronal. Mide la variación local en el nivel relativo de hemoglobina combinada con oxígeno, porque ese nivel refleja el flujo sanguíneo en la zona, que depende, a su vez, del metabolismo de las neuronas. La tomografía por emisión de positrones (PET) tampoco es invasiva; se vale del uso de radioisótopos para detectar niveles de actividad metabólica mediante indicadores metabólicos o de flujo sanguíneo. El problema de estas técnicas, sobre todo de la segunda, es que no ofrecen gran resolución espacial ni temporal y los dispositivos son grandes equipos que no se pueden trasladar con facilidad; y menos aún pueden llevarse puestos.

La neuroimagen ultrasónica funcional se basa en la utilización de ultrasonidos para detectar cambios en el flujo sanguíneo que, como ya he señalado, informa del nivel de actividad metabólica de las neuronas a las que se dirige. Es superior a las anteriores en resolución temporal y de resolución espacial intermedia entre las de la EEG y la ECoG (similar a la FMRi). Además, se puede utilizar mediante dispositivos portátiles. La desventaja es que su uso requiere la retirada de un pequeño fragmento del cráneo, una especie de “ventana” al interior del encéfalo, aunque, a diferencia de los electrodos de la ECoG, el detector no penetra en el tejido nervioso ni atraviesa las membranas de tejido conjuntivo que lo protegen.

Las técnicas de neuroimagen ultrasónica son un ejemplo magnífico de una de las tecnologías actuales más prometedoras, tanto para dotar a personas discapacitadas de herramientas que les proporcionen autonomía funcional, como para, mirando a su interior, desentrañar los misterios del funcionamiento del encéfalo, la máquina de la mente.

Fuente: Norman et al (2021): Single-trial decoding of movement intentions using functional ultrasound neuroimaging. Neuron 109:1-13.

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 Ultrasonidos para mirar al interior del encéfalo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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