Feed aggregator

Los árboles de especies diferentes suelen competir menos entre sí en la utilización de recursos en los bosques. Por eso, la diversidad en los bosques puede generar un efecto beneficioso en la estabilidad de su productividad ante cambios en el clima. Sin embargo, ¿esa solución funciona siempre? Un equipo de investigación ha corroborado ese efecto beneficioso en la productividad, aunque ante eventos meteorológicos extremos, como grandes sequías, no se observa esa mejoría.

Fuente: Parque Nacional Sierra de Guadarrama

Aumentar la diversidad de árboles en los bosques mejora la productividad ante variaciones en el clima, aunque en el caso de eventos extremos, como las sequías severas, no aumentan la resiliencia, según una investigación de la Universidad Complutense de Madrid, la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea, la Universidad Autónoma de Madrid y la Universidad de Alcalá.

Los resultados advierten que, en un contexto de aumento de la aridez y de la frecuencia de eventos extremos, las medidas de adaptación como el aumento de la diversidad podrían no ser suficientes para paliar las consecuencias del cambio climático.

Los individuos de especies arbóreas diferentes suelen usar los recursos de forma distinta, por lo que compiten menos entre sí que si fuesen todos de la misma especie. Por eso, aumentar la diversidad en los bosques mejoraría su productividad gracias a un crecimiento más estable a las fluctuaciones ambientales. Sin embargo, se desconocía si la mezcla de distintas especies también era tan beneficiosa en bosques con limitaciones hídricas, como los mediterráneos, y en respuesta a eventos extremos.

“Nuestro estudio demuestra que la relación biodiversidad-productividad en ecosistemas forestales mediterráneos está relacionada con un aumento de la estabilidad del crecimiento, pero en respuesta a eventos extremos el efecto positivo de la diversidad parece quedar diluido por la propia sensibilidad de las especies al estrés hídrico y a la competencia”, explica Enrique Andivia, investigador del Departamento de Biodiversidad, Ecología y Evolución de la Universidad Complutense de Madrid.

Para llevar a cabo el estudio, los investigadores han analizado individuos de pinos y robles, tanto en masas mixtas de ambas especies como en masas sin mezclar, en la Sierra de Guadarrama (Madrid). “Esta sierra es un excelente caso, ya que las áreas montañosas mediterráneas son puntos calientes para el estudio de las consecuencias del cambio climático sobre la dinámica de las comunidades vegetales”, explica Andivia.

Aplicando técnicas dendrocronológicas – el estudio de los anillos de los árboles- se ha reconstruido el crecimiento de 120 árboles a lo largo de su vida, centrándose sobre todo en los últimos 60 años, donde cuantificaron la respuesta del crecimiento a diferentes eventos de sequía extrema.

De esa forma se ha demostrado la complejidad de las relaciones positivas y de competencia entre especies, que pueden variar según las fluctuaciones del clima. “Estos resultados tienen importantes implicaciones para la gestión forestal, en concreto para la adaptación de nuestros bosques al cambio climático”, concluye el investigador Asier Herrero, del Departamento de Biología Vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco.

Referencia:

Francisco J. Muñoz-Gálvez, Asier Herrero, M. Esther Pérez-Corona y Enrique Andivia (2021) Are pine-oak mixed stands in Mediterranean mountains more resilient to drought than their monospecific counterparts? Forest Ecology and Management doi: 10.1016/j.foreco.2021.118955

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

El artículo La diversidad de los bosques no basta ante la sequía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

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2. La degradación de los bosques caducifolios y el murciélago de Bechstein
3. La humanidad ante su propia extinción

Ezaguna da klima-aldaketaren arazoa gaur egun, baina baliteke ekar ditzakeen ondorio guztiak ez ezagutzea, adibidez, itsas hondoetan duen eragina. Izan ere, aldaketa klimatikoa mundu mailako ingurune ozeaniko hauetan eraldaketa larria eragiten ari da, eta aldaketa nabarmenen artean, “errezela” bezalako zutabeak eratzen duten makroalgen edo makrofitoen gainbehera azpimarratzekoa da.

Makrofito hauek espezie iraunkorra dira eta egitura aldetik komunitate konplexuak eratzen dituzte, itsas organismo askorentzat babes eta habitat gisa jokatuz. Makrofito horiek sakonera txikiko hondo harritsuen bereizgarri diren arren, tamaina txikiagoko algak ordezkatzen dituzte. Alga komunitatean gertatzen diren aldaketa horien ondorioz, fase berri bat sortu da, itsas ekosistemarentzat oraindik ezezagunak diren ondorio ekologikoak dakarrena.

Makorofitoen eraldaketa honek dauzkan ondorio ekologikoei eta sozioekonomikoei buruz gehiago jakiteko Nahiara Muguerzarekin, UPV/EHUko Landareen Biologia eta Ekologia saileko ikertzailearekin, bildu gara.

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

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“Lehen elkarganatzea,

hitzordua mikroskopioan

bere haloa erakusten du.”

Laura Morrón Ruiz de Gordejuela, A hombros de Gigantas

 

Irudia: June Almeida (1930-2007). Joyce Almeida alabak utzitako argazkia.

Julia Lermontova (1847-1919) errusiarra Kimikan doktoregoa lortu zuen lehen emakumea izan zen eta Errusiatik irten behar izan zuen karrera zientifiko bat ikasi ahal izateko. Berlinera joan zenean, eta zientzialari bikaina zela aitortu bazioten ere, ez zioten utzi ez klasera joaten, ez laborategietan lan egiten ere, emakumea zelako. Modu pribatuan ikasi zuen eta, azkenean, doktorego-tesia defendatu ahal izan zuen.

Valladolideko Unibertsitateko errektoreak ez zion utzi Trinidad Arroyo Villaverde (1872-1959) palentziarrari medikuntzako karreran matrikulatzen, legez baimenduta egon arren. Aitak auzitegietara jo ondoren Trinidad Arroyok Madrilen doktoratzea lortu zuen.

Lina Stern (1878-1953) letoniarrak Suitzara joan behar izan zuen unibertsitatean ikastera, judua zelako. 1939an SESBeko Zientzien Akademian sartu zen, eta hori lortu zuen lehen emakumea izan zen. Sternen lanari esker, soldadu sobietarren milaka bizitza salbatu ziren Bigarren Mundu Gerran. Judua izateak oztopo ugari ekarri zizkion zientzialariari; hiru urte eman zituen espetxean eta tortura ugari pairatu zituen. Hala ere, bizirik irautea lortu zuen, eta Siberiara erbesteratu zuten; gerora, Moskura itzultzea lortu, eta jarduera zientifikoarekin jarraitu zuen.

Elisa Leonida Zamfirescu (1887-1973) errumaniarrak, bere herrialdetik irten, eta Alemaniara joan behar izan zuen ingeniaritza ikastera. Berlingo Unibertsitate Teknikoan sartzea lortu zuen, ez zailtasunik gabe. 1912an ohoreekin graduatu zen, eta dekanoak «arduratsuetan arduratsuena» zela esan zuen. Historiako lehen emakume ingeniari aintzatetsietako bat izan zen.

June Almeida (1930-2007), gaur argitaratu dugun bideoan agertzen den istorioko protagonista da. Junek ekarpen garrantzitsuak egin zizkion ezagutza zientifikoari, gainditu behar izan zituen zailtasun guztiak gorabehera. June Almeida zientzialariaren biografia aukeratu dugu, bera ezagutu ondoren agerikoak izango zaizkizuen arrazoiengatik. Almeida, Lermontova, Arroyo Villaverde, Stern edo Zamfirescurekin batera, besteak beste, emakume zientzialari gisa nabarmendu dira, bidean oztopo ugari izan arren.

Gaur, urtero bezala, Zientziaren arloko Emakume eta Neskatoen Nazioarteko Eguna ospatuko dugu testu honen ondoren datorren bideoarekin. Hemen aipatutako emakumeek eta beste askok oso ekarpen handiak egin dizkiote gizadiaren ezagutza zientifikoari; halako emakume batzuen biografiak webgune hauetan bildu ditugu: Vidas científicas (gaztelaniaz) eta Emakumeak Zientzian (euskaraz). Horregatik, inspirazio-iturri dira zientziara profesionalki dedikatzeko aukera dutela uste dutenentzat, edo, are gehiago, bide horri ekin diotenentzat.

Gure artean, karrera zientifiko batera sartzen diren emakumeen kopurua eta gizonena gero eta gertuago daude (ez da gauza bera gertatzen, ordea, ingeniaritzekin), baina herrialde askotan emakumeek oztopo gehiago dituzte oraindik ere. Nolanahi ere, eta zientziaren alorrean karrera profesional bat egiteko gero eta oztopo gutxiago badituzte ere, emakumeek zailtasun gehiago dituzte hierarkiako goiko mailetaraino iristeko, erantzukizun eta garrantzi handieneko postuetan dauden gizonen eta emakumeen proportzioa alderatuz gero ikus dezakegun bezala.

Gorago aipatu ditugun emakumeek jardun berezia egin zuten, eta oztopo ugari gainditu behar izan zituzten. Alabaina, eta emakume horien lorpenak zeharo eredugarriak izan zirela onartuta ere, kontua da karrera zientifiko batek ez lukeela eskatu behar oztopo bereziki zailak gainditzea; izan ere, gizonek eta emakumeek erraztasun edo zailtasun berberak izan beharko lituzkete euren karrera profesionaletan. Bestela esanda, gizonek eta emakumeek eskubide eta aukera berberak izan behar dituzte, eta inork –ez gizonek, ez emakumeek– ez dute zertan egin behar bide profesionala, ibilbide heroiko bat balitz bezala.

UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak, “June Almeidaren istorioa” bideoaren ekoizpenarekin, bat egiten du ezinbestean egin beharreko ospakizun batekin. Konpromisoa hartu dugu pertsona guztiek zientziarako eskubidea baliatzeko aukera berberak izan ditzaten, maila guztietako lan jardunerako erabateko sarbidea izatea barne. Eta, horregatik, otsailaren 11ko urteroko ospakizunaz gain, 2014ko maiatzetik, Mujeres con Ciencia bloga argitaratzen dugu, urteko egun guztiak baitira, gure katedrarako, emakume eta neska zientzialarien eguna.

Egileaz:

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

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«Primer encuentro,
cita en el microscopio
muestra su halo.»

Laura Morrón Ruiz de Gordejuela, A hombros de Gigantas

Imagen: June Almeida (1930-2007). Fotografía cortesía de Joyce Almeida.

La rusa Julia Lermontova (1847-1919), quien acabaría siendo la primera doctora en química de la historia, hubo de salir de Rusia para poder estudiar una carrera científica. Recaló en Berlín donde, a pesar de haber sido reconocida como una científica brillante, no se le permitió asistir a clase ni trabajar en los laboratorios por ser mujer. Estudió de forma privada y finalmente pudo defender su tesis doctoral.

A la palentina Trinidad Arroyo Villaverde (1872-1959) el rector de Valladolid no le permitió matricularse para estudiar medicina, a pesar de estar permitido por ley. Tras recurrir su padre a los tribunales lo consiguió, y acabó doctorándose en Madrid.

La letona Lina Stern (1878-1953) hubo de emigrar a Suiza para cursar estudios universitarios por su condición de judía. En 1939 entró en la Academia de Ciencias de la URSS; fue la primera mujer que lo consiguió. Gracias a su trabajo se salvaron miles de vidas de combatientes soviéticos en la II Guerra Mundial. Su origen judío no dejó de representar un gran obstáculo para ella; fue encarcelada durante tres años y torturada en varias ocasiones. No obstante, consiguió sobrevivir y tras ser desterrada a Siberia y, más adelante, volver a Moscú, prosiguió su actividad científica.

La rumana Elisa Leonida Zamfirescu (1887-1973) tuvo que salir de su país y desplazarse a Alemania para estudiar ingeniería. Consiguió, no sin dificultad, ser aceptada en la Universidad Técnica de Berlín. En 1912 se graduó con honores, siendo denominada por el decano como “la más diligente de los diligentes”. Ella fue una de las primeras mujeres ingenieras reconocidas de la historia.

June Almeida (1930-2007), la científica que protagoniza la historia plasmada en el vídeo que publicamos hoy, acabó haciendo contribuciones significativas al conocimiento científico, a pesar de las dificultades que hubo de superar. Hemos escogido la biografía de June Almeida por razones que resultarán evidentes tras conocerla, pero ella, junto con Lermontova, Arroyo Villaverde, Stern, o Zamfirescu, son solo algunas de las mujeres que han destacado como científicas a pesar de los obstáculos a los que se enfrentaron y superaron.

Nos sumamos hoy, como cada año, a la celebración del Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia con la producción del vídeo “La historia de June Almeida” que sigue a estas líneas. Las mujeres citadas aquí y otras muchas -de cuyas vidas se puede tener conocimiento en Vidas científicas (en castellano) y en Emakumeak Zientzian (en euskara)- han realizado contribuciones muy significativas al conocimiento científico de la Humanidad. Son, por esa razón figuras inspiradoras para quienes consideran la posibilidad de dedicarse profesionalmente a la ciencia o, incluso, ya han iniciado ese camino.

Entre nosotros, el acceso de las mujeres a una carrera científica es cada vez más equiparable al de los hombres (no así a las ingenierías), aunque todavía en muchos países las mujeres lo tienen más difícil. Pero aunque hay cada vez menos obstáculos para que las mujeres hagan una carrera profesional en ciencia, su progresión hasta los más altos niveles del escalafón sigue estando limitada, como muestra la proporción entre hombres y mujeres en las posiciones de mayor responsabilidad y relevancia.

Las trayectorias vitales reseñadas más arriba son ejemplos de especial desempeño y superación. Pero por muy ejemplares que sean los logros de esas mujeres, de lo que se trata, precisamente, es de que una carrera científica no exija superar obstáculos de especial dificultad, sino que hombres y mujeres se encuentren con las mismas facilidades o dificultades en sus carreras profesionales. En otras palabras, se trata de que hombres y mujeres cuenten con los mismos derechos y oportunidades, de manera que ni unos ni otras deban experimentar su profesión como si de una travesía heroica se tratase.

La Cátedra de Cultura Científica de la UPV/EHU se suma, con la producción de “La historia de June Almeida”, a una celebración necesaria, porque estamos comprometidos con el objetivo de que todas las personas tengan las mismas posibilidades de disfrutar del derecho a la ciencia, incluyendo el pleno acceso a su desempeño profesional en todos sus niveles. Y por esa razón, además de la celebración anual del 11 de febrero, publicamos, desde mayo de 2014, Mujeres con Ciencia, porque cada uno de los 365 días del año son para la Cátedra días de la mujer y la niña en la ciencia.

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

Más sobre el 11 de febrero

• Juan Ignacio Pérez, Hoy es el día de la mujer y la niña en la ciencia, todos lo son, 11 febrero 2017.
• Juan Ignacio Pérez, No es una percepción, 11 febrero 2018.
• Juan Ignacio Pérez, Mi hija quiere ser ingeniera, 11 febrero 2019.
• Juan Ignacio Pérez, Motivos para un día internacional, 11 de febrero 2020.

El artículo La historia de June Almeida se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

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2. Hoy es el día de la mujer y la niña en la ciencia, todos lo son
3. Historia del daltonismo

Una de mis pasiones, como ha quedado reflejado en muchas de mis entradas del Cuaderno de Cultura Científica, es el arte contemporáneo y, en particular, su relación con las matemáticas.

Durante todos estos años, he escrito sobre el teorema de Pitágoras en la obra de muchos artistas contemporáneos (véase la entrada El teorema de Pitágoras en el arte), sobre cómo algunos artistas han utilizado los números primos para generar piezas artísticas (véanse las entradas El poema de los números primos y El poema de los números primos (2) sobre la obra de la artista donostiarra Esther Ferrer, o Los ritmos primos de Anthony Hill, sobre una obra del artista británico Anthony Hill), de la inspiración artística de un rompecabezas geométrico como el tangram (véase El arte contemporáneo mira al tangram), sobre la utilización de la superficie de una sola cara conocida como banda de Moebius (véase Arte Moebius (I) y Arte Moebius (II)), de la normalidad del número pi en la obra Pi (2009-2010), de la artista Esther Ferrer (véase ¿Es normal el número pi?), entre otros conceptos, objetos y resultados matemáticos.

En esta entrada estamos interesados en cómo algunos conceptos matemáticos abstractos, como es el concepto de grupo abstracto y, relacionado con el mismo, el concepto de cuadrado latino, son una interesante herramienta de creación artística en el arte contemporáneo. Esto ya lo pusimos de manifiesto en la entrada Cuadrados latinos, matemáticas y arte abstracto, en la que hablamos de uno de los artistas cuyo arte se enmarca dentro del constructivismo y el arte concreto, el pintor y artista gráfico suizo Richard Paul Lohse (1902-1988).

Nueve secuencias de color sistemáticas verticales incrementando la densidad (1955 y 1969), del artista suizo Richard P. Lohse, con un cuadrado latino de color de orden 9. Imagen de MutualArt

 

Un bonito ejemplo es la obra del artista constructivista estadounidense John Ernest (1922-1994), titulada Iconic Group Table, de alrededor de 1978, que vamos a explicar a lo largo de esta entrada.

Vayamos por partes. Primero recordemos los conceptos matemáticos relacionados con esta obra, en particular, el concepto de grupo abstracto.

Un grupo es un conjunto, llamémosle G, con una operación *, de modo que a partir de dos elementos a y b del conjunto G, nos da un nuevo elemento, a * b, del conjunto G, y tal que dicha operación verifica una serie de axiomas:

i) propiedad asociativa, a * (b * c) = (a * b) * c, para todos los elementos a, b y c de G;

ii) elemento identidad, existe un elemento e de G tal que a * e = a = e * a;

iii) elemento inverso, para cada elemento a de G, existe un elemento b (llamado inverso, y que suele denotarse como a–1) tal que a * b = e = b * a. Los grupos son abelianos si se cumple la propiedad conmutativa, es decir, si para cualesquiera elementos a y b de G, a * b = b * a, pero no todos los grupos son abelianos.

Dos ejemplos cotidianos de grupos, en el sentido de que los manejamos en nuestro día a día, son los números enteros Z con la operación suma +, o los números reales R con la operación producto x.

El matemático inglés Arthur Cayley (1821-1895), del que se puede leer en el libro Cayley, el origen del álgebra moderna (RBA, 2017), describía la estructura de los grupos finitos (es decir, con un número finito de elementos) mediante la tabla de los productos de los elementos del grupo, la llamada tabla de Cayley, en la que se colocan a la izquierda y arriba de la tabla los elementos del grupo y en las casillas correspondientes (como en el juego de los barcos) se sitúa el producto de los mismos.

Tabla de Cayley genérica de cualquier grupo con 6 elementos. Para cada grupo finito hay que conocer cada una de esas entradas. Por ejemplo, si g1 es el elemento identidad e, entonces la primera fila y columna del grupo de 6 elementos, serían g1, g2, g3, g4, g5 y g6.

Veamos, por ejemplo, la tabla de Cayley de un grupo finito de seis elementos.

Tabla de Cayley del grupo finito de seis elementos, 1, α, β, γ, δ, ε, satisfaciendo las relaciones α2 = β, = 1, α * γ = δ, γ * α = ε y δ * γ = α.

 

La tabla de Cayley de un grupo de n elementos realmente sería la tabla de tamaño n x n con todos los productos posibles entre los elementos del grupo, sin tener en cuenta ni la primera fila (por arriba), ni la primera columna (por la izquierda), que ya aparecen en la tabla interior en la fila y columna correspondientes al elemento identidad (en el ejemplo anterior tenemos una tabla 6 x 6, donde la primera fila y columna se corresponden efectivamente con el elemento identidad 1).

Aunque el ejemplo de grupo abstracto que genera la obra Iconic Group Table es muy interesante e ilustrativo, como puede verse más abajo.

A continuación, recordemos el concepto de cuadrado latino. Un cuadrado latino de orden n es un retículo cuadrado de tamaño n x n en el que cada entrada es un número del 1 al n (aunque bien podrían considerarse n símbolos cualesquiera, por ejemplo, las letras del alfabeto latino que utilizó el matemático suizo Leonhard Euler o los colores utilizados por Lohse), de tal forma que cada número de {1,…, n} aparece una vez, y sólo una vez, en cada fila y cada columna.

Cuadrado latino de orden 6. En cada fila y cada columna aparece una vez, y solo una vez, cada una de las cifras 1, 2, 3, 4, 5, 6

 

Las propiedades del grupo abstracto hacen que la tabla de Cayley de los grupos finitos sean cuadrados latinos de orden igual al número de elementos del grupo. La explicación matemática es esta: si G = {g1, g2,…,gn} y si en una fila, por ejemplo, la del producto del elemento gk apareciese un mismo elemento en dos entradas (que es lo que ocurriría si no fuese un cuadrado latino), entonces existirían dos elementos distintos del grupo, gi y gj, tal que gk * gi = gk *gj (los valores de las dos entradas), y multiplicando por la izquierda por el inverso de gk, tendríamos que gi = gj, lo cual no es posible ya que los elementos gi y gj son distintos. Y lo mismo para las columnas.

Por ejemplo, el cuadrado latino de la imagen anterior es el que se corresponde con el grupo de seis elementos que habíamos mostrado más arriba, donde el 1 es la unidad (1) del grupo, el 2 es el elemento α, el 3 es el elemento β, el 4 es el γ, el 5 es el elemento δ y el 6 es el elemento ε. De esta forma la tabla de Cayley del grupo de seis elementos es exactamente el cuadrado latino mostrado, como puede observarse.

Pero vayamos ya con la parte artística de esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica, la obra titulada Iconic Group Table, de John Ernest, y su relación con la teoría de grupos.

Banda de Moebius (1971-72), del artista estadounidense John Ernest, realizada en Madera, metal, contrachapado y pintura alquídica, con un tamaño de 2,44 x 2,14 x 0,58 metros. Pertenece a la colección de la Tate Gallery de Londres. Fotografía de Paul y Susan Ernest, en la página de la Tate Gallery

 

John Ernest (1922-1994) fue un artista estadounidense afincado en Inglaterra desde 1951. Se convirtió en miembro del grupo de los constructivistas británicos (también conocidos como construccionistas) junto a artistas como Victor Pasmore, Kenneth Martin, Mary Martin, Anthony Hill, Stephen Gilbert y Gilliam Wise, y posteriormente, estuvo relacionado con el Grupo Sistemas –Systems group–, interesado en formas de arte sistemáticas y matemáticas.

En un artículo de 1961 para la revista Structure, John Ernest escribió algo así:

“Supongo que estoy tratando de conseguir parte de la belleza de un sistema matemático formal en una experiencia visual, porque es este tipo de belleza en las matemáticas –donde la hermosa maquinaria abstracta entra en acción– lo que me conmueve más profundamente”.

Mosaic Relief n. 4 (1966), de John Ernest. Imagen de la Tate Gallery

 

O también, en el catálogo de la exposición Four Artists Reliefs, Constructions and Drawings, que tuvo lugar en el Victoria and Albert Museum de Londres, en 1968, escribió:

“Me gusta hacer cosas en las cuales los elementos sean distintos y en las que cada decisión sea segura e inequívoca. Mis elementos son cuadrados, triángulos, líneas y otras formas simples. Sus propiedades de color y distintas cualidades de superficies, junto con otras cuestiones como los niveles de relieve, la distancia entre los elementos, etc. constituyen mi paleta. Principalmente trabajo combinando estos elementos – tanto de forma material o en mi mente. Yo organizo y reorganizo mis elementos básicos hasta que haber configurado un montaje que me complazca o que satisfaga mis condiciones previas de trabajo.

Dos intereses principales subyacen en mi trabajo. Uno es el medio físico del relieve mismo y el otro es mi interés por las estructuras matemáticas. Pueden ser fundamentalmente diferentes, pero no son incompatibles. Me parece a mí que la separabilidad de las partes del relieve proporciona una contraparte física a los conjuntos de elementos de un sistema matemático. Sin embargo, los dos intereses rara vez se equilibran en una sola obra. Los relieves que tengo en esta exposición muestran un sesgo hacia la explotación de propiedades físicas (la excepción es el “relieve lineal 1” que intenta ser ingenioso sobre la reflexión bilateral). Los dibujos están estructurados de manera más rigurosa y originalmente se diseñaron como análogos visuales de tablas de grupos particulares.”

Como decíamos al principio de esta entrada, la obra de John Ernest que nos interesa es Iconic Group Table, de alrededor de 1978, que es un ejemplo contundente del uso del concepto de grupo abstracto como herramienta de creación artística.

Iconic Group Table, de alrededor de 1978, de John Ernest, cuyas dimensiones son 214 x 214 x 58 cms.

 

La parte elevada y destacada de la pieza, que es de un tamaño importante, recuerda a un tablero de ajedrez de tamaño 8 x 8. Y es precisamente ese tablero central el que ilustra una tabla de Cayley de un cierto grupo abstracto con ocho elementos, que mostraremos a continuación, con una operación de grupo que es la “diferencia simétrica” de la teoría de conjuntos.

Para empezar, mostremos los ocho elementos que componen este grupo, que son ocho elementos geométricos, los ocho cuadrados siguientes, de base blanca con un trazado geométrico negro dentro. En realidad, John Ernest utilizó trazos curvos, mientras que yo he considerado trazos rectos en esta reproducción de sus elementos.

Los ocho elementos del grupo abstracto considerado por John Ernest para su obra Iconic Group Table

La operación es la diferencia simétrica de la teoría de conjuntos. La diferencia simétrica de dos conjuntos es la unión de los conjuntos menos su intersección. Es decir, dados dos conjuntos A y B, su diferencia simétrica es A ∪ B – A ∩ B. Si tenemos en cuenta que la zona negra de cada diseño es “nuestro conjunto” en cada elemento, veamos cómo se realiza la diferencia simétrica en dos casos distintos.

Por lo tanto, la tabla de Cayley para el grupo formado por los anteriores ocho elementos (a, b, c, d, e, f, g, h), con la operación diferencia simétrica es la siguiente.

Los ocho elementos del grupo abstracto considerado por John Ernest para su obra Iconic Group Table

 

El elemento d es la identidad del grupo (a x d = a, b x d = b, …) y todos los elementos del grupo son de orden 2, es decir, multiplicados por sí mismos da la identidad (a x a = d, b x b = d, …).

La parte que representa el artista John Ernest en esta obra es la tabla de Cayley, es decir, la 8 x 8 correspondiente a las operaciones del grupo. Aunque ha cambiado el orden de las filas como aparece indicado en la siguiente imagen.

Podéis comprobar que la obra Iconic Group Table se corresponde con la tabla de Cayley de la estructura de grupo abstracto que hemos definido arriba, pero con el cambio en el orden de las filas que acabamos de indicar.

Para terminar con esta estructura, podríamos dar el cuadrado latino asociado a la tabla de Cayley de este grupo abstracto. Para empezar, quedémonos con la parte correspondiente a los resultados de los productos entre los elementos del grupo, es decir, la tabla 8 x 8, y pintemos las casillas de colores en función del elemento que está en la misma.

Y, por último, sustituyamos las letras por números: a es 1 (amarillo), b es 2 (naranja), c es 3 (rojo), d es 4 (violeta), e es 5 (azul), f es 6 (verde oscuro), g es 7 (verde claro) y h es 8 (rosa). Es un cuadrado latino de orden 8.

Otra obra de John Ernest con una construcción similar es Borromean rings (1971).

Borromean rings (1971), de John Ernest, de dimensiones 100 x 150 cm. Imagen de Jonathan Clark Fine Art

 

Cerramos esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con un par de obras más del artista John Ernest.

Mosaic Relief no. 1 (1960), de John Ernest, de dimensiones 127 x 189 cm. Imagen de Jonathan Clark Fine Art

 

Maqueta del artista John Ernest para un mural en relieve para el Sexto Congreso de la Unión Internacional de Arquitectos de 1961

 

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Cayley, el origen del algebra moderna, RBA, 2017.

2.- Paul Ernest, John Ernest, A Mathematical Artist, Philosophy of Mathematical Education Journal, Number 24, 2009.

3.- Alan Fowler, A Rational Aesthetic, Philosophy of Mathematical Education Journal, Number 24, 2009.

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

El artículo La teoría de grupos en el arte contemporáneo: John Ernest se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. El arte contemporáneo que mira al Tangram
2. John Rainwater no existe
3. Pál Turán: teoría de grafos y fábricas de ladrillos

Javier Duoandikoetxea

Elur ugari ekarri zigun neguak Euskal Herrira eta halakoetan edonon agertzen diren paisaia zuritu ederrak erakutsi zizkiguten hedabideek. Baina begiekin ikusten ez den edertasuna ere badu elurrak, Zientzia Kaiera honetako Izotz-kristalen zientzia artikuluan Leire Sagronizek eta Ainara Sagronizek azaldu zigutenez. Matematikak ere badu bere “elur-maluta” (egokiago izango litzateke “izotz-kristala” deitzea), benetako horiek bezain polita. XX. mendearen hasieran asmatu zuen Helge von Koch matematikari suediarrak. Ez, ordea, benetako izotz-kristalen eredu modura, kurben propietate matematiko bati begira baizik.

1. irudia: Helge von Koch (1870-1924). (Iturria: Wikipedia – domeinu publikoko argazkia)Von Kochen kurba

Von Kochek proposaturiko kurba urratsez urrats eraikitzen da. Hasteko, hartu zuzenki bat. Ondoren, kendu zuzenkiari erdiko herena eta haren ordez luzera bereko zuzenki bi ipini, 60o-ko angeluak osatuz (ikus 2. irudia). Beste moduz batez azalduta, erdiko herena oinarri hartuta egin triangelu aldeberdin bat; gero, oinarria kendu eta beste alde biak utzi. Jardunbide hau izango da oinarrizko prozesua.

2. irudia: Oinarrizko prozesua: zuzenkiaren erdiko herena kendu eta haren ordez luzera bereko zuzenki bi ipini 60o-ko angelua eginez. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

Orain lau zuzenki ditugu eta bakoitzari oinarrizko prozesua egingo diogu. Horrela, zuzenki bakoitzaren lekuan haren luzeraren herena duten lau zuzenki agertuko dira. Bigarren urratsean, 16 zuzenki ditugu eta bakoitzarekin oinarrizko prozesua eginda, 64 zuzenkira pasatuko gara, eta abar. Ikus 3. irudian lehen urratsak.

3. irudia: Von Kochen kurbaren eraiketaren lehen urratsak. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

Behin eta berriro oinarrizko prozesua eginez, kurba-segida bat dugu eta limitean lortzen den kurba (“infinitu urrats” egin ondoren, alegia), horixe da von Kochen kurba.

Non dago elur-maluta? Hasieran zuzenki bakarra erabili ordez, triangelu aldeberdin baten hiru aldeak erabiliz gero, lortzen den kurba itxiak simetria hexagonala du eta oso irregularra da. Nolabait izotz-kristal baten itxura duelako eman zioten “elur-maluta” izena. Ikus 4. irudia. Esan dezadan von Kochek bere artikuluan zuzenki bakarrarekin eraikitako kurba baino ez zuela proposatu, geroko irudia da elur-malutarena.

4. irudia: Triangelu aldeberdin batekin hasita, behin eta berriro oinarrizko prozesua eginez, von Kochen elur-maluta lortzen dugu. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)5. irudia: Triangeluarekin hasita eta prozesua barruko aldera eginez, beste kurba polit hau lortzen da. (Irudia: Javier Duoandikoetxea)

 

Testuinguru matematikoa

Zergatik asmatu zuen von Kochek kurba hori? Haren artikuluaren izenburuak azaltzen digu arrazoia: “ukitzailerik gabeko kurba jarraitu bat, oinarrizko eraiketa geometriko baten bidez lortua”. Arkiv för Matematik aldizkari suediarrean argitaratu zuten 1904an.Testuingurua ulertzeko, komeni da gogoratzea 30 urte lehenago Karl Weierstrass alemaniarrak erakutsi zuela lehen aldiz funtzio jarraitu bat ez zuena deribaturik ezein puntutan. Intuizioaren aurkako zerbait zen, puntu batzuetan deribaturik ez izan arren, besteetan (gehienetan, egia esateko) deribagarria izatea espero baitzitekeen funtzio jarraituetarako. Ohi bezala, behin portaera “patologikoa” duen funtzio bat lortuta, beste adibide batzuk ere agertu ziren.

Planoko kurbetarako deribaturik ez izatea ukitzailerik ez izatea da, norabide zehatzik ez izatea, alegia. Weierstrassen kurbaren grafikoa da, beraz, ukitzailerik inon ere ez duen kurba horietako bat. Von Kochen iritziz, bai adibide hori, bai eta geroko beste batzuk ere, analitikoki emanak ziren eta, ukitzailea izatearena edo ez propietate geometriko bat izanik, interesgarria zen geometrikoki eraikitzea halako kurba bat. Hortik bururatu zitzaion bere kurba.

Kurbak inon ere zuzen ukitzailerik ez duela ziurtatzeko, ez da nahikoa haren itxura erabat irregularra dela esatea, froga matematiko bat behar da eta horixe zen von Kochek artikuluan erakutsi zuena.

Ikuspegi fraktala

Von Kochen kurbaren luzera infinitua da. Urrats bakoitzean aurreko urratseko kurbaren luzera 4/3-rekin biderkatzen da eta limitean lortzen den kurbaren luzera infinitua da. Are gehiago, edozein bi puntu hartuta kurban, haien arteko kurba zatiaren luzera ere infinitua da. Aldiz, azalera 0 da (kurbaren azaleraz ari gara hemen).

Duela 50 urte inguru sortu zen fraktalen teoria matematikoak biziberritu zuen von Kochen elur-maluta. Luzera dimentsio bateko objektuen neurria izanik, eta azalera dimentsio biko objektuena, kurba “handiegia” zen luzerarekin neurtzeko eta “txikiegia” azalerarako. Ez da egongo “bitarteko dimentsio” bat objektu horri hobeto egokitzen zaiona? Neurrien ikuspegitik dimentsio ez-osoak aspalditik zeuden proposatuta eta modu bat baino gehiago dago dimentsio horiek definitzeko (ez denak baliokideak, gainera). Dimentsio fraktala deritzona erabiliz, von Kochen kurbari log 4/log 3= 1.2618595… dagokio.

Autoantzekotasuna

Kurbaren zati baten gainean zooma egiten badugu, kurba bera ikusiko dugu errepikatuta beste eskala batean. Hori betetzen duten objektuei “autoantzekoak” esaten zaie. Propietate hori aipatzen da askotan fraktalen ezaugarri modura, baina ez dute fraktal guztiek betetzen. Bai, ordea, von Kochen kurbak.

Hiru aipu matematikako kurba bereziei buruz

Deribaturik gabeko kurba jarraituak existitzen zirela argi geratu zen arren, ez ziren matematikari guztien gustuko objektuak. Hona hemen puntako matematikari biren iritziak:

Charles Hermite, 1893: Aldendu egiten naiz asalduraz eta izuz deribatu gabeko funtzio jarraituen zauri tamalgarri horretatik.

Henri Poincaré, 1899: Antzina, funtzio berri bat asmatzen zenean, helburu praktiko batekin izaten zen; gaur egun apropos asmatzen dira gure aiten [sic] arrazoibideak agerian uzteko, eta ez zaie inoiz hori baino gehiago aterako.

Horien ospe handia gorabehera, Jean Perrin fisikaria (1926ko Nobel sariduna) beste iritzi batekin agertu zen urte batzuk geroago. Les atomes liburu famatuaren sarreran adierazi zuen:

Jean Perrin, 1913: Matematikariek ulertu dute arrazoibide geometriko delakoen zorroztasun falta eta, esaterako, umekeria dela, kurba bat marraztuz, frogatu nahi izatea funtzio jarraitu guztiek deribatua dutela. Deribatua duten funtzioak sinpleenak eta lan egiteko errazenak izanda ere, salbuespena dira; edo, nahiago baduzue hizkera geometrikoan adierazita, ukitzailerik ez duten kurbak dira araua, eta kurba oso erregularrak, zirkunferentzia esaterako, kasu interesgarriak dira, baina oso partikularrak.

Denborak —eta matematikak— Perrini eman zion arrazoia: 1931n Stefan Banach poloniarrak frogatu zuen funtzio jarraitu “gehienak” (esanahi matematiko egoki batekin) ez direla deribagarriak.

Eta ariketa bat

Elur-malutaren kurbak (4. irudia) eskualde bat mugatzen du planoan. Irakurle saiatuari proposatuko diodan ariketa hau da: kalkulatu eskualde horren azalera. Hasierako triangeluarena bider 8/5 lortu behar da. Barruranzko eraiketak (5. irudia) ere eskualde bat mugatzen du eta kasu horretan azalera triangeluarena bider 2/5 da.

Egileaz:

Javier Duoandikoetxea Analisi Matematikoko Katedradun erretiratua da UPV/EHUn.

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Ilustración: Ian Cuming / Getty Images

Poco después de que Lise Meitner y Otto R. Frisch sugiriesen que el neutrón incidente provoca una desintegración del núcleo de uranio en «dos núcleos de aproximadamente el mismo tamaño», se descubrió que los elementos transuránidos también pueden formarse cuando el uranio se bombardea con neutrones. En otras palabras, la captura de un neutrón por el uranio a veces conduce a la fisión y otras veces a la desintegración beta. La desintegración beta da como resultado la formación de isótopos de los elementos de número atómico 93 y 94, posteriormente denominados neptunio y plutonio [1]. La presencia de ambos tipos de reacción, fisión y captura de neutrones seguidos de desintegración beta, había sido la responsable de la anterior dificultad y confusión en el análisis de los efectos de los neutrones sobre la diana de uranio.

La interpretación de los experimentos abrió dos nuevos campos de actividad científica: la física y la química de los elementos transuránidos y el estudio de la fisión nuclear en sí. El descubrimiento de la fisión nuclear llevó a que se investigase sobre ella en todo el mundo, y se obtuvo mucha información nueva en poco tiempo.

Se descubrió que el núcleo de uranio, después de capturar un neutrón, puede dividirse en uno cualquiera de más de 40 pares de fragmentos diferentes. El análisis radioquímico mostró que los nucleidos resultantes de la fisión tienen números atómicos entre 30 y 63 y números de masa entre 72 y 158. Sin embargo, los nucleidos de masa media no son los únicos productos de la fisión. En un hallazgo que resultó tener una importancia extraordinaria, también se descubrió que en la fisión también se producen neutrones; el número medio de neutrones emitidos suele estar entre dos y tres por núcleo fisionado. La siguiente reacción indica solo una de las muchas formas en que se puede dividir un núcleo de uranio.

El bario-141 y el kripton-92 no son nucleidos «naturales» y no son estables; son radiactivos y se desintegran por emisión beta. Por ejemplo, el bario-141 puede descomponerse en praseodimio-141 por la emisión sucesiva de tres partículas beta, como se muestra en el siguiente esquema (los números entre paréntesis son los periodos de semidesintegración):

Fuente: Cassidy Physics Library

De manera similar, el kripton-92 se transforma en circonio-92 mediante cuatro desintegraciones beta sucesivas.

Se descubrió también que solo ciertos nucleidos son fisionables. Para estos, la probabilidad de que un núcleo se rompa cuando se bombardea con neutrones depende de la energía de los neutrones utilizados. Los nucleidos uranio-235 y plutonio-239 pueden fisionarse cuando se bombardean con neutrones de cualquier energía, incluso de 0,01 eV o incluso menos. Por otro lado, el uranio-238 y el torio-232 se fisionan solo cuando se emplean neutrones con energías cinéticas de 1 MeV o más.

La energía liberada en la fisión de un núcleo pesado es de unos 200 MeV. Este valor se puede calcular comparando masas atómicas en reposo de reactivos y productos [2]. La liberación de energía en la fisión por átomo es más de un millón de veces mayor que en las reacciones químicas, y más de 20 veces mayor que en las reacciones nucleares más comunes, donde suele ser inferior a 10 MeV.

Hubo un resultado mucho más importante y trascendente para todas las personas que tuvieron conocimiento del mismo: en condiciones apropiadas, los neutrones liberados en la fisión pueden, a su vez, causar la fisión en átomos de uranio vecinos y, por lo tanto, en una muestra de uranio puede desarrollarse un proceso conocido como reacción en cadena. La combinación de una gran liberación de energía y la posibilidad de una reacción en cadena en los procesos de fisión es la base del uso civil y militar de la energía nuclear.

Notas:

[1] En honor a los dos planetas del sistema solar más allá de Urano.

[2] O de la curva de la energía de enlace nuclear por nucleón que vimos aquí.

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

El artículo Fisión nuclear (3): más neutrones se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Fisión nuclear (2): el núcleo se parte en dos
2. Fisión nuclear (1): los elementos transuránidos
3. Energía de enlace nuclear y estabilidad

Ziortza Guezuraga

Urtxintxa hegalariaren fluoreszentzia aurkitzeak bidea ireki dio bestelako animalietan fluoreszentzia bilatzeko… eta topatzeko.

Urtxintxa hegalari arrosa batekin hasten da istorio hau. 2017an, argi ultramoredun (UV) lanpara baten laguntzarekin gauez likenak aztertzen ari zela, Jonathan G. Martinek zarata entzun eta lanpararekin urtxintxa hegalari (Glaucomys) batera begira jarri zen. Zer eta arrosa kolore fluoreszentea zuela ikusteko.

Behaketa horrek ikerketa zientifikoa abiarazi eta Field Museum of Natural History (Illinois, AEB) eta Science Museum of Minnesota (Minnesota, AEB) museoetako hiru urtxintxa hegalari gautar espezie ezberdinetako (G. oregonensis, G. sabrinus, and G. volans) 109 indibiduo eta eguneko hiru espezieko (Sciurus carolinensis, S. niger, eta Tamiasciurus hudsonicu) 26 indibiduo aztertu zituzten. Gautarrak ziren 109tik, 108tan fluoreszentzia arrosa ikusi zuten. Eguneko espezieen kasuan ez zen fluoreszentziarik ikusi inongo kasutan.

1. irudia: Glaucomys generoko urtxintxa hegalariak arrosa kolorea dute UV lanparapean. (Argazkia: Kohler, Allison et. al. (2019)-tik eraldatua)

Fluoreszentzia zer da, baina? Argiaren uhin luzera baxuak absorbitu eta uhin luzera altuagoak igortzean datza. Kasu honetan, argi ultramorean absorbitu eta espektro ikusgarrian igortzea.

2. irudia: Espektro elektromagnetikoa. Argiaren uhin luzera baxuak absorbitu eta uhin luzera altuagoak igortzen dira fluoreszentzian. (Argazkia: Ziortza Guezuraga)

Field Museum of Natural Historyko bilduman harago joan ziren aurreko ikerketan parte hartu zuten zenbait ikertzailek. Museoan zeuden animalia disekatuen bildumak UV lanparapean jarri eta zer eta ornitorrinkoak fluoreszenteak direla ikusi zuten. Monotrema ugaztunetan fluoreszentzia lehenengoz ikusi zuten. Bizirik dirauen ugaztun ordenarik zaharrena da monotrema, ornitorrinkoak eta ekidnak barne hartzen dituena.

Museoan disekatuta zeuden bi indibiduo aztertu zituzten: biak ala biak fluoreszenteak. Lortutako emaitzak berresteko hirugarren indibiduo bat aztertu zuten, Nebraskako State Museumean dagoen arra. Hau ere, fluoreszentea. Urtxintxa hegalariak fluoreszentzia arrosa bazuen, berde-urdina dute ornitorrinkoek. Hala ere, ikerketak duen lagin eskasa kontuan izanda, ondorioak ateratzea oso zail ikusten dute zientzialariek.

3. irudia: Fluoreszentzia berde-urdina dute ornitorrinkoek. (Argazkia: Kohler, Allison et. al. (2019)-tik eraldatua)Estatu Batuetatik Australiara

Ez da, baina, ornitorrinkoekin bukatu fluoreszentziaren istorio hau. Kanguru eta koalekin batera, Australiako animaliarik tipikoena da ornitorrinkoa eta, jakin-minak bultzatuta, Western Australian Museum-eko ugaztunen saileko kontserbatzaileak, Kenny Travouillonek, araknidoen departamentutik UV lanpara hartu eta bere bildumak aztertzen hasi zen.

Eta emaitzak ikusgarriak dira: Wombat espezie distiratsua, bilbien belarri eta isats deigarriak (Macrotis lagotis), bandicooten (Peramelidae) fluoreszentzia arrosa, kirikiñoak, ekidnak… denek agertu dute fluoreszentzia. Eta kanguruak? Ba ez, momentuz ez, behintzat.

After platypus was shown to glow under UV light, couldn’t resist trying bilbies… their ears and tails shine bright like a diamond! #bilby #uv pic.twitter.com/wL82RDdFYb

— Dr Kenny Travouillon (@TravouillonK) November 3, 2020

 

Estatu Batuetara bueltan, museoetan ez ezik, zoologikoetan ere sorrarazi du jakin-mina ornitorrinkoen fluoreszentziak eta Ohioko Toledo Zoon Tasmaniako deabrua jarri zuten UV lanparapean. Eta hauek ere, fluoreszente:

The Toledo Zoo is excited to report the first documented case of biofluorescence in Tasmanian devils!

Biofluorescence…

Publicada por The Toledo Zoo en Sábado, 5 de diciembre de 2020

Fluoreszentzia gauean?

Ezaugarri komuna dute fluoreszentzia duten animalia hauetako gehienek: gautarrak ala krepuskularrak dira, hau da, aktiboagoak dira gauez edo egunsenti/ilunabarrean. Zientzialariek, hala ere, ez dute batere argi zergatik ematen den fenomeno hau.

Fluoreszentzia gerta dadin argi iturria behar du eta gauez argi ultramore gutxi dago. Fluoreszentzia egoera nahiko berezian ematen da, beraz.

Nahiz eta aurkikuntza hauek oihartzun handia izan duten medioetan, aspaldi aurkitu zen fluoreszentzia bizidunengan. Landareengan lehendabizi, 1845ean, hain justu. Lignum nephriticum delakoan, uraren kolorea aldatzeko gai zen bi zuhaitz enborrez egindako diuretikoan.

Ornodun ugaztunen kasuan, dena den, ez ornitorrinkoak, ez urtxintxa hegalariak ez dira ezagutu diren lehen ugaztun fluoreszenteak. 1983tik ezagutzen da Estatu Batuetako zarigueia espezie batzuen kasua, Didelphis virginiana.

Fenomenoa ornogabeetan ere aurkitu da, anthozooetan (Aequorea victoria marmoka ezagunena), araknidoetan (eskorpioietan, esaterako), lepidopteroetan (tximeletetan, kasu). Baita bestelako ornodunetan ere. Arrainetan (koraletako arrezifetako hainbat espezietan) , anfibioetan (igeletan, arrabioetan), narrastietan (itsas dortoketan eta gekoetan) eta baita txorietan (hontzetan eta lanperna-musuetan) ere.

Ezaguna zen, beraz, fluoreszentzia bai landare bai animalietan. Animaliengan fluoreszentzia, orokorrean, gutxi ikertutako fenomenoa da.

Bilatu gabe, aurkikuntza deigarria egin zuten urtxintxa hegalarien fluoreszentzia topatu zuten zientzialariek. Eta aurkikuntza horrek bidea eman die ezaugarri hori bestelako animalietan bilatzeko eta baita aurkitzeko ere.

Erreferentzia bibliografikoak:

Kohler, Allison, et. al. (2019). Ultraviolet fluorescence discovered in New World flying squirrels (Glaucomys). Journal of Mammalogy,  100 (1), 21–30. DOI: https://doi.org/10.1093/jmammal/gyy177

Anich, Paula., et. al. (2020). Biofluorescence in the platypus (Ornithorhynchus anatinus). Mammalia. https://doi.org/10.1515/mammalia-2020-0027

Iturria:

Casella, Carli (2020). The Mystery of The Platypus Deepens With The Discovery of Its Biofluorescent Fur. Science Alert. 2020ko urriaren 31.

Egileaz:

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

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 Jon Kepa Izaguirre Campoverde

 

Cubiertos fabricados con bioplásticos. Fuente: Wikimedia Commons

Según la Asociación Europea de Bioplásticos (European Bioplastics e.V.), bioplástico es un término genérico que describe tanto los plásticos de origen renovable, es decir de base biológica, como los que tienen la propiedad de ser biodegradables (incluidos los derivados del petróleo).

La biodegradabilidad no depende del tipo de materia prima utilizada para su fabricación, sino que está vinculada a la estructura química del compuesto, además llevar la etiqueta de bioplástico no siempre implica ser biodegradable. De hecho, no todos los plásticos procedentes de fuentes renovables son biodegradables, así como no todos los plásticos derivados de fuentes no renovables son persistentes. En este sentido, los bioplásticos son una familia de materiales poliméricos que tienen base biológica, son biodegradables o cumplen ambas características (Pathak et al., 2017), (Figura 2).

Clasificación de los bioplásticos según su origen y biodegradabilidad. Fuente: European Bioplastics

La mayor ventaja de los bioplásticos biodegradables es que tras su utilización (fin de vida) se descomponen en un tiempo relativamente corto, lo cual reduce enormemente su impacto ambiental. Otra gran ventaja es que, si se fabrican a partir de recursos naturales renovables, como por ejemplo residuos orgánicos, es posible transformar ese residuo en un recurso y al mismo tiempo evitar su acumulación en vertederos o directamente en la naturaleza (Matsakas et al., 2017).

Por otra parte, los bioplásticos no biodegradables como el polietileno, el polipropileno y el cloruro de polivinilo se fabrican a partir de fuentes renovables como el bio-etanol o el bio-isobutanol. Estos materiales, no biodegradables y de base biológica, son iguales que los fabricados a partir de fuentes no renovables y por esa razón la gestión de los residuos generados al final de su vida útil es idéntica (Sidek et al., 2019). Sin embargo, hay dos diferencias fundamentales entre los bioplásticos no biodegradables y los plásticos convencionales. La primera de ellas es que la fabricación de los plásticos convencionales es mucho más barata porque la industria del plástico lleva décadas produciendo estos materiales, tiene un mercado más amplio y su capacidad de producción es mayor. La segunda está relacionada con el impacto ambiental, y es que el impacto ocasionado durante la fabricación de los bioplásticos es menor, ya que o su origen es renovable o son biodegradables (Ross et al., 2017).

Es evidente que los bioplásticos aportan beneficios a la economía y al medio ambiente. Su fabricación a partir de recursos renovables promueve la sostenibilidad, reduciendo la acumulación de residuos, limitando la huella de carbono y disminuyendo la dependencia de combustibles fósiles (Kaur et al., 2018). Lo cual se alinea con los fundamentos de la economía circular y la iniciativa de Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) impulsada por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) (Karan et al., 2019). La conciencia creada con los bioplásticos junto con las nuevas normativas está impulsando el crecimiento de esta industria, y se espera que en los próximos años la producción mundial de estos materiales crezca considerablemente (“European Bioplastics,” 2019).

Referencias:

European Bioplastics [WWW Document], 2019. 

Karan, H., Funk, C., Grabert, M., Oey, M., Hankamer, B., 2019. Green Bioplastics as Part of a Circular Bioeconomy. Trends Plant Sci. 24, 237–249.

Kaur, G., Uisan, K., Ong, K.L., Ki Lin, C.S., 2018. Recent Trends in Green and Sustainable Chemistry & Waste Valorisation: Rethinking Plastics in a circular economy. Curr. Opin. Green Sustain. Chem. 9, 30–39.

Matsakas, L., Gao, Q., Jansson, S., Rova, U., Christakopoulos, P., 2017. Green conversion of municipal solid wastes into fuels and chemicals. Electron. J. Biotechnol. 26, 69–83.

Pathak, S., Sneha, C., Mathew, B. B., 2014. Bioplastics: Its Timeline Based Scenario and challenges. Journal of Polymer and Biopolymer Physics Chemistry. Vol. 2, no. 4: 84-90.

Ross, G., Ross, S., Tighe, B.J., 2017. Bioplastics: New Routes, New Products, Brydson’s Plastics Materials: Eighth Edition. Elsevier Ltd.

Sidek, I.S., Draman, S.F.S., Abdullah, S.R.S., Anuar, N., 2019. Current Development on Bioplastics and Its Future Prospects: an Introductory Review. INWASCON Technol. Mag. 1, 03–08.

Sobre el autor: Jon Kepa Izaguirre Campoverde es doctor en química por la UPV/EHU

El artículo Bioplásticos, no todos son biodegradables se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. ¿Y si convertimos a las plantas en fábricas de plásticos?
2. Todos los rojos son chillones
3. Activo, sostenible y biodegradable: El envase del futuro ya está aquí.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Zenbait elementu kimiko ezagunak zaizkigu; oxigenoa edota burdina, esate baterako. Egunero ditugu ahotan elementu horien izenak. Baina normala izaten da, eskolan izan ezik, elementu gehienen berririk ez izatea. Selenioa (Se), adibidez, oso ezezaguna da. Agian, ikusiko genuen lozio edo xanpuren baten formulazioan, edo jakin dugu iraganean elektronikan erabili izan zela, korronte-artezgailuak egiteko. Eta, horretaz gain, ezer gutxi.

1817an aurkitu zuten selenioa, Jakob Berzelius suediar baroiak –kimika modernoaren gurasoetako bat dela esaten da– Joseph Gottlieg Gahn kimikari eta lankidearekin batera. Beraien lantegian azido sulfurikoa ekoizten zuten eta, horretarako lehengaitzat, Falungo meategitik zetorren pirita erabiltzen zuten. Meategia oso ezaguna da: 1000. urtearen inguruan ustiatzen hasi eta, ordutik, Europan kontsumitutako kobrearen % 75 handik lortzen baitzen, harik eta 1998. urtean itxi zen arte, jada ez zelako errentagarria. Hiru urte geroago, Unescok gizateriaren ondare izendatu zuen.

Irudia: Alde batetik, selenio amorfo beltz gardena (geruza gris fin batekin) eta, bestean, selenio amorfo gorria. (Argazkia: W. Oelen – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Azido sulfurikoa ekoizteko prozesuak kolore gorriko prezipitatu edo hauspeakin bat (hondakin solidoa) uzten zuen. Berzeliusek hasieran uste izan zuen artseniko konposatu bat zela. Baina haren usainak beste elementu bat gogorarazten zuen, telurioa, hain zuzen ere. Telurioa 1782an aurkitu zuten, eta selenioak badu nolabaiteko antza horrekin. Horregatik, eta 35 urte lehenago aurkitutako elementuari, Tellus (Lurra) izen latindarra gogoan izandako deitu zitzaiolako, Berzeliusek Selenium deitu zion elementu berriari, Seleneri erreferentzia eginez, hau da, antzinako Grezian ilargia pertsonifikatzen zuen jainkosari.

Daniel Torregrosak bere Del mito al laboratorio liburu gomendagarrian kontatzen duenez, Selene Endimion gazteaz maitemindu zen, leinu ospetsuko hilkorra bera; baina hilkorra, azken batean. Beraz, bere maitea hilezkor bihurtzeko eskatu zion Zeus handiari, eta Zeusek –halakoak egiteko zaletasuna zuenak, nonbait– onartu zuen eskaria, baina baldintza batekin: Endimion betiko lo geratuko zen. Haren betiereko loa ez zen oztopo izan, ordea, Selene gauero bere maitearekin ohera zedin. Joan-etorri haiek zirela-eta, dirudienez, berrogeita hamar alaba erditzera iritsi zen Selene. Harrigarria da, halako balentriaren ostean, nola ez zuten emankortasunaren jainkosa izendatu, dudarik gabe, merezi zuen ohorea baitzen. Kasualitateak nahi izan du, gainera, gizonezkoen antzutasun modu bat, espermaren mugikortasun murritza ezaugarri duena, selenio gabeziaren ondorio izatea.

Selenioa funtsezkoa da bizitzarako. Nahiz eta kontzentrazio handietan oso kaltegarria izan eta hilgarria ere izan daitekeen, kontzentrazio egokietan (apaletan) beharrezkoa da bizi-funtzioak normalak izan daitezen. Horregatik sartu ohi da bitamina anitzeko konposatu konplexuetan eta gehigarri dietetikoetan.

Bizi-funtzioak behar bezala izateko behar den kontzentrazio-tarte estu horrek ondorio bitxiak bezain garrantzitsuak ditu. Janariarekin edo urarekin gehiegi hartu izanagatik, selenioak pozoitu egin ditu animaliak eta gizakiak. Zenbait aintzira, ibai eta badiatan, selenioaren kontzentrazio toxikoak aurki daitezke, industria-jatorriko kutsaduraren ondorioz.

Baina kontzentrazio txikiegia ere kaltegarria da ingurumenerako. Bizitzaren historian gertatu diren hiru espezie-iraungitze handi –periodo ordoviziar, devoniar eta triasikoaren amaieran gertatutakoak– ozeanoetako selenio-kontzentrazioaren murrizketa handiekin lotu izan dira. Aitzitik, duela bostehun milioi urteko bizitza-eztandari, Kanbriar periodokoa, mesede egin ziola uste da, orduan sortu baitziren animalia talde gehienak.

Egileaz:

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

 

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El 13 de enero de 1951, el Club de Exploradores de Nueva York celebró su 47ª Cena Anual en el Hotel Roosevelt de esa ciudad. Esta organización reúne a investigadores de campo, a exploradores a la antigua, de los que buscan, recorren y estudian los lugares más desconocidos e inhóspitos del planeta. Si quieren conocer más sobre este Club vayan a su página web, merece la pena.

En esa 47ª Cena de 1951, el menú incluía, entre otras delicatesen gastronómicas, carne de mamut. Por cierto, no he conseguido averiguar la receta y, por eso, me he imaginado que sería un chuletón. Deseos personales, más que nada. En fin, según recuerdan Jessica Glass y su grupo, de la Universidad de Yale, la carne prehistórica se dijo que venía de un mamut encontrado en la isla Akutan, en Alaska, y lo habían descubierto dos miembros del Club: el padre Bernard de Rosencras Hubbard, conocido como el “Padre Glaciar”, jesuita y profesor de la Universidad de Santa Clara que, por cierto, está en Silicon Valley, California; y el capitán George Francis Kosco, de la Armada de Estados Unidos.

Varios periódicos difundieron el extraordinario menú y esa carne, miles de años congelada, capturó la imaginación del público y se convirtió en una leyenda que, todavía hoy, llena de orgullo al Club de Exploradores.

Fuente: Wikimedia Commons

Toda esta historia podía haber quedado en una anécdota más bien chistosa y poco creíble pero Jessica Glass descubrió que una muestra de aquella carne, después de muchas vueltas, acabó depositada en el Museo Peabody de Historia Natural de la Universidad de Yale, su propia universidad. La guardó el empresario y comandante Wendell Phillips Dodge y se la entregó a Paul Griswold Howes, Conservador del Museo Bruce, de Greenwich, en Connecticut, que tenía que haber participado en la cena y no pudo por otros compromisos. Quizá Dodge pensaba que Howes quería probar la carne pero lo que hizo el Conservador del Museo fue ponerla en líquido fijador y depositarla en el Museo.

Y ahora encontramos otra de las incógnitas de la famosa cena. Howes escribió en la etiqueta que la carne era de Megatherium, el perezoso gigante de Sudamérica que se extinguió hace unos 10000 años, más o menos a la vez que los mamuts. La carne podía haber sido de mamut, aunque luego volveré sobre ello, pues se decía que procedía de Alaska y en Norteamérica hay restos del mamut Mammuthus primigenius; al Megatherium solo se le conoce de Sudamérica. Sería una sorpresa para los paleontólogos que apareciera en Alaska, en la isla Akutan, según aseguran las crónicas de aquella controvertida cena. No hay que olvidar que un magnífico ejemplar de megaterio se exhibe en el Museo Nacional de Historia Natural de Madrid, recibido directamente de Argentina a finales del siglo XVIII.

Pero fue el comandante Dodge el que, en la revista del Club de Exploradores, aclaró que todo había sido una broma. Aseguraba que había descubierto una “poción milagrosa” que transformaba una tortuga marina del género Chelonia, procedente del Océano Índico, en un perezoso gigante de las Aleutianas, en Alaska. Era la especie de tortuga marina Chelonia mydas, especie en peligro de extinción e ingrediente principal de la sopa de tortuga que, por cierto, también se incluía en aquel menú de 1951.

Cuando, entre otros medios de comunicación, el The Christian Science Monitor dio la noticia de la cena transformó el perezoso gigante en un mamut, lo que cautivó a los lectores, se extendió la noticia y así ha llegado hasta nosotros. Muchos años más tarde, en 2016, el periódico rectificó la noticia publicada en 1951.

Muestra de la carne servida en la cena de 1951. Fuente: Yale Peabody Museum of Natural History

Pero aquel trozo de carne, supuestamente de perezoso gigante, que guardó el comandante Dodge y entregó al Conservador Howes que, a su vez, lo depositó en el Museo Bruce, acabó en el Museo Peabody de la Universidad de Yale donde Jessica Glass y su grupo lo localizaron en 2014. Decidieron hacer una análisis de ADN para ver si era posible aclarar de qué animal procedía. El resultado apoya el escrito del comandante Dodge cuando confesó que la carne pertenecía a la tortuga marina Chelonia mydas. Y tortuga fue lo que cenaron aquella noche los miembros del Club de Exploradores de Nueva York.

Volvamos a los mamuts y su extinción. Son animales míticos que, desaparecidos hace unos 10000 años, es la especie más mencionada en una nueva línea de investigación que propone, con las técnicas que ahora conocemos de clonación y análisis de ADN, recuperar especies extinguidas. Por cierto, hay expertos que han calculado que unos 150 millones de mamuts pueden estar congelados y enterrados en la tundra de Siberia. Suponen una gran cantidad de material para obtener datos y facilitar la recuperación de la especie. Es lo que se llama des-extinción, en traducción directa y sencilla del térmico en inglés “de-extinction”. Se define como “el proceso para resucitar especies extinguidas”, tal como proponen Douglas McCauley y su grupo, de la Universidad de California en Santa Barbara.

No falta mucho para que esta des-extinción sea posible técnicamente, y así pasar de la ciencia ficción a la ciencia, pero los expertos se preguntan cómo elegir las especies a recuperar. Cuando McCauley revisa lo publicado hasta ahora, encuentra que las propuestas son, en general, referidas a animales, con solo el 3% proponiendo plantas. Entre las especies animales las propuestas son para animales grandes, con el 6% para mariposas y moluscos y, claro está, el 48% mencionan al mamut. No es un objetivo prioritario de la des-extinción recuperar el mamut para degustar su, seguramente, enorme y exquisito chuletón, pero, por favor, no me lo discutan, es una idea demasiado atractiva como para ignorarla. Idea “sexy”, afirmaría Philip Seddon, de la Universidad de Otago, en Nueva Zelanda, en su escrito sobre la ecología de la des-extinción.

En una revisión más reciente sobre des-extinciones, publicada en 2018 por Ben Novak, de la Universidad Monash de Clayton, en Australia, se enumeran los proyectos que ahora están en marcha, aunque no hay muchas noticias sobre los resultados que se han obtenido hasta este momento. Los proyectos son siete y las técnicas más utilizadas son la clonación o los cruces controlados de variedades actuales para obtener características de las especies originales. Las especies que se busca des-extinguir son la cebra quagga, el uro, la tortuga gigante de la isla Floreana de las Galápagos, la paloma viajera de Norteamérica, el mamut lanudo, el gallo grande las praderas de Norteamérica y el moa de Nueva Zelanda.

El grupo de McCauley plantea la importancia de las consecuencia ecológicas de volver a colocar en el entorno especies que ya no están. Deben ser especies extinguidas, pero no desde hace mucho tiempo, para que el ambiente no haya cambiado demasiado, y, también, especies que puedan recuperar con rapidez los niveles de población que tenían antes de la extinción para que sus funciones en la ecología de la zona sea lo más parecidas a las originales.

Es evidente, como dice Philip Seddon, que pueden adaptarse mal a los entornos actuales que, es seguro, han cambiado de lo que eran en su época. No hay que olvidar la Hipótesis de la Reina Roja (Alicia a través del espejo, Lewis Carroll): hay que cambiar constantemente para permanecer en el mismo sitio pues este, en la historia de nuestro planeta, ya ha cambiado. Una especie extinguida es como si hubiera quedado detenida en su tiempo y, si se la des-extingue, llegará a un entorno diferente al que, quizá, no consiga adaptarse.

De todas maneras, algo se está haciendo para recuperar al mamut. El grupo de Hiromi Kato, de la Universidad Kinki, de Japón, ha hecho un primer intento utilizando la misma técnica que permitió la clonación de la oveja Dolly. Recuperaron núcleos de células de la piel y musculares de un mamut que había permanecido congelado unos 15000 años. Inyectan esos núcleos en óvulos de ratón de laboratorio a los que han retirado su núcleo y observan si los óvulos inician el desarrollo de estructuras que lleven a la división y a la formación de un embrión que, en su caso, será de mamut. Entre el 55% y el 67% de los óvulos trasplantados sobreviven pero ninguno inicia el proceso de formación del embrión. Un resultado negativo que ayuda a proponer hipótesis para solucionar este primer paso, aunque es un resultado muy interesante que se hayan conservado núcleos congelados durante 15000 años.

Yuka. Fuente: Wikimedia Commons

Nuevos datos llegan desde la Universidad Kindai, en el Japón, y del grupo liderado por Kazuo Yamagata. Han utilizado tejido de un mamut congelado hace 28000 años en Siberia, al que han nombrado Yuka. Es músculo del que aíslan núcleos celulares con su genoma y los trasplantan a ovocitos de ratón. Detectan, por microscopía, como los ovocitos con núcleos de mamut se activan y comienzan los procesos habituales para dividirse. Sin embargo, los autores no confirman la formación de nuevas células. Es un método nuevo para evaluar la actividad biológica de núcleos celulares en especies extinguidas.

También empezamos a conocer el genoma del mamut. Webb Miller y sus colegas, de la Universidad del Estado de Pennsylvania, han secuenciado el ADN de dos mamuts que llevaban 18500 años congelados. Los primeros datos son prometedores y muestran, como se suponía, un origen cercano entre el mamut y el elefante africano lo que ha llevado a proponer que la técnica de trasplante de núcleos que utilizó Kato se debería aplicar sobre óvulos de elefante, no de ratón de laboratorio.

Hace unos años, en 2015, Beth Shapiro, de la Universidad de California en Santa Cruz, comunicó que el grupo de George Church, de la Universidad de Harvard, había conseguido insertar fragmentos de ADN de mamut en el genoma del elefante asiático, su pariente evolutivo vivo más cercano. Este resultado abre una nueva vía para la des-extinción de especies. Solo hay que recordar que en la película Jurassic Park se completaba el genoma de dinosaurios con el de rana y, así, conseguían la clonación de la especie extinguida. Church afirma que su objetivo es clonar elefantes con los genes del mamut que los adaptan a climas más fríos. Nunca se han publicado los resultados de Church.

Es curioso que hace unos años los debates sobre la clonación del mamut eran entre los entusiastas de la ciencia ficción y los medios de comunicación, y a menudo, en los más sensacionalistas. Ahora, en estos debates también intervienen los expertos en biología del desarrollo. Y, para ver cómo iba este debate, Pasqualino Loi y sus colegas, de la Universidad de Teramo, en Italia, revisaron las bases de datos con lo publicado hasta 2013. Fue sencillo pues, hasta esa fecha, solo un trabajo, el de Hiromi Kato que hemos comentado antes, se había publicado en 2009.

Pero, quien sabe, quizá en un futuro cercano no veamos al mamut por los campos pero, en cambio, encontremos su chuletón, o por lo menos su hamburguesa, en la estantería de los supermercados. Ya se produce carne en el laboratorio a partir de células musculares, según publican, en una revisión, Derrick Risner y sus colegas, de la Universidad de California en Davis. Sin embargo, sale muy cara, poco económica, quizá es más bien, por la poca y cantidad y el alto precio, una delicatesen de gourmet más que un producto popular. El futuro con chuletón de mamut sale muy caro, carísimo. Por ahora.

Referencias:

Church, G. M. 2013. Please reanimate reviving mammoths and other extinct creatures is a good idea. Scientific American 309: 12.

Glass, J.R. et al. 2016. Was frozen mammoth or giant ground sloth served for dinner at The Explorers Club? PLOS One 11: e146825

Kato, H. et al. 2009. Recovery of cell nuclei from 15000 years old mammoth tissues and its injection into mouse enucleated matured oocytes. Proceedings of the Japan Academy B 85: 240-247.

Loi, P. et al. 2014. Cloning the mammoth: A complicated task or just a dream? En “Reproductive Sciences in Animal Conservation”, p. 489-502. Ed. por W.V. Holt et al. Springer Science – Business Media. New York.

McCauley, D.J. et al. 2017. A mammoth undertaking: harnessing insight from functional ecology to shape de-extinction priority setting. Functional Ecology 31: 1003-1011.

Miller, W. Et al. 2008. Sequencing the nuclear genome of the extinct woolly mammoth. Nature 456: 387-390.

Novak, B.J. 2018. De-extinction. Genes doi: 10.3390/genes9110548

O’Carroll, E. 2016. Menu miscue: Yale study prompts mammoth newspaper correction. The Christian Science Monitor February 4.

Richmond, D.J. et al. 2016. The potential and pitfalls of de-extinction. Zoologica Scripta 45: 22-36.

Risner, D. et al. 2021. Preliminary techno-economic assessment of animal cell-based meat. Foods doi: 10.3390/foods10010003

Seddon, P.J. 2017. The ecology of de-extinction. Functional Ecology 31: 992-995.

Shapiro, B. 2015. Mammoth 2.0: will genome engineering resurrect extinct species? Genome Biology 16: 228.

Wikipedia. 2017. Mammoth. 25 November.

Wikipedia. 2021. Mammuthus. 19 enero.

Yamagata, K. et al. 2019. Signs of biological activities of 28.000-year-old mammoth nuclei in mouse oocytes visualized by live-cell imaging. Scientific Reports 9: 4050.

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 El misterioso caso del chuletón de mamut se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El caso de August Hirt
2. El caso de Stanley Milgram
3. El caso del rojo imbécil

Uxue Razkin

Osasuna

Osasunaren Mundu Erakundearen (OME) arabera, bularreko minbizia da gehien hedatuta dagoena, biriketakoa baino gehiago. Azken bi hamarkadetan ia bikoiztu egin da detektatutako minbizien kopurua. Berriak azaldu digunez, 2000. urtean 10 milioi paziente inguru ziren, eta iaz, 19,3 milioi.

COVID-19ari dagokionez, Ana Galarragak Berrian azaldu digu zertan datzan Zero COVID estrategia (Contain covid delakoa). Horren helburua da birusaren intzidentzia guztiz txikitzea eta hari maila apalean eustea. Artikuluan adierazten denez, zenbait herrialdetan lortu dute: Taiwanen, Japonian, Zeelanda Berrian, Vietnamen, Singapurren… Europan, oraingoz ez da abian jarri.

Nerea Irigoyen birologoa elkarrizketatu dute Berrian. Bertan, SARS-CoV-2 birusaren aldaerez eta bere garapenaz mintzo da. Irigoyen ikerketa talde bateko zuzendaria da Cambridgeko Unibertsitatean. Haren irudiko, izurriari erantzun “globala” eman behar zaio, baina alarmismorik gabe.

Felix Zubia Donostia Ospitaleko ZIUko medikuak, bere aldetik, txertoen eraginkortasunaz hitz egin digu Berriako testu honetan. Pfizer eta Modernaren txertoek, adibidez, %50eko eraginkortasuna dute lehen dosiarekin, eta %95ekoa bigarren dosiarekin, entsegu klinikoetan. Baina bestelako txertoak ere izan ditu mintzagai. Ez galdu!

Orain arteko informazioari jarraiki, SARS-COV-2 birusaren transmititzeko modu nagusia arnasbideetatik igortzen diren tantaxkak eta aerosolak inhalatzea dela berretsi dute artikulu batean. Elhuyar aldizkariak azaltzen digu, arraroa dela gainazaletan eta objektuetan egon daitezkeen birusen bitartez kutsatzea.

SARS-COV-2 birusaren gertatutako kasu berezi bat ekarri digu Josu Lopez Gazpiok. Gizon bati ehun linfatikoen minbizi mota bat diagnostikatu zitzaion. Hortik gutxira, PCR proba egin eta SARS-CoV-2 positibo eman zuen. Lau hilabete geroago, gongoilen hantura murriztu egin zen, linfomaren murrizketa orokorra gertatu zen. Ez da miraria: minbizia duten zenbait gaixok hobekuntzak izaten dituzte infekzio birikoen ondorioz. Ez galdu azalpenak.

Ingurumena

Munduko marrazoen eta arrainen populazioak %70 murriztu dira 1970tik, Elhuyar aldizkariak jakinarazi duenez. Ikerketa erraldoi batean aztertu dute 31 espezieren bilakaera, eta ondorioztatu dute, horietatik 24 desagertzeko arriskuan daudela, eta horien arteko 3 galzori larrian daudela.

Antropologia

Ikerketa lan batean ikusi da egungo eredu psikologikoetan eragina izan dutela elizaren tabu bereziak, familia politikak eta ahaidetasunean oinarritutako erakunde iraunkorrak. Mendebaldeko gizarteetan nabaritu da hori; jendea indibidualistagoa, independenteagoa eta prosozialagoa izaten da modu inpertsonalean.

Kimika

Elementuen balentziaz (beste atomo batzuekin konbinatzeko duen gaitasunaren neurketa) eta lotura kimikoaz hitz egin digute artikulu honetan. Kimikariek historian zehar emandako urratsen, eztabaiden eta aurkikuntzen errepaso zehatza dugu hauxe. Ez galdu!

Einsteinioaren propietate batzuk neurtzea lortu dute Berkeley Laborategiko eta Georgetown Unibertstitateko ikertzaile batzuk. Elhuyar aldizkariak azaldu digunez, elementu hori 1952an aurkitu zuten lehen hidrogeno-bonbaren hondakinetan. Baina ez dira esperimentu asko egin orain arte, sortzeko oso zaila eta oso erradioaktiboa delako.

Emakumeak zientzian

Uzuri Albizu matematikaria da eta baita Hala Bediko irratiko esataria ere. Saio horietan, jakina, zientziaz hitz egiten du bere lankide Estitxu Villamor fisikariarekin. Matematikako irakaslea da Albizu. Horretaz gain, Ikerketa Feministak eta Generoko Masterra egiteak eman dion beste ikuspegi horretaz mintzo da: “Feminismoak, maila pertsonalean, eman dizkit erremintak ulertzeko nolakoa izan den nire ibilbidea matematikan; jabetu naiz nire generoak zenbateraino baldintzatu duen karreran izandako esperientzia”.

Elikagaiak

Idiazabalgo gaztaren ekoizpena eta teknologia hobetzeko lanean ari da Lactiker ikerketa taldea. Luis Javier Rodriguez Barron da ikertzaile nagusia eta bere asmoa argia da: Idiazabalgo gazta hobetzea. Hori lortzeko, arazoei irtenbideak aurkitu eta, ekoizteko bideak hobetu behar dira. Adibidez, ezaugarri sentsorialak aztertu dituzte euren ikerketetan. Berrian informazioa.

Gaztatik San Blaseko opiletara egin dugu jauzi. Ziur asko asteon opilen bat jan duzue. Baina badakizue zein den opil hauen jatorria eta berezitasuna? Bi dira nagusiki: arrautzaren zuringoarekin lorturiko gainazal zuria eta anis zaporea. Azken honen inguruan aritu dira testu honetan Ainara Sangroniz eta Leire Sangroniz.

Asteon zientzia begi-bistan igandeetako atala da. Astean zehar sarean zientzia euskaraz jorratu duten artikuluak biltzen ditugu. Begi-bistan duguna erreparatuz, Interneteko “zientzia” antzeman, jaso eta laburbiltzea da gure helburua.

Egileaz:

Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Fuente: Wikimedia Commons

El cáncer se está convirtiendo en la primera causa de muerte en el mundo desarrollado. Al tratarse de un fenómeno muy heterogéneo, al final es el resultado de una acumulación de mutaciones aleatorias, su investigación básica y las terapias para combatir sus distintas manifestaciones no es tarea fácil.

Ana María Zubiaga Elordieta es catedrática en el Departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la UPV/EHU. Licenciada en Ciencias Biológicas en la Facultad de Ciencias de la UPV/EHU en 1981 y doctorada por la misma universidad en 1986, realizó estancias postdoctorales en las universidades de Tufts y de Harvard (1986-1994), donde se especializó en el estudio de la regulación de los genes implicados en el desarrollo del cáncer. En 1995 se incorporó como profesora a la UPV/EHU. Su ámbito de investigación se encuentra en la confluencia de la biología y la genética del cáncer, liderando en la actualidad el grupo de investigación Biología molecular del cáncer.



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

El artículo Ana María Zubiaga – Naukas Pro 2019: La difícil búsqueda de terapias contra el cáncer se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Virginia Arechavala – Naukas Pro 2019: Buscando terapias para enfermedades poco frecuentes
2. Inmunoterapia contra el cáncer
3. La batalla contra el cáncer: la importancia de la alimentación

Neurologiaren ikuspuntutik autismoaren kontrakoa da Williams sindromea. Biak dituen ume baten kasua topatu da, hala ere. J.R. Alonsoren Williams syndrome and autism in the same child

Klima-aldaketa transformazio izugarria eragiten ari da Ozeano Artikoan. Arctic Ocean: climate change is flooding the remote north with light – and new species Jørgen Berge et al.-ren eskutik.

Espin polarizatzaileek sortutako korrontea da espintronikaren faktore mugatzaileetako bat. Ia ideala den bat topatu dute DIPCn, ezin sumatuzko tokian: egitura metal-organikoan (MOF).  A 3D metal-organic framework as ideal electron spin filter

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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El grupo de investigación IBeA de la UPV/EHU, experto en espectroscopía Raman, trabaja en el análisis de meteoritos con el objetivo de desarrollar estrategias analíticas no destructivas para próximas exploraciones de materiales de Marte por parte del rover ‘Perseverance’, cuya llegada al planeta rojo está próxima, y de materiales que lleguen a la Tierra recogidos por el rover ‘Rosalind Franklin’ tras la misión Mars Sample Return que se desarrollará a partir de 2026.

Mars 2020 Perseverance Rover. Fuente: NASA

El Grupo de Investigación IBeA del Departamento de Química Analítica de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU participa en la misión espacial Mars2020 de la NASA, que está previsto que amartice en febrero de este año. Concretamente, el grupo ha participado en la construcción y verificación de la homogeneidad química de los patrones incluidos en la tarjeta de calibración del instrumento Supercam del rover ‘Perseverance’: «Hicimos unas pastillas perfectamente caracterizadas con los instrumentos que nosotros tenemos aquí, para tener constancia de que las mediciones de espectroscopia LIBS y Raman que realice SuperCam son correctas», explica la doctora Cristina García-Florentino. «La espectroscopia Raman es una técnica para determinar la composición molecular de las muestras desconocidas; es decir, no solo se puede llegar a saber, por ejemplo, si hay calcio, hierro, etc., sino en qué forma molecular se encuentran. Entonces podemos saber si hay calcita, yeso, etc. Se puede determinar la composición geoquímica del planeta», añade.

En paralelo, el grupo de investigación se afana con la caracterización de meteoritos, con dos objetivos: «Por una parte, para prepararnos para la información que pueda llegar de Marte gracias al rover ‘Perseverance’, y, por otra, para desarrollar estrategias analíticas no destructivas con las que caracterizar las muestras marcianas de la misión de retorno (Mars Sample Return mission) cuando lleguen a la Tierra». De hecho, hasta ahora, los meteoritos marcianos son las únicas muestras marcianas con las que se pueden desarrollar diferentes métodos de análisis. En ese sentido, en un reciente trabajo, el grupo ha propuesto una innovadora estrategia analítica no destructiva, como parte de las técnicas de análisis rápidas que podrían utilizarse con dichas futuras muestras.

Distribución de algunos elementos químicos (Ca, Si, Mg, Fe, Al) en uno de los meteoritos marcianos analizados. Fuente: IBeA / UPV/EHU

Para demostrar sus capacidades, han aplicado su propuesta analítica «para caracterizar el meteorito marciano Dar al Gani 735 con el objetivo de identificar las alteraciones terrestres y no terrestres sufridas por el meteorito, como un complemento muy valioso a los análisis petrográficos más tradicionales», detalla García-Florentino.

En opinión de la investigadora, «este estudio muestra el potencial de la espectroscopia Raman como una técnica clave en las próximas nuevas exploraciones de materiales de Marte por parte del rover ‘Rosalind Franklin‘ (misión Exomars2022 de la ESA) y el rover ‘Perseverance‘ (Misión Mars2020 de la NASA), donde se han montado espectrómetros Raman por primera vez en una investigación extraterrestre de campo». La investigadora destaca la importancia de la técnica, “porque una vez que tengamos muestras traídas directamente de Marte, no podemos destruirlas para analizarlas en una primera fase de los estudios. Es importante estar preparados para cuando regresen las muestras marcianas, para obtener la máxima información posible de ellas, con el menor error e intentando destruir las muestras lo menos posible». No obstante, la doctora advierte de que el acceso a la información y a las muestras será difícil: «A ver si nos dejan tener acceso a las muestras; si les parece bien que las analicemos del modo que proponemos y con las técnicas que tenemos aquí». El grupo IBeA, mientras tanto, seguirá con su trabajo, «porque cada meteorito es un mundo; cada meteorito es totalmente diferente de otro».

Referencia:

C. García-Florentino, I. Torre-Fdez, P. Ruiz-Galende, J. Aramendia, K. Castro, G. Arana, M. Maguregui, S. Fdz. Ortiz de Vallejuelo, J. M. Madariaga (2021) Development of innovative non-destructive analytical strategies for Mars Sample Return tested on Dar al Gani 735 Martian Meteorite Talanta doi: 10.1016/j.talanta.2020.121863

 

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

 

El artículo Métodos no destructivos para analizar muestras marcianas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Grietas de desecación marcianas
2. La impureza, por definición, de las muestras radiactivas
3. Un método nuevo y muy potente para sintetizar un tipo de moléculas cíclicas

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Uzuri Albizu Mallearen ahotsa oso ezaguna da arabar askorentzat, Hala Bedi irratiko esataria baita. Estitxu Villamor Lomasekin batera aritzen da, eta haien saioetan nabarmen antzematen dira ikuspegi feminista eta espiritu kritikoa. Gainera, bata matematikaria eta bestea fisikaria izanik, zientziaz ere aritzen dira.

Albizuren esanean, oso gaztetatik gustatu izan zaio zientzia, baina baita bestelako arloak ere: “Berez, ikasgai guztietan moldatzen nintzen ondo, eta letretako diziplinak erakargarriak iruditzen zitzaizkidan. Baina zientzietan ere emaitza oso onak nituen, eta, horrelakoetan, zientzietara bultzatzeko joera dago. Gainera, ni baino bost urte zaharragoa den lagun batek matematika egin zuen, eta oso gustura zegoen. Hala, nik ere matematika aukeratu nuen”.

Irudia: Uzuri Albizu Mallea matematikaria.

Lehen urteak oso gogorrak egin zitzaizkion, baina gero neurria hartu zion karrerari, eta zenbait irakaslerekin ere oso gustura aritu zen. “Asko zaintzen gintuzten, eta hori ez da oso ohikoa unibertsitatean”, gogoratu du Albizuk.

Hala ere, azken bi urteetan, kostatu egin zitzaion matematikaren abstrakzioa onartzea. “Mugimendu sozialetan nenbilen, eta astuna egiten zitzaidan matematikak errealitate horrekiko duen deskonexioa. Hortaz, karrera amaitu nuenean, urtebete hartzea erabaki nuen. Lana eginez diru pixka bat aurreztu nuen, eta, azkenean, matematikaren didaktikan espezializatzea erabaki nuen”.

Granadan egin zuen didaktikako masterra, eta, jarraian, baita Bigarren Hezkuntzako irakaskuntzako masterra ere, eta han hasi zen matematikaren hezkuntzan dauden korronte interesgarri batzuk ezagutzen: matematika kritikoa, etnomatematika… Hala, master-amaierako lana etnomatematikari buruzkoa izan zen.

Azaldu duenez, etnomatematikak konstruktu sozialtzat hartzen du matematika bera, eta hortik lantzen du hezkuntza ere. “Ez irakastea matematika egia absolutu bat balitz bezala, edo gizartetik guztiz deslotuta dagoen zerbait, baizik eta giza jardunetik hurbilago dagoen zerbait bezala. Hori da abiapuntua; eta lekuan lekukoa irakastea”.

Bigarren Hezkuntzako Irakaskuntzan masterra eginda, matematika irakasten hasi zen, San Fermin ikastolan lehenik, eta gero unibertsitatean, Hezkuntza eta Kirol Fakultatean. Dioenez, erronka handia da Lehen Hezkuntzako gradua ikasten ari direnei matematika irakastea, gero ikasle horiek haurren irakasle izango baitira, eta haiek ere matematika irakatsi beharko baitituzte, beste eduki askoren artean: “Matematikarekiko sentitzen duten maitasuna, frustrazioa edo dena delakoa transmitituko diete; hortaz, niretzat erronka bat da da matematika gustagarri izan dezaten”.

Ikuspegi feminista

Ikerketa Feministak eta Generokoak Masterra egiteak ere beste ikuspegi bat eman diolakoan dago. “Feminismoak, maila pertsonalean, eman dizkit erremintak ulertzeko nolakoa izan den nire ibilbidea matematikan; jabetu naiz nire generoak zenbateraino baldintzatu duen karreran izandako esperientzia, adibidez, nire segurtasun-gabeziak eta beldurrak zenbateraino zeuden lotuta generoari. Horrez gain, aukera eman dit matematikaren didaktika beste era batera egiteko: lehiakortasuna bultzatu beharrean, elkarlanean oinarritzea; diziplinen arteko horizontaltasuna aldarrikatzea; hierarkiak puskatzea…”

Alderantziz ere, uste du matematika eta zientzia mesedegarriak direla feminismoarentzat, gaur egungo gizartean ezinbestekoa baita zientifikoki alfabetatuta egotea. “Metodo zientifikoak errealitatea ulertzeko tresnak ematen dizkigu; eta errealitatea iraultzeko, ezagutu egin behar dugu. Azken finean, zientzia boterea da; feministok ezin dugu alde batera utzi”.

Fitxa biografikoa:

Uzuri Albizu Mallea Munitibarren jaioa da, 1989an. Matematikan lizentziatu ondoren, Matematikaren Didaktikan Masterra, eta Bigarren Hezkuntzako Irakaskuntzan Masterra egin zituen. Jarraian, beste master bat ere egin zuen: Ikerketa Feministak eta Generokoak. 2016tik, matematikako irakasle da EHUren Gasteizko Campuseko Hezkuntza eta Kirol Fakultatean, eta 2018tik tesia egiten ari da, EHUko Ikerketa Feministak eta Generokoak Doktoretza programan, hezkuntza matematikoari buruz.

Egileaz:

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

Elhuyar Zientzia eta Teknologia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Daniel E. Martínez-Tong

Llevamos más de un año conviviendo con el SARS-CoV-2, el virus causante de la enfermedad COVID-19. En este camino, la comunidad científica ha realizado miles de investigaciones, con el objetivo de entender con lujo de detalles todos los aspectos médicos, biológicos, físicos y químicos de este inesperado huésped. Sin embargo, hasta hace pocas semanas no contábamos con una imagen real del virión, es decir, una reproducción microscópica conseguida a través de un único experimento y una única muestra. Todas las imágenes que se habían mostrado hasta el momento en publicaciones científicas y notas de prensa eran representaciones artísticas, modelos obtenidos a partir de simulaciones computacionales, o imágenes microscópicas de múltiples muestras y ensayos.

Ahora, a finales de enero de 2021, un consorcio de investigación integrado por personal científico de la Universidad Tsinghua (China), la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Adbalá (KAUST, Arabia Saudí) y la empresa Nanographics (Austria), ha presentado ante el mundo la primera imagen tridimensional de un único virión de SARS-CoV-2. Esta proyección de alta resolución en tres dimensiones permite tener evidencia experimental de cómo es la geometría de los distintos componentes del SARS-CoV-2. Esta información es de máxima importancia a la hora de estudiar cómo podrían llegar a ser las interacciones físicas entre el virus y sus alrededores, en particular con el sistema inmune.

Imágenes de tomografía crioelectrónica del SARS-CoV-2. (Izq) Imagen de un conjunto de viriones. (Der) Imagen de un único virión, en falso color. Fuente: Nanographics GmbH

Para conseguir la imagen del virión, el consorcio empleó la metodología experimental llamada tomografía crioelectrónica (cryo-ET, por sus siglas en inglés). Esta es una de las técnicas de imagen más importantes a día de hoy, hasta el punto que fue seleccionada como la metodología experimental más importante en el año 2015 por la revista Nature, y sus creadores fueron galardonados con el Premio Nobel de Química en el año 2017. De manera general, cryo-ET funciona de forma similar a otras tecnologías ampliamente usadas para diagnósticos médicos hoy en día, como la tomografía computarizada o las imágenes por resonancia magnética, donde se hacen reconstrucciones tridimensionales a partir de un conjunto de imágenes en dos dimensiones. Sin embargo, de forma particular, cryo-ET permite visualizar tanto la superficie como el interior de objetos con tamaños tan pequeños como unos pocos nanómetros. Esto hace posible obtener información sobre complejos macromoleculares a la escala del nanómetro, y por tanto estudiar orgánulos y biomoléculas dentro de células. Además, esta tecnología permite estudiar a las moléculas en su ambiente natural; es decir, donde existe la funcionalidad biológica.

La metodología detrás de cryo-ET es fundamentalmente la misma que para cualquier otra técnica de tomografía. Primero, se realizan imágenes de un volumen del material, en este caso de un virión, desde distintos ángulos. Luego, este conjunto de imágenes se procesan computacionalmente para obtener una proyección tridimensional. No obstante, para poder conseguir imágenes de estructuras de tan solo algunos nanómetros de tamaño, y en un estado de funcionalidad biológica, cryo-ET hace uso de las siguientes condiciones. Para empezar, la muestra debe ser congelada muy rápidamente, generalmente usando etano o propano líquido. Así, el material a investigar queda “fijado” en un estado similar al de su funcionalidad biológica. A continuación, la muestra congelada se secciona, es decir, se corta en rebanadas muy finas; de pocos nanómetros de espesor. Para ello se suele usar un haz de iones focalizados, que permite hacer cortes muy finos y precisos.

Las rebanadas del material congelado se introducen en un microscopio electrónico de transmisión. Esta clase de microscopios permite visualizar objetos con dimensiones cercanas al átomo, gracias al uso de electrones. Dentro del microscopio, la muestra se gira para capturar imágenes desde tantos ángulos como sea posible. Finalmente, las imágenes se alinean y juntan usando técnicas computacionales para reconstruir una proyección tridimensional. Así, es posible obtener un modelo 3D de la muestra, tan preciso como cada captura de imagen haya sido. Es importante aclarar que las imágenes que se obtienen, y que muchas veces se muestran en publicaciones y prensa, son de “falso color”. Esto quiere decir que el equipo de investigación ha decidido ponerle los colores que consideró adecuados para la interpretación de la imagen por la comunidad científica y su presentación al público en general. Esto se debe a que los electrones son partículas [*] de tamaño muy pequeño (menores que un átomo), que los seres humanos no somos capaces de ver con nuestros ojos.

Las imágenes de alta calidad como la generada para el SARS-CoV-2 deben considerarse de alto impacto, trabajo arduo, y mucha destreza, porque consiguen superar muchos de los desafíos actuales que presenta la técnica de cryo-ET. Por ejemplo, la preparación de la muestra dista de ser un proceso sencillo. Hay que congelar tan rápidamente que no se formen cristales de hielo y mantener ese estado durante todo el proceso. También es importante considerar que la interacción entre los electrones y la muestra puede causar daños por irradiación. Para solucionar este problema, una alternativa consiste en disminuir la energía de los electrones que llegan al material. Sin embargo, esto trae como consecuencia la obtención de imágenes ruidosas o poco definidas. En este punto la reconstrucción por ordenador juega un papel fundamental. Usando algoritmos de corrección sofisticados es posible acentuar las diferentes características de una estructura, incluso cuando se obtienen imágenes ruidosas.

Más allá de imágenes de alta resolución, en los últimos años cryo-ET ha permitido investigar la patología celular y molecular de las enfermedades. Por ejemplo, en el caso particular del SARS-CoV-2, el año pasado el grupo de la Universidad Tshinghua usó esta técnica para estudiar la arquitectura molecular del virus, permitiendo entender cómo era posible que una cápside pequeña (~80 nm de diámetro) fuera capaz de encapsular alrededor de 30 kilobases de ARN (Yao et al., Cell, Vol 138, pp. 730-738, 2020). De manera complementaria, en otra publicación científica reciente, una colaboración entre equipos de investigación en Heilderberg (Alemania), consiguió caracterizar la estructura y replicación de este virus, usando cryo-ET (Kelin et al., Nature Communications, Vol 11, 5885, 2020). Estos ejemplos son solo una muy breve muestra de la gran capacidad que esta técnica puede tener en el estudio de sistemas biológicos y de cómo la microscopía, más allá de imágenes, puede proveer información detallada y precisa acerca del comportamiento de materiales y sistemas.

Nota:

[*] También podemos considerar a los electrones como ondas, con una longitud de onda muy pequeña.

Sobre el autor: Daniel E. Martínez-Tong es investigador postdoctoral Juan de la Cierva en la Facultad de Química de la UPV/EHU (Donostia) y en el Centro de Física de Materiales (UPV/EHU-CSIC).

El artículo Conseguir ver, y quizás ayudar a entender, al SARS-CoV-2 usando electrones y mucho frío se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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César Tomé López

XVIII. mendean (eta are lehenago) uste zen konbinazio kimikoa “afinitate kimiko”aren legeek gobernaturik zegoela, afinitate hori neurtu ohi zen eran (beste era batzuen artean) energia oinarri zelarik, eta azidoak zein baseak gatzak sortzeko konbinatzen ziren proportzioak oinarri zirelarik. Teoria atomikoa eta elektrokimika garatzen hasi zirenean, ia batera XIX. mendearen hasieran, teorialari gehienek uste zuten konposatu kimikoak osatzen zituzten atomoek indar elektrostatiko polarrengatik irauten zutela elkarrekin.

Substantzia baten elektronegatibotasuna edo elektropositibotasuna neurtu ahal zen zelula elektrokimiko batean erakusten zuen jokaeragatik; intentsitatea eta zeinua aldatu egiten zen substantziaren arabera, eta elementu bakoitzaren oinarrizko ezaugarria zen. Jacob Berzelius-ek 1810. urtearen eta 1820ko hamarkadako erdialdearen artean garatua, dualismo elektrokimikoaren teoriak balio zuen konposatu ez-organikoetarako, baina jada 30eko urteetan zailtasun handiekin egin zuen topo kimika organikoan.

Irudia: Elementu baten balentzia beste atomo batzuekin konbinatzeko duen gaitasunaren neurketa da, konposatu kimikoak edo molekulak eratzen dituenean. (Argazkia: Anandasandra – erabilera publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Hainbat elementu, itxuraz, gai ziren beste batzuk ordezkatzeko konposatuetan, beren izatasun elektrokimikoa gorabehera. Edward Frankland-ek 1852an buruturiko konposatu ez-organiko eta organometalikoen ikerketa batek ondorioztarazi zuen nitrogeno-, fosforo-, antimonio-, eta artseniko-atomoak, itxuraz, konbinatzen zirela hiru edo bost atomorekin, elektrokimikak eraginik ez zuelarik. Hamarkadaren amaieran, Franklanden lagun bat, Hermann Kolbe, ideia hori konposatu organikoei aplikatzen hasi zitzaien.

Franklanden 1852ko artikulua plazaratu baino are lehenago ere, Alexander Williamson-ek (jada) ohartarazia zuen erradikal organiko jakin batzuen izatasun “bibasiko”az, eta berehala aplikatuko zuen kontzeptua oxigenoa sartzeko. Williamsonen ideiari jarraiki, Charles-Adolphe Wurtz-ek, William Odling-ek eta August Kekulé-k aztertu zuten haren aplikazioa kimika organikoan, oxigeno, sufre, nitrogeno eta, azken batean, karbonorako.

Kekulék auziaren egoera laburtu zuen 1857 eta 1858an argitaratutako bi artikulutan. Berak zioen elementu bakoitzaren atomoek, itxuraz, bazutela halako ahalmen finko bat elementu beraren edo beste elementu batzuen atomoekin konbinatzeko; konbinatze-ahalmena zuten osagai horiei “afinitate-unitateak” izena eman zien. Hidrogeno- eta kloro-atomoek bazuten unitate horietako bat, zeinek berea. Oxigenoak eta sufreak, bi; nitrogenoak, fosforoak eta antimonioak, hiru; eta karbonoak, lau. Ia hamar urte geroago, kontzeptuari “balentzia” esan zitzaion.

Kekulék idatzi zuen uraren formulak (H2O) esan nahi zuela hidrogenoaren bi atomo monobalente oxigenoaren atomo dibalente batekin konbinatzen zirela; etanoarenak (H3CCH3) berriz, elkarturik irauten zuen metilo talde bakoitzak (CHH3) erabili gabe zeukalako karbono tetrabalentearen balentzia-unitate bat, eta elkar asetzen zuten elkarrekin “katigatzean”; eta, halaxe, gainerako formulekin. Balentzia atomikoaren teoria horrek laster aurkitu zituen aldeko froga asko, eta kimikari garrantzitsu gehienek denbora gutxian berretsi zuten.

Kekulék balentzia-kontzeptuak erabili zituen “egitura kimikoaren” teoria bat garatzeko. Karbono-atomoek, idatzi zuen, beren balentzietako batzuk erabili ahal zituzten beren artean elkartu eta karbono-“kateak” sortzeko, molekula baten “hezurdura” osatuz. Balentzia-arauei jarraiki, beste elementu batzuen atomoak, hala nola hidrogenoa, oxigenoa eta nitrogenoa, erantsi ahal ziren hezurdura horretan, eta, zekienagatik behintzat, ordu arte ezagun ziren elementu guztien molekulak eratuko zituzten.

Ideia osagarrien formulazioak, hala nola lotura anizkunen existentziak (etilenoa, H2C=CH2; formaldehidoa, H2C=O, eta abar), frogatu zuen egitura-teoriak formula organikoen sorta handi bat azaldu ahal zuela. 1865ean Kekulék frogatu zuen karbonoaren tetrabalentzia erabili ahal zela itxura hartuz zihoan formula bat eratortzeko, bentzenoaren molekula erabakigarria irudikatzeko hautagai zena: C6H6, konposatu aromatiko izeneko guztien prototipoa. Kekulék iradokitzen zuen egitura zen karbonoaren sei atomoren eraztun itxi bat, lotura bakun eta bikoitzak txandakaturik zituena, eta hidrogeno-atomo bat zuena karbono bakoitzari lotuta. Formula hori laster onartu zen.

Franklandek eta Kolbek garrantzizko ekarpenak egin zituzten balentzia- eta egitura-teoriaren hasierako garapenean, baina, hala ere, arbuiatu egin zituzten teoria haren inplikazioak. Franklandek azkenean teoria onartuko zuen, bentzenoaren formula argitaratu aurretik. Aurkitzen zuten arazo bat zen hipotesi osagarri ugari behar zirela teoriak funtziona zezan. Gainera, ez zegoen argi balentzia elementu bakoitzaren propietate iraunkor eta bereizgarria ote zen ala inguru kimikoaren arabera aldatzen ote zen, Franklandek hasiera batean proposatu zuen bezala. Balentzien iraunkortasunaren gaineko eztabaidek zenbait hamarkadaz jarraitu zuten, eta ez ziren argitu harik eta loturaren teoria garatu zen arte, XX. mendea aski aurreratua zelarik.

Egileaz:

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

Itzulpena:

Leire Martinez de Marigorta

Hizkuntza-begiralea:

Xabier Bilbao

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3 SEGUNDOS

Es el tiempo que tarda la luz en atravesar 900 000 kilómetros, el tiempo que necesita una bala para recorrer un kilómetro. El tiempo de un respiro. El tiempo de una lágrima, de una explosión, de un SMS.

3 SEGUNDOS

Es un enigma mudo en el que se superponen personajes y pistas. ¿Cuál es la relación entre este avión, este disparo, este estadio? Al lector le toca reconstruir este rompecabezas.

3 SEGUNDOS

Es un relato que se lee en forma de libro, pero también de otra manera, en versión digital. Son varias maneras de experimentar el espacio-tiempo a través de un vertiginoso zoom gráfico.

Así presentaba en 2011 la editorial francesa Delcourtsu tebeo 3” (3 segundos), una novela gráfica sin palabras del conocido historietista Marc-Antoine Mathieu.

En 2012, Ediciones Sins Entido “traducía” el cómic a castellano. Y debía traducirse porque, aunque no hay diálogos, se incluyen algunos textos dentro de ciertas viñetas.

¿Cuál es el argumento de esta novela? El tebeo es un enorme rompecabezas en el que se trata de descubrir lo que está sucediendo en esos 3 segundos en los que la luz recorre 900 000 km. La luz sale de un satélite artificial y llega a una habitación. Tras múltiples reflejos, sobrevuela la ciudad. La luz llega a un avión, a un estadio de fútbol, regresa a la Luna, rebota en una sonda espacial situada sobre nuestro satélite y, de regreso a la Tierra, pasa de nuevo por la primera habitación que había visitado. Pero, tras esos 3 segundos y tras esos múltiples reflejos, al volver y observar la escena desde otro ángulo, ya no se percibe lo mismo que advertía al principio.

Los personajes de la novela no dialogan. Pero algunas viñetas incorporan pistas escritas; a veces son las noticias incluidas en las páginas de algún periódico o algún cartel o anuncio adherido a una pared. Estos indicios son esenciales para comprender la trama de 3 segundos.

Cada plancha del cómic consta de nueve viñetas organizadas en tres filas: cada fila representa la misma imagen a la que se le va aplicando un zoom. Se ve aparecer entonces un objeto reflectante en el que la luz rebota y toma una trayectoria diferente para mostrar otra faceta de la acción.

La información ofrecida es poliédrica: las imágenes –la luz que realiza su recorrido– rebotan en un espejo, un teléfono móvil, una pantalla de ordenador, el cristal de unas gafas, un reloj, el cristalino de un ojo, un jarrón, el objetivo de una cámara, una ventana, la superficie de una estatua, un anillo, un jarrón, la dentadura de oro de un hombre, la superficie de un CD, unos cubiertos o una lágrima… Con cada reflejo, se muestra un punto de vista diferente que permite comprender un matiz distinto de la acción, un detalle que antes permanecía oculto.

La historia comienza con una pistola que está a punto de dispararse y prácticamente termina cuando ese disparo ya se ha realizado. El transcurso del tiempo se muestra a través del arma aún humeante. Desde esa habitación –visitada por segunda vez–, la luz se dirige a una galería de arte situada justo enfrente. Allí, el artista Otto Spiegel [1] presenta su obra Reflexion Works. Entre las personas que visitan la exposición destaca un hombre vistiendo una chaqueta en la que aparece escrita la palabra Something –algo–. Sostiene un espejo en cuyo dorso se lee la palabra Anything –cualquier cosa–. Está orientado hacia un segundo espejo que nos dirige hacia la luz absoluta…

La trama gira en torno al mundo del fútbol y la política. Se “habla” de un escándalo financiero, de un futbolista que desea luchar contra la corrupción, de un disparo, de un avión que explosiona en pleno vuelo… ¿Qué está sucediendo realmente? ¿Tienen alguna relación esos acontecimientos?

El cómic en papel se complementa con una la versión electrónica en la que se ofrece una animación de este impresionante zoom. En la versión digital es posible acelerar o frenar el zoom, detener la animación o recorrerla en sentido inverso para detectar algún detalle que pueda proporcionar una pista diferente y reveladora. Para acceder a ella es preciso disponer de una clave que aparece en el cómic impreso.

El siguiente video muestra un collage que da algunas pistas sobre esta novela de intriga en la que las matemáticas y la física está muy presentes a través de este impresionante juego de reflejos.

Notas:

Esta anotación es una versión revisada de una reseña publicada en DivulgaMAT.

[1] Otto Spiegel es el protagonista de Otto. L’homme réécrit (2016), otra de las interesantes propuestas de Marc-Antoine Mathieu, de la que ya hablamos en este Cuaderno. Recordemos, por cierto, que Spiegel significa ‘espejo’ en alemán. Además, Otto es un palíndromo, una palabra obtenida por simetría especular, por medio de un reflejo.

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 3 segundos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Ainara Sangroniz, Leire Sangroniz

Otsailaren 3an San Blas eguna ospatzen da, eta, tradizioari jarraituz, herri askotan San Blas opilak bedeinkatzen dira. Gaur egun hainbat herritan hedatuta dagoen ohitura bada ere, opil hauen jatorria Eibarren dago eta bertatik inguruko herrietara zabaldu zen. Opil hauen berezitasun nagusia arrautzaren zuringoarekin lorturiko gainazal zuria eta anis zaporea dira. Bada, hurrengo lerroetan anisaren inguruan mintzatuko gara.

1. irudia: San Blas opila. (Argazkia: Theklan – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Hemen gehien erabiltzen den anisa Pimpinella anisum landaretik lortzen da. Landare hauek Asian eta mediterraneoan aurki daitezke. Haien haziak edari alkoholdunak zein alkohol gabeak, haragia, gozokiak edo opilak gozatzeko erabiltzen dira.

Anis olioa Pimpinella anisum landarearen hazien destilaziotik lortzen da eta koloregabea zein horixka izan daiteke. Olioa lortzeko, lurruna landarearen hazietatik pasarazten da, haien osagai hegazkorrak eraman ditzan. Lurrun hau kondentsatu egiten da eta olio eta ur nahaste bat lortzen da. Olioa goiko aldean gelditzen da, eta uretatik erraz banandu daiteke horrela. Olio horren konposatu nagusia anetola da, %75-90 inguruko proportzioan. Konposatu organiko hau da, hain zuzen ere, anis haziei usain gozo eta aromatikoa ematen diena.

Anetola jakietan, lurringintzan eta industria farmazeutikoan erabiltzen da. Hazien anetola kantitatea zenbait ezaugarriren araberakoa da, hala nola, genotipoa, irrigazioak edota landare populazioak.

2. irudia: Anis haziak, hauei esker lortzen du zapore berezia San Blas opilak. (Argazkia:  Rajesh Rajput – erabilera publikoko irudia. Iturria: unsplash.com)

Konposatu honek ezaugarri antifungikoak ditu, erabilgarria da zenbait bakterioren aurka eta antioxidatzailea, antiseptikoa eta estimulatzailea da.

Anetola daukan beste fruitu bat izar anisa deritzona da, Illicium anisatum (japoniarra) eta Illicum verum (txinatarra) zuhaitzetatik lortzen dena. Fruitu honek 6-8 puntako izarrak eratzen ditu eta lehortutakoan kolore marroi-gorrixka dauka. Bi zuhaitz mota hauen fruituak bereiztea nahiko zaila omen da; kontuz ibili behar da japoniarrak oso toxikoak baitira, eta txinatarrak, berriz, jan daitezke. Izar anis txinatarrak Tamifluaren molekula aktiboaren aurrekari bat dauka eta horrek interes handia piztu du fruitu hauen inguruan. Hala ere, gaur egun beste bide batzuk erabiltzen dira molekula aktibo hori lortzeko.

Aipatzekoa da anisean oinarritutako edari alkoholdun ugari daudela; esaterako, anisa Espainian, pastisa Frantzian, sanbuka Italian edota ouzo deritzona Grezian.

3. irudia: Anis-belar txinatarraren (Illicium verum) fruituak izar itxura dute. Sukaldaritzan ez ezik izar anisa te forman erabili izan da kolikoaren eta erreumatismoaren aurkako erremedio gisa. (Argazkia: FLAVORI – erabilera publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Pastisa Frantzian sortu zen absenta debekatu zenean. Hain zuzen ere, absenta belar eta landareetatik lortutako edari alkoholikoa da eta zenbait kasutan haren alkohol proportzioa %90ekoa izan daiteke. XIX. eta XX. mendeetan Frantzian edari hau oso hedatua zegoen, batez ere idazle eta artisten artean, haientzat inspirazio iturria baitzen. Absentak haluzinazioak sortzen zituela uste zen garai hartan. Ondorioz, edari honen kontsumoa debekatu egin zen Europako herrialde askotan; haien artean Frantzia. Debeku honi aurre egiteko, absenta egiten zuten zenbait ekoizlek pastisa deritzon edaria sortu zuten, izardun anisa, anis arrunta eta erregaliza nahastuz eta alkoholaren portzentajea jaitsiz.

Pastisa edateko, normalean uretan diluitzen da, alkohol maila %7 ingurura jaisteko. Pastisa gardena da, baina uretan diluitzean zurixka bihurtzen da. Horren arrazoia anis olioan dago. Anis olioaren konposatu nagusia, lehen aipatu den bezala, anetola da eta hark disolbagarritasun handia dauka alkoholean, baina ez da ondo disolbatzen uretan. Pastisa %55 inguru ur eta %45 alkohol da, eta olioa oso portzentaje txikian dago. Honela, olioa disolbagarria da ur eta alkohol nahaste horretan eta edaria gardena da. Baina edateko uretan diluitzen denean, olioa ez da disolbagarria, ur gehiegi dagoelako, eta uherra bihurtzen da, olio tantak disoluzio horretan barreiatuak gelditzen direlako, kolore zurixka hartzen duelarik.

Erreferentzia bibliografikoak:

Peter, K. V. (2012). Handbook of Herbs and Spices. Sawston, Erresuma Batua, Woodhead Publishing.

Kubo, I.; Fujita, K.-I.; Nihei, K.-I. (2008). Antimicrobial activity of anethole and related compounds from aniseed. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2 (88), 242-247. DOI: https://doi.org/10.1002/jsfa.3079

Iturriak:

• Koester, Vera (2020). Anise Chemistry. Chemistry views, argitaratze-data: 2020ko abenduaren 15a. DOI: 10.1002/chemv.202000141
• Arney, Kate (2016). Shikimic acid. Chemistry world, argitaratze-data: 2016ko ekainaren 8a.
• Iruin, Juan José (2008). El hada verde. El blog del búho, argitaratze data: 2008ko maiatzaren 13a.

Egileez:

Leire Sangroniz eta Ainara Sangroniz Kimikan doktoreak dira eta UPV/EHUko Kimika Fakultatearen, Polimeroen Zientzia eta Teknologia Saileko ikertzaileak Polymat Institutuan.

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