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Julen Rodríguez-Castejón, Itziar Gómez-Aguado, Mónica Vicente-Pascual, Alicia Rodríguez-Gascón, Arantxazu Isla, María Ángeles Solinís, Ana del Pozo-Rodríguez Tratamendurik ez duten gaixotasunak sendatzeko terapia ugari garatzen ari dira zientzialariak azken urteetan. Gene-terapia terapia aurreratuen taldean sailkatzen da eta goitik behera aldatu du gaixotasun ezberdinen tratamenduari aurre egiteko modua, gaur egun tratamendu eraginkorrik ez duten gaitzen sendatzea ahalbidetuz. 1. irudia: Begi gaixotasunak tratatzeko aukera izan daiteke terapia genikoa.

 

Gene-terapia azido nukleiko terapeutikoen (azido erribonukleikoa (RNA) edo azido desoxirribonukleikoa (DNA)) administrazioan oinarritzen da gaixotasunak tratatzeko, geneen adierazpena areagotzeko, blokeatzeko edo aldatzeko helburuarekin. Gene-terapian ekintza-lekua zelularen barnean dago eta arrakastatsua izan dadin material genetikoaren askapena bermatu behar da itu zeluletan. Horretarako, material genetikoa garraiatzen duen, inguruko erasoetatik babesten duen eta ekintza-lekuan askatzen duen administrazio sistema eraginkor eta seguru baten beharra izaten da.

Azido nukleikoen administrazio sistemak biralak edo ez-biralak izan daitezke.

• Bektore biralak zelulen barnera sartzeko birusen berezko gaitasunaz baliatzen dira, baina ingeniaritza genetikoaren bidez eraldatzen dira infekziorik sortu ez dezaten. Hala ere, hauek arazo immunologikoak eta kantzerigenoak eragin ditzakete, ondorioz, bektore ez-biralen diseinua sustatu da.
• Bektore ez-biralak seguruagoak dira eta ekoizpena errazagoa da, baina hauen muga nagusia eraginkortasun baxua da. Sistema ez-biral ikertuenak kimikoak dira, eta hauen artean, gure organismoan aurkitzen ditugun lipidoz osatutakoak dira esanguratsuenak.

Ikusmen-desgaitasun larria eta itsutasuna eragiten dituzten gaixotasunak tratatzeko aukera terapeutikoak oso mugatuak direla kontuan hartuta, begietarako gene-terapia baliabide berriak ahalbidetzen dituen alternatiba itxaropentsua da. Gene-terapiaren bidez begiaren aurreko (adibidez, kornea) zein atzeko (adibidez, erretina) atalak kaltetzen dituzten gaitz ugari sendatu daitezke, alabaina, gutxi dira kornearen gaixotasunak gene-terapiaren bidez tratatzen dituzten entsegu klinikoak.

2. irudia: Gene terapiak ikertzeko interesgarria da begia.

Begiak gene-terapian erabiltzeko abantaila interesgarriak ditu, organo eskuragarria eta aztertzeko erraza baita. Gainera, immunitate sistematik babestuta dago. Bestalde, azido nukleikoen administrazioa begian bide ezberdinetatik burutu daiteke. Begietarako gene-terapiarako sistemen administrazioa erretina-azpiko injekzioz burutu ohi da, baina erosoagoak diren inbasiorik gabeko beste bide batzuk ebaluatzen ari dira, bide topikoa esaterako, begiaren aurrealdea kaltetzen duten gaixotasunak tratatzeko batez ere.

Azken urteetan begietarako gene-terapiaren inguruan lortutako emaitza arrakastatsuek, hasiera eman diete gizakietan burututako entsegu klinikoei. Egun arte, begietako gene-terapiaren inguruan 37 entsegu kliniko burutu dira edo abian daude. Begietako gaitzak tratatzeko orain arte egindako entsegu klinikoetan bektore biralak erabili dira, bektore ez-biralak fase aurreklinikoetara mugatzen diren bitartean.

Gene-terapiaren bidez tratatzeko begietako gaixotasun hautagai nagusiak glaukoma, adinari lotutako makula-endekapena eta erretinaren herentziazko distrofiak dira. Adibidez, Sylentis enpresa biofarmazeutiko espainiarrak gene-terapian oinarritutako medikamentu berri bat garatu du, Bamosirán, glaukomaren tratamendurako. Medikamentu honek begi-barneko presioa gutxitzen du, eta II faseko entsegu kliniko batean ebaluatu da duela gutxi. Adinari lotutako makula-endekapenaren tratamendua gene-terapiaren beste erronka bat da eta estrategia ezberdinak proposatu dira gaixotasun honen aurka. Erretinaren herentziazko distrofiak asko ikertzen ari dira, oinarri genetikoa izanik, gene-terapiaren bidez tratatzeko egokiak baitira. Garrantzizkoa da azpimarratzea begietarako gene-terapian izandako arrakastarik handiena erretinaren herentziazko distrofia biren tratamendua izan dela. Izan ere, 2018an Estatu Batuetan eta Europan gene-terapian oinarritutako begirako lehen medikamentuaren komertzializazioa onartu zen, Luxturna®, Sortzetiko Leberren Amaurosiaren eta erretinosi pigmentarioaren tratamendurako.

Gene-terapiaren inguruan egindako ahaleginei eta aurrerapenei esker, begietako gaitzak tratatzeko medikamentu berriak garatu dira. Horietako asko entsegu klinikoetan ebaluatzen ari dira oraindik, baina beste batzuk jada merkatura eta pazienteetara iritsi dira.

Bibliografia

Del Pozo-Rodriguez A., Rodriguez-Gascon, A., eta Solinis, M.A. 2018. Terapia génica. Síntesis, Madrid.

Iturria:

Rodríguez-Castejón, Julen; Gómez-Aguado, Itziar; Vicente-Pascual, Mónica; Rodríguez-Gascón, Alicia; Isla; Arantxazu; Solinís, María Ángeles; del Pozo-Rodríguez, Ana (2019). «Gene-terapia: ikuspegi terapeutiko berria begietako gaitzen tratamenduan»; Ekaia, 36, 2019, 31-48. https://doi.org/10.1387/ekaia.20754 Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 36
• Artikuluaren izena: Gene-terapia: Ikuspegi terapeutiko berria begietako gaitzen tratamenduan
• Laburpena: Gene-terapia etorkizun handiko tresna bezala sortu da tratamendurik ez duten asaldurentzat. Azido nukleiko terapeutikoen administrazioan oinarritzen da gaixotasunak tratatzeko. Gene-terapia arrakastatsua izan dadin material genetikoaren askapen eraginkorra bermatu behar da itu-zeluletan. Geneen administrazio-sistemen artean, bektore biralak asko erabili dira ahalbidetzen duten transferentzia genikorako gaitasun onarengatik. Hala ere, horien arrisku nagusien ondorioz (immunogenizitatea eta mutagenesia), bektore ez-biralen diseinua sustatu da. Bektore ez-biralak seguruagoak dira eta ekoizpena errazagoa da, baina hauen muga nagusia transfekzio-eraginkortasun baxua da. Gene-terapiarako organo interesgarri bat begia da, eskuragarria eta aztertzeko erraza baita. Gainera, immunitate-sistematik babestuta dago. Gene-terapia entsegu kliniko guztien % 1,3 bakarrik tratatzen dituzte begietako gaitzak, baina etorkizun handia aurkeztu dute azken urteetan. Izan ere, 2018an Estatu Batuetan eta Europan gene-terapian oinarritutako begirako lehen medikamentuaren komertzializazioa onartu zen, Luxturna®, Sortzetiko Leberren Amaurosiaren tratamendurako. Berrikuspen honetan, begiko administrazio-bideak, gene-terapia estrategiak eta transferentzia geniko eraginkorrerako gainditu behar diren begiko mugak aurkezten dira. Halaber, gene-terapiaren bidez tratatzeko hautagai diren begietako gaitz ezberdinak ere biltzen dira. Gene-terapiaren inguruan egindako ahaleginei eta aurrerapenei esker, begietako gaitzak tratatzeko medikamentu berriak garatu dira. Horietako asko entsegu klinikoetan ebaluatzen ari dira oraindik, baina beste batzuk jada merkatura eta pazienteetara iritsi dira.
• Egileak: Julen Rodríguez-Castejón, Itziar Gómez-Aguado, Mónica Vicente-Pascual, Alicia Rodríguez-Gascón, Arantxazu Isla, María Ángeles Solinís, Ana del Pozo-Rodríguez
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua.
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 31-38
• DOI: 10.1387/ekaia.20754

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Egileez:

Julen Rodríguez-Castejón, Itziar Gómez-Aguado, Mónica Vicente-Pascual, Alicia Rodríguez-Gascón, Arantxazu Isla, María Ángeles Solinís, Ana del Pozo-Rodríguez UPV/EHUko Farmazia Fakultateko Farmakozinetika, Nanoteknologia eta Terapia Genikoa taldekoak (PharmaNanoGene) dira.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En mi anterior entrada del Cuaderno de Cultura Científica, titulada Exposiciones matemáticas en el metro de Bilbao (I), estuvimos hablando del Día Internacional de las matemáticas, del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, realizado en colaboración con toda la comunidad matemática española y con la colaboración de la Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología – Ministerio de Ciencia e Innovación (FECYT), de las actividades que se están organizando dentro de este proyecto y de los excelentes e interesantes materiales que se están creando (a los cuales podéis acceder a través de la página web del proyecto), de cómo en el País Vasco (contando con el apoyo y colaboración de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea y el Basque Center for Applied Mathematics-BCAM, así como el Ayuntamiento de Bilbao y Metro Bilbao) se están organizando una serie de actividades, entre ellas, dos exposiciones matemáticas en el metro de Bilbao, Geometría Natural y Matemáticas para un mundo mejor, a la primera de las cuales dedicamos gran parte de la anterior entrada.

Con motivo del Día Internacional de las Matemáticas, la rectora de la UPV/EHU, Eva Ferreira, el director de BCAM, José Antonio Lozano, y la directora de Marketing y Comunicación de Metro Bilbao, Susana Palomino, visitaron las exposiciones matemáticas organizadas en Metro Bilbao, junto a los profesores de la UPV/EHU y responsables de la organización de las exposiciones, Marta Macho, Pedro Alegría y Raúl Ibáñez.

 

En esta entrada hablaremos de la otra exposición expuesta en el metro de Bilbao, que finalmente titulamos Matemáticas para un mundo mejor, aunque se podría haber titulado Sabías que … las matemáticas, puesto que surge a partir de las tarjetas matemáticas Sabías que desarrolladas dentro del proyecto Marzo, mes de las matemáticas.

Por lo tanto, empecemos hablando de la actividad de las tarjetas matemáticas. Mi compañero Pedro Alegría y yo mismo, asumimos la responsabilidad de la organización de la actividad de estas tarjetas. Primero montamos una comisión para la creación de los tres tipos de tarjetas matemáticas que habíamos planteado: Matemáticas + Literatura; Pasatiempos matemáticos; y ¿Sabías que…?. En esta comisión estabamos las siguientes personas: Marithania Silvero (Andalucía), José Muñoz Santuja (Andalucía), Julio Bernués (Aragón), Ignacio García (Canarias), Diego Alonso Santamaría (Castilla y León), Claudi Alsina (Cataluña), Dolores Gómez (Galicia), Pedro Alegría (responsable, País Vasco), Raúl Ibáñez (responsable, País Vasco), Alberto Magreñán (Rioja), Lara Orcos (Rioja), Manuel de León (Madrid), Alejandro Miralles (Valencia). A todas ellas quiero agradecerles su colaboración y el magnífico trabajo que han realizado.

Cartel del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, diseñado por Carla Garrido

 

La idea de esta actividad era la creación de una serie de materiales que podrían utilizarse como tarjetas para repartir, carteles para colocar en paredes o paneles de exposiciones, en función de las ideas que se desarrollasen en cada nodo del proyecto. Por ejemplo, en el País Vasco hemos impreso 15 tarjetas, de tamaño A5, de cada uno de los tres tipos (en castellano y euskera) para repartir en librerías, bares y comercios; hemos desarrollado la exposición Matemáticas para un mundo mejor en el metro de Bilbao, con algunas de las tarjetas del tipo ¿Sabías que…?; y vamos a realizar una exposición en la Biblioteca de Bidebarrieta (Bilbao) con algunas de las tarjetas del tipo Matemáticas + Literatura. O en Canarias se ha firmado un convenio con el Cabildo de Tenerife para mostrar las tarjetas en las pantallas del transporte público de la isla.

Tarjeta ¿Sabías que … se puede cambiar la válvula aórtica usando matemáticas? mostrada en una de las pantallas del transporte público de Tenerife

 

En el primer tipo de tarjetas matemáticas, que decidimos denominar Matemáticas + Literatura, se trataba de incluir en cada tarjeta una cita de una novela contemporánea en la que aparecieran reflejadas, de alguna forma, las matemáticas. Por ejemplo, en la siguiente imagen se muestra la tarjeta que lleva el título Las matemáticas ¿se inventan o se descubren? cuyo texto hemos extraído de la novela La fórmula preferida del profesor, de la escritora japonesa Yoko Ogawa.

Cara A de la tarjeta Las matemáticas ¿se inventan o se descubren?, de la novela La fórmula preferida del profesor (Yoko Ogawa), con la cita literaria. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

Cara B de la tarjeta Las matemáticas ¿se inventan o se descubren?, de la novela La fórmula preferida del profesor (Yoko Ogawa), con la cita literaria. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

Incluyo, a continuación, la cita:

—¿Qué especialidad de las matemáticas investigó usted en la universidad? —le pregunté, con la intención de hablar sobre algo relacionado con las matemáticas, en señal de agradecimiento por haber atendido a mi ruego y salido a la calle.

—Es un campo que suele llamarse la reina de las matemáticas —me comentó, después de un ruidoso trago de café—. Es tan hermoso como una reina, noble y al mismo tiempo cruel como un demonio. Es fácil de explicar en pocas palabras, pues son los números enteros que todo el mundo conoce. Estaba investigando la relación de los números 1, 2, 3, 4, 5, 6…

No esperaba que el profesor utilizara una palabra como “reina”, que parecía salida de un cuento. Se oía el ruido de una pelota de tenis botando a lo lejos […].

—¿Así que está usted descubriendo esa relación?

—Efectivamente, es un descubrimiento. No es una invención. Es como excavar y sacar de debajo de la tierra teoremas que ya existían mucho antes de que naciera, sin que nadie haya detectado su existencia. Es como transcribir línea tras línea una verdad que sólo está escrita en el cuaderno de Dios. Nadie sabe dónde está ese cuaderno ni cuándo se abre.

Al decir “teoremas que ya existían…”, señaló el punto en el espacio que siempre fijaba cuando estaba “pensando”.

Otro ejemplo es la tarjeta titulada Investigación policial versus investigación matemática, de la novela Los crímenes de Oxford, del escritor argentino Guillermo Martínez.

Cara A de la tarjeta Investigación policial versus investigación matemática, de la novela Los crímenes de Oxford (Guillermo Martínez), con la cita literaria. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

Cara B de la tarjeta Investigación policial versus investigación matemática, de la novela Los crímenes de Oxford (Guillermo Martínez), con una breve información y una sencilla ilustración del escritor Guillermo Martínez. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

La cita contenida en esta tarjeta es la siguiente:

Hay una diferencia entre la verdad y la parte de verdad que puede demostrarse: ése es en realidad un corolario de Tarski sobre el teorema de Gödel – dijo Seldom-. Por supuesto, los jueces, los forenses, los arqueólogos, sabían esto mucho antes que los matemáticos. Pensemos en cualquier crimen con sólo dos posibles sospechosos.

Cualquiera de ellos sabe toda la verdad que interesa: yo fui o yo no fui. Pero la justicia no puede acceder directamente a esa verdad y tiene que recorrer un penoso camino indirecto para reunir pruebas: interrogatorios, coartadas, huellas digitales… Demasiadas veces las evidencias que se encuentran no alcanzan para probar ni la culpabilidad de uno ni la inocencia del otro. En el fondo, lo que mostró Gödel en 1930 con su teorema de incompletitud es que exactamente lo mismo ocurre en la matemática. El mecanismo de corroboración de la verdad que se remonta a Aristóteles y Euclides, la orgullosa maquinaria que a partir de afirmaciones verdaderas, de primeros principios irrebatibles, avanza por pasos estrictamente lógicos hacia la tesis, lo que llamamos, en una palabra, el método axiomático, puede ser a veces tan insuficiente como los criterios precarios de aproximación de la justicia. […] Gödel mostró que aun en los niveles más elementales de la aritmética hay enunciados que no pueden ser ni demostrados ni refutados a partir de los axiomas, que están más allá del alcance de estos mecanismos formales, enunciados sobre los que ningún juez podría dictaminar su verdad o falsedad, su culpabilidad o inocencia.

Las diecinueve tarjetas pertenecientes a la clase Matemáticas + Literatura las podéis encontrar en la página del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, en concreto aquí.

Este es un material que se puede utilizar en diferentes formatos y lugares. Como tarjetas se pueden repartir en librerías (por ejemplo, se están repartiendo en algunas librerías de Bilbao, como la Librería Cámara o la Librería Louise Michel), en bibliotecas públicas (se están repartiendo tarjetas y colocando carteles en distintas bibliotecas de España), en centros culturales o en bares; como carteles pueden colocarse en medios de transporte, ya sea en el propio medio de transporte, en las instalaciones relacionadas o en las pantallas informativas en versión digital o en centros escolares; y son ideales como pósteres para una exposición (como la exposición que estamos organizando en la Biblioteca de Bidebarrieta y otras bibliotecas de Bilbao); o para todo lo que se nos pueda ocurrir, el límite es nuestra imaginación. Más aún, ese material, como el resto de materiales que se han subido a la página del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, está ahí para que lo podáis utilizar.

La librería Cámara, de Bilbao, es una de las librearías que está colaborando en el reparto de tarjetas de Matemáticas + Literatura, así como de Pasatiempos matemáticos. Más aún, en su página web han añadido un apartado con el título Marzo, mes de las matemáticas, para recomendar novelas con algún contenido matemático.

 

En el segundo tipo de tarjetas matemáticas, que denominados Pasatiempos matemáticos, se trataba de incluir problemas de ingenio de diferentes dificultades. En una de las caras de la tarjeta se incluye el enunciado del pasatiempo matemático, acompañado de una ilustración, mientras que en la otra cara se incluye información relacionada con ese pasatiempo matemático. Por ejemplo, en las siguientes imágenes vemos un problema de ingenio cuyo título es Aquí hay gato encerrado.

Cara A de la tarjeta Aquí hay gato encerrado. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

Cara B de la tarjeta Aquí hay gato encerrado. Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

El enunciado del problema Aquí hay gato encerrado, es el siguiente:

Hay 5 cajas numeradas del 1 al 5. Cada noche el gato duerme en una caja adyacente a la de la noche anterior. Cada mañana puedes abrir una caja y mirar si el gato está dentro. ¿Cuántos días necesitas para asegurarte de encontrar al gato?

Y el comentario que aparece en la otra cara es:

Este pasatiempo pertenece a la familia de problemas de tipo persecución-evasión (como el juego policías y ladrones), que son aquellos en los cuales un grupo –en este caso quien juega– intenta localizar a los miembros de otro grupo –el gato– en un entorno cerrado –las cinco cajas–. El rompecabezas fue presentado en 1999 por dos matemáticos rusos en el entorno de las olimpiadas matemáticas, aunque el estudio matemático de los problemas persecución-evasión se remonta a la década de 1970. En 2014 este pasatiempo se hizo famoso a raíz de su aparición, en una versión más general, en el periódico New York Times.

Sobre este problema en concreto escribí no hace mucho en el Cuaderno de Cultura Científica, podéis leer la entrada aquí: Buscando una matemática en el castillo.

Las diecinueve tarjetas pertenecientes a la clase Pasatiempos matemáticos las podéis encontrar en la página del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, en concreto aquí. Además, ahí mismo podéis encontrar las soluciones a los diferentes pasatiempos.

De nuevo, este es un material que se puede utilizar en diferentes formatos y lugares. Por mencionar un par de ejemplos, en Bilbao estamos repartiéndolas en diferentes bares, librerías y comercios o en Tenerife se están mostrando en las pantallas del transporte público.

Fotografía de una pantalla con uno de los pasatiempos matemáticos preparados para el proyecto Marzo, mes de las matemáticas, en el transporte público de La Laguna (Tenerife). Fotografía de Edith Padrón.

 

El problema que aparece en esa pantalla de La Laguna es Con todas las cifras, que dice así:

Con todas las cifras, del 1 al 9, en orden creciente, intercalar los signos «+» y » –» de forma que el resultado de la operación sea 100. Por ejemplo, 1 + 2 + 3 – 4 + 5 + 6 + 78 + 9 = 100.

El tercer tipo de tarjetas es el denominado ¿Sabías que?, que recoge aplicaciones, más o menos actuales, de las matemáticas. Por ejemplo, en la siguiente imagen se incluyen las dos caras de la tarjeta ¿Sabías que … tus deportivas se diseñan utilizando matemáticas?.

Cara A de la tarjeta ¿Sabías que … tus deportivas se diseñan utilizando matemáticas? Diseño de la tarjeta de Carla Garrido

 

Cara B de la tarjeta ¿Sabías que … tus deportivas se diseñan utilizando matemáticas? Diseño de la tarjeta de Carla Garrido.

 

El texto de esta tarjeta es el siguiente:

Diversas empresas del sector del calzado sanitario y deportivo colaboran con especialistas en matemáticas para analizar la calidad final de sus productos. Para ello se utilizan modelos matemáticos complejos que traducidos al lenguaje de un ordenador permiten predecir el confort y calidad de un diseño a partir de su geometría y de las propiedades térmicas de los materiales utilizados en su fabricación.

Esto permite a la empresa reducir enormemente los tiempos de la fase de diseño y desarrollo del producto, pues se evitan por un lado la fabricación de diferentes prototipos físicos y por otro el ensayo en laboratorio con distintos materiales. De este modo, es posible incrementar la calidad final del producto reduciendo su coste. Además, con esta simulación virtual, se reduce el impacto medioambiental del proceso gracias al ahorro de materiales y energía de fabricación de los diferentes prototipos.

El texto de esta tarjeta está basado en una investigación de los profesores J. Durany, L. Poceiro y F. Varas, de la Universidad de Vigo, a quienes agradecemos su generosidad. Además, quien quiera saber más sobre el tema puede leer este artículo.

Las dieciocho tarjetas pertenecientes a la clase ¿Sabías que…? las podéis encontrar en la página del proyecto Marzo, mes de las matemáticas, en concreto aquí. Y una vez más, este es un material que se puede utilizar en diferentes formatos y lugares. El ejemplo que traemos a esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica son los paneles de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, que se puede ver en el metro de Bilbao.

Finalmente, el diseño de las tarjetas matemáticas es un magnífico trabajo de la diseñadora canaria Carla Garrido.

Antes de empezar con la exposición del metro de Bilbao me gustaría dar las gracias a los profesores Jose Ignacio Royo y Alex Aginagalde por traducir al euskera los textos de las tarjetas.

Vista parcial de la exposición Matemáticas para un mundo mejor en la estación de Moyua de Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

Empezaremos por el panel de presentación de la exposición, que fue colocada en la estación de metro Moyua del metro de Bilbao el pasado 1 de marzo, que podéis ver en la siguiente imagen.

Panel de presentación de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

El texto de ese panel de presentación es el siguiente:

Esta exposición, cuyo título corresponde al lema elegido para conmemorar el Día Internacional de las Matemáticas del año 2021, ofrece un pequeño recorrido por algunas cuestiones relacionadas con aplicaciones actuales de las matemáticas al mundo que nos rodea, en áreas tan diversas como la industria, ingeniería, tecnología, sanidad, economía y deporte.

Empecemos nuestro paseo por la exposición Matemáticas para un mundo mejor, que físicamente estará en la estación de Moyua de Metro Bilbao durante el mes de marzo y en la estación de Portugalete durante el mes de abril, por el panel ¿Sabías que … se puede cambiar la válvula aórtica usando matemáticas?.

Panel ¿Sabías que … se puede cambiar la válvula aórtica usando matemáticas?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

El texto que acompaña a este panel, que es una versión reducida del texto de la correspondiente tarjeta y que está basado en una investigación de Marcos Loureiro, de la Universidade de Vigo (más información en la página web de Marcos Loureiro), es el siguiente:

La estenosis aórtica es una enfermedad que provoca un funcionamiento incorrecto de esa válvula coronaria, obligando en casos graves a su recambio. Además de la operación a corazón abierto, se puede cambiar la válvula accediendo a los órganos interiores a través de un catéter (técnica TAVI).

Gracias a técnicas de simulación numérica es posible realizar virtualmente varias TAVI a un mismo paciente. Así pueden predecirse posibles complicaciones durante la intervención, modificaciones en la válvula o las tensiones a las que estará expuesto el anillo aórtico durante el procedimiento.

Otro de los paneles de la exposición es ¿Sabías que … Suiza ganó la Copa América de vela gracias al uso de las matemáticas?, cuyo texto recoge una investigación dirigida por el matemático italiano Alfio Quarteroni (Politecnico di Milano, Italia y EPFL, Suiza) y sobre la que podéis más en la página de Alfio Quarteroni.

Panel ¿Sabías que … Suiza ganó la Copa América de vela gracias al uso de las matemáticas?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

El texto de este panel es el siguiente:

Hace pocos años, la manera de probar el rendimiento de un barco era exponerlo a situaciones de flujo realistas en túneles de viento. Utilizando modelos matemáticos se puede simular en un ordenador la respuesta del barco bajo distintas condiciones. Por ejemplo, se puede mejorar el diseño del yate para que navegue con la menor resistencia posible u obtener nuevas formas de velas que interactúen mejor con el aire, o crear modelos para ayudar al navegante a tomar decisiones. Estas técnicas se aplicaron al barco suizo Alinghi, que ganó la Copa América en 2003 y 2007.

Otro de los paneles es ¿Sabías que … multitud de paisajes de películas se generan por ordenador usando fractales?

Panel ¿Sabías que … multitud de paisajes de películas se generan por ordenador usando fractales?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

El texto de este panel es:

Los fractales son objetos matemáticos cuya estructura se repite a distintas escalas o que son extremadamente rugosos. Tienen aplicaciones en medicina, biología, geología, telecomunicaciones, economía o compresión de imágenes digitales, entre otras. Han sido utilizados incluso en el cine, como en Star Trek 2: La ira de Khan (1982) para generar un paisaje realista, en Guardianes de la galaxia, vol. 2 (2017) para crear el planeta de Ego o en Aniquilación (2018) para representar a un alienígena.

Uno de los fotogramas de la película Aniquilación (2018) en el que se ve a la actriz Natalie Portman frente al alienígena para el que se ha utilizado en su diseño el fractal Mandelbulb

 

Otro interesante panel de la exposición es el que corresponde al tema ¿Sabías que … escuchas música gracias a la transformación matemática de los sonidos?

Panel ¿Sabías que … escuchas música gracias a la transformación matemática de los sonidos?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

Y el texto del panel es el siguiente:

Cuando se graba digitalmente música, los sonidos se descomponen en frecuencias (notas musicales) y amplitudes (volumen). Los sonidos se transforman y almacenan como un listado de números. Esa transformación, llamada transformada de Fourier, permite distintas manipulaciones sobre la señal (el listado de números almacenados): comprimirla, filtrarla, quitar ruidos, añadir efectos, elaborar apps de reconocimiento de canciones, etc. Luego la operación inversa de la transformada permite su reproducción en cualquier dispositivo digital.

Otro panel basado en una investigación actual es ¿Sabías que … las matemáticas son fundamentales en la predicción de tsunamis?, en concreto, la investigación del grupo EDANYA de la Universidad de Málaga, a quienes agradecemos su colaboración.

Panel ¿Sabías que … las matemáticas son fundamentales en la predicción de tsunamis?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

Cuyo texto, reducido del texto de la tarjeta correspondiente como en los demás paneles, es:

Las matemáticas son la base de los modelos usados para la simulación numérica de flujos geofísicos. A partir de datos precisos del terreno, estos modelos muestran desde la inundación que puede producir el desbordamiento de un río hasta la dinámica del mar de una zona costera. Incluso pueden predecir el tiempo de impacto de una onda de tsunami y la altura con que la ola va a alcanzar la costa. Para ello combinan algoritmos numéricos y hardware gráfico que simulan el tsunami y sus efectos en pocos minutos; así dotan a las autoridades de importantes herramientas de prevención.

E incluimos un panel más como muestra de esta exposición, el panel ¿Sabías que … los nudos pueden ayudar a curar enfermedades?

Panel ¿Sabías que … los nudos pueden ayudar a curar enfermedades?, dentro de la exposición Matemáticas para un mundo mejor, en Metro Bilbao. Fotografía de Marian Espinosa

 

Cuyo texto es el siguiente:

El ADN es la molécula que almacena nuestro código genético. Consiste en dos cadenas que se enrollan en forma de doble hélice y una serie de “peldaños” que las conectan. A veces el ADN está superenrollado, lo que hace difícil que tengan lugar ciertos procesos indispensables para la vida, aunque el organismo dispone de topoisomerasas, enzimas que manipulan y desenredan las cadenas. La teoría matemática de nudos ayuda a entender la acción de estas enzimas y a decidir cómo llevar el ADN a su estado normal.

Terminamos con la imagen que durante unos días ha estado colocada en las máquinas expendedoras de Metro Bilbao, anunciando las exposiciones.

Para terminar, una vez más, agradecer a Metro Bilbao que haya colaborado con el proyecto Marzo, mes de las matemáticas y que nos haya brindado la oportunidad de realizar estas dos exposiciones, Geometría Natural y Matemáticas para un mundo mejor, en un espacio tan especial como son las estaciones del metro.

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 Exposiciones matemáticas en el metro de Bilbao (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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1. Exposiciones matemáticas en el metro de Bilbao (I)
2. Poesía métrica, ¿de metro?
3. Más FUN WITH MATHS, diversión con matemáticas

Koldo Garcia

Mamutek leku berezia dute imajinario kolektiboan. Hitz hori irakurtzean elefante itxurako animalia erraldoi iletsu horiek irudikatzen ditugu Siberiako estepa izoztuetan. Irudi horri, agian, gure arbaso urrunena ere gehitzen dizkiogu, animalia hauek elurretan ehizatzen.

Hala ere, mamut-espezie guztiak ez ziren iletsuak –iparraldean bizi ziren mamut-espezieen ezaugarria zen– eta, bai, mamut-espezie gehienek hortz luze eta kurbatuak zituzten. Animalia hauek orain dela bost milioi urtetik duela lau mila urte arte bizi izan ziren eta talde honen espezie ezagunenen artean aipa daitezke estepako mamuta (Mammuthus trogontherii) –Eurasiako Iparraldean bizi zen mamuta–, mamut iletsua (Mammuthus primigenius) –Asiako Ekialdean bizi zen mamuta, gure imajinarioan dagoen espeziea, hain zuen ere– eta Columbiako mamuta (Mammuthus columbi) –Ipar Amerikan bizi zen mamuta–. Esan bezala, orain dela lau mila urte desagertu ziren, agian kliman gertatutako aldaketengatik, agian gizakiaren eraginagatik. Hori horrela izanda, desagertuta egonda, haien genetikari buruz zerbait jakin dezakegu?

1. irudia: Mamut baten eskeletoa. (Argazkia: Nattnewl – CC BY-SA 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia

Antzinako DNA izena ematen zaio antzinako laginetatik eskuratzen den DNAri. Denborarekin, hainbat prozesuren ondorioz, DNA degradatzen doa eta gene-material berria baino zatikatuagoa eskuratzen da. Degradatua eta zatitua egoteak DNA sekuentziatzea zailtzen badu ere, antzinako DNA aztertzeko teknikak hobetu dira, eta horrek ahalbidetu egin du halako DNA aztertzea. Orain arte, sekuentziatzea lortu zen laginik zaharrena eskuratu zen orain dela 560.000 eta 780.000 urte bitartean bizi izan zen zaldi baten hankatik. Lan berri batek marka guztiak hautsi ditu eta halako laginek irauteko duten gaitasunaren muga teorikora hurbildu da.

1970eko hamarkadan Siberian egindako indusketetan mamuten hiru hortz berreskuratu ziren. Krestovka izena jarri zioten hortza estepetako mamut batena zen, orain dela 1,1 eta 1,6 milioi urte bitartekoa; Adycha izena jarri zioten hortza ere estepetako mamut batena zen, orain dela 1-1,3 urtekoa; azkenik, Chukochya izena jarri zioten hortza, aldiz, mamut iletsu batena zen, orain dela 500.000-600.000 urte bitartekoa. Hortz horiek ondo kontserbatuta zeuden Siberiako permafrostean zeudelako, hau da, beti izoztuta dagoen lurzoruan lurperatuta zeudelako. Orain, hortz horietan gordeta zegoen gene-materiala sekuentziatzeko gai izan dira sekuentziazioan eta konputazioan egon diren aurrerakuntzei esker. Horrela, gai izan dira Krestovka hortzetik 49 milioi DNA letra eskuratzeko, Adychatik 884 milioi DNA letra, eta Chukochyatik 3,7 mila milioi DNA letra. Balentria hau lortu duten ikertzaileek onartzen dute DNA oso zatituta zegoela eta laginak berriagoak izan balira, baztertu egingo zituztela. Baina laginak hain zaharrak izanik, saiatzeak merezi zuela erabaki zuten. Orain, emaitzak ikusita, espero dute beste ikertzaile-talde batzuk ere saiatzea halako laginetatik gene-informazioa eskuratzen, lagin guztiak aproposak ez badira ere.

2. irudia: Interesgarriak izan daitezkeen laginak egon daitezke permafrostean kontserbatuta. (Argazkia: Brandt Meixell, USGS) – Domeinu publikoa. Iturria: Wikimedia)

Izoztutako gene-materiala oso erabilgarria da espezieen eboluzioa aztertzeko. Denbora puntu ezberdinetako laginak edukitzeari esker, espeziaren garapenari buruzko informazio baliagarria lortzen da. Hala, mamut espezie ezberdinen gene-materiala erkatuz, ikertzaileek ikusi zuten Adycha eta Chukochya mamut iletsuen leinukoak zirela; lehenengoa sabanako mamutetik gertuago, bestea mamut iletsuen aitzindarietatik gertuago. Krestovkaren kasua, aldiz, harrigarriagoa izan zen. Gene-analisiek ondorioztatu zuten Krestovka orain arte ezezaguna zen mamut-leinu batekoa zela eta leinu hori mamut iletsuko leinuarekin gurutzatu zela –hots, hibridatu zela—Columbiako mamutaren sorreran. Izan ere, Columbiako mamutaren genomaren %40ren jatorria leinu ezezagun horretan egongo litzateke, eta gainontzeko %60 mamut iletsuan, orain dela 420 mila urte baino gehiago gertatu zen nahastekaren ondorioz. Orain gutxira arte uste zen espezie berriak isolamenduaren ondorioz sortzen zirela, hau da, espezie bereko bi populazio elkarrengandik aldentzen zirenean. Azken aldian, gero eta indar gehiago hartzen ari da espezie bat nahasketaren ondorioz sor daitekeela, baina lehen aldia da antzinako DNAn oinarrituta halako ondoriora heltzen dela.

Lortutako gene-datuei esker, mamut iletsuaren eboluzioa azter daiteke eta jakin noiz gertatu ziren hotzari aurre egiteko eta habitat irekietan bizitzeko eboluzio-moldaketak. Adycharen eta Chukochyaren gene-sekuentziak erkatu zituzten Afrikako eta Asiako elefanteen gene-sekuentziekin eta ikusi zuten jada Adychan eta Chukochyan agertzen zirela mamuten espezifikoak ziren gene-aldaerak. Izan ere, mamut iletsuaren kasuan, ilearen hazkundean, erritmo zirkadianoan, tenperatura nabaritzean eta gantzen metaketan parte hartzen duten gene-aldaera gehienak Adycha eta Chukochyan hortzetan ere aurkitu zituzten. Hau da, estepako mamuten aitzindariek ere garatuta zuten ilea, eta hotzari eta latitude altuei aurre egiteko moldapenak. Salbuespen aipagarriena TRPV3 genea izan zen. Gene hori mamut iletsuan sakonean aztertu izan da tenperatura nabaritzen eta ilearen hazkundean parte har dezakeelako. Bada, mamut iletsuaren aitzindari den Chukochyan ez dituzte mamut iletsuan dauden gene-aldaerak detektatu gene horretan. Ondorioz, ikertzaileek iradokitzen dute gene horretan zeuden mutazioak mamut iletsuaren eboluzioan zehar gertatu zirela, hau da, mamut iletsuaren eboluzioan zehar gertatu den moldapena direla.

3. irudia: Antzinako DNA sekuentziatzeko mugara heldu ote gara? (Argazkia: lisichik – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Permafrostean izoztutako hiru hortz horiek mamutei buruzko zehaztasun berriak eman dizkigute, mamut espezieen bilakaerari eta eboluzioari buruz, hain zuzen ere. Adituek iradokitzen dute hainbat espezieri buruzko –hala nola, idi musketaduna, altzea eta leminga– gene-informazioa ere permafrostean izoztuta egongo dela eta, ondorioz, espezie horiei buruzko zehaztasunak nork aurkituko zain daudela.

Hala ere, permafrostaren muga 2,6 milioi urtekoa da, ordukoak baitira lehenengo izozteak latitude altuetan. Hortaz, teorikoki, posible litzateke bertan dagoen material genetikoa eskuratzea eta sekuentziatzea. Horrela, hainbat espezieren eboluzioa hobeto ulertzeko aukera zabaltzen da eta espeziazioa denboran zehar nola gertatzen den aztertzeko gene-informazioa izango genuke. Baina, horretarako, beharrezkoa da lagin egokiak aurkitzea eta aldaketa klimatikoaren ondorioz permafrosta ez desegitea. Antzinako zenbat gene-bilduma degradatu eta galduko ote dira izoztuta zeuden parajeen beroketagatik?

Iturria:

Callawat, E. (2021). Million-year-old mammoth genomes shatter record for oldest ancient DNA. Nature, 590, 537-538. DOI: https://doi.org/10.1038/d41586-021-00436-x

Egileaz:

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

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Planta de ensamblaje de Bell Aircraft Corporation en 1944. Los aviones que se ven en distintas frases de montaje corresponden a dos modelos, el Bell P-39Q-30-BE «Airacobra» y el Bell P-63A-8-BE «Kingcobra». Fuente: Wikimedia Commons.

Las personas difieren entre sí en su capacidad para comprender ideas complejas, para adaptarse eficazmente al entorno, para aprender de la experiencia, para usar diversas formas de razonamiento, para, en definitiva, superar dificultades a base de pensar. Aunque estas diferencias individuales pueden ser sustanciales, nunca son completamente consistentes: el rendimiento intelectual de una persona determinada variará con las circunstancias, con la tarea y según cómo se juzguen los resultados.

Entre las circunstancias que moldean a esta capacidad de aprender y adaptase para resolver problemas que llamamos inteligencia está la experiencia. Una experta es una persona que no solo tiene una información superior a la media en un campo concreto, sino que también es capaz de analizar información nueva más eficientemente y resolver nuevos retos más fácilmente, eso sí, en ese campo. La especialización, por tanto, aumenta la eficiencia, en general.

A comienzos del siglo XX se produjo una revolución en el uso de estas ideas que llevó a la producción en masa de productos muy sofisticados a un precio que una parte estimable de la población podía pagar: la producción en cadena. Donde antes un artesano era capaz de realizar todas las fases de fabricación de un producto, ahora cada una de las fases pasaba a ser el campo de especialización de una persona, que usaba herramientas y utensilios diseñados expresamente para esa fase de la producción. La producción en cadena, pues, requiere de la hiperespecialización en las distintas etapas, de forma que se optimice la eficiencia a la hora de resolver los problemas de esa etapa.

Esta especialización extrema lleva al problema de que el reciclaje de utensilios y capacidades de las personas se haga extremadamente complicado. Pensemos en una línea de producción de coches: cualquier cambio en la forma, dimensiones o tecnología conlleva unas inversiones enormes en utensilios; si el cambio es radical, como pasar a construir vehículos eléctricos en vez de con motores de combustión, lo mismo incluso compensa crear una fábrica entera desde cero en vez de adaptar lo que ya hay. Y no digamos nada de las personas trabajadoras: reciclar las capacidades en algo complejo y muy especializado, como las de quien ha estado 30 años operando una cuba de electrolisis de alúmina, por ejemplo, para que ahora se pueda dedicar a otra cosa con un nivel de eficiencia competitivo no es nada fácil.

En la revolución industrial que vivimos hoy la resolución de estos problemas de adaptación, tanto de las líneas de producción como de la operación de esas líneas, para fabricar los productos tecnológicamente sofisticados, pero a un precio asequible, que demanda la sociedad actual pasa por el uso de la inteligencia que no se cansa y que no tiene problemas personales asociados: la inteligencia artificial.

Fuente: Vicomtech

Un ejemplo de hacia donde nos encaminamos es el proyecto ACROBA, financiado por la Unión Europea, y que ha comenzado el 1 de enero de este año. El proyecto tiene como objetivo desarrollar y demostrar la operatividad de unas nuevas plataformas robóticas inteligentes que sean capaces de adaptarse sin problemas a prácticamente cualquier circunstancia industrial. La idea es hacer frente a los cambios que demandan los consumidores de forma ágil, barata y manteniendo altos estándares de calidad

Estas nuevas plataformas industriales se basarán en el concepto de plug-and-produce (algo así como enchufa y produce), con una arquitectura modular y escalable que permitirá la conexión de sistemas robóticos con capacidades cognitivas mejoradas en entornos de producción que cambian rápidamente. En otras palabras, la plataforma ACROBA aprovechará la inteligencia artificial y los módulos cognitivos para cumplir con los requisitos de cada fabricante y mejorar la personalización productos de fabricación masiva (las casi infinitas combinaciones de las opciones de un coche de alta gama, por ejemplo), usando para ello sistemas robóticos avanzados capaces de autoadaptarse a las diferentes necesidades de producción.

Este tipo de plataforma permitirá la creación y la viabilidad de pequeñas y medianas empresas industriales, frente a las macro fábricas que requiere la producción en cadena normal. No es de extrañar, por tanto, que en el proyecto participe la vasca Vicomtech, que aporta sus conocimientos y experiencia en desarrollo de tecnologías de visión artificial e inteligencia artificial. En concreto participará en tareas cruciales en la colaboración persona-robot: extracción de características, comprensión de imágenes, descripción y reconocimiento de escenas. Tareas, todas ellas también, características de eso que llamamos inteligencia.

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

El artículo Actúa localmente: robots inteligentes autoadaptativos para la producción industrial se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Actúa localmente: convertidores de potencia basados en carburo de silicio
2. Máquinas inteligentes (II): Inteligencia artificial y robótica
3. Máquinas inteligentes (y III): Deep blue, HAL 9000 y más allá

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Iaz, adimen artifizialeko (AA) teknikak erabiliz, proteinen egitura aurreikusi ahal izan zuten, horien aminoazidoen sekuentzian oinarrituz. Urtea amaitu baino pixka bat lehenago, teknika berberen bidez Schrödingerren ekuazioa ebatzi ahal izan zela argitaratu zen. Duela aste batzuk jakin dugunez, AAri esker, halaber, Heterocephalus glaber (sator-arratoi biluzia) espezieko kideak beren koloniaren dialekto propio batean komunikatzen dira haien artean eta dialekto horiek kulturalki transmititzen dira. Eta jakinarazi berria denaren arabera, adimen artifizial bat pertsona bat zer musika pieza entzuten ari den identifikatzeko gai izan da, pieza hori entzuten ari zen bitartean erregistratutako elektroentzefalogrametatik lortutako uhin entzefalikoen ereduak aztertuz.

Irudia: Ikerketa batek ikusi du abesti bat entzuteak eredu espezifikoak sortzen dituela garunean, eta eredu horiek aldatu egiten direla pertsonatik pertsonara. (Argazkia: Ulrich Wechselberger – erabilera publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Elektroentzefalografiaren (EEG) teknikak garuneko potentzial elektrikoaren aldaketak hautematen ditu, garezurreko hainbat tokitan kokatutako elektrodoen bitartez. Aldaketa horiek elektrodo bakoitzaren ondoan kokatutako neurona taldeen jarduera elektrikoaren sinkronizazioa islatzen dute, eta hori, era berean, haien mintzetan gertatzen diren ioi mugimenduen ondorio da. Bertsio inbasibo batzuek –elektrokortikografiak deiturikoak– garun azalean elektrodoak sartzea eta horiek garuna zeharkatzea eskatzen dute, baina teknika gehienak ez dira inbasiboak. Normalean, gizabanakoari estimuluren bat eragiten zaionean edo ekintza bat egiten duenean jarduera elektrikoan gertatzen diren aldaketak hautemateko erabiltzen dira.

Delfteko Teknologia Unibertsitateko (Herbehereak) ikertalde batek hogei pertsonari elektroentzefalografia ekipamendu bana jarri zien, entzungailuekin musika entzuten zuten bitartean, eta haien uhin entzefalikoak erregistratu zituzten. Horretarako, hamabi musika pieza erabili zituzten. Partaideei begiak itxi zizkieten eta gela isil batean izan zituzten, giroko batere estimulurik izan ez zedin, musikaz gain, emaitzak baldintzatuko zituzkeen bestelako informazio sentsorialik izan ez zedin.

Pertsona bakoitzaren erregistroak segmentu motzetan zatitzen zituzten eta, zegozkien musika pasarteekin batera, AA bat trebatzeko erabiltzen ziren. Hala, entzefalogramako segmentu bakoitza zegokion musika pasarteari lotuz, bi informazio sekuentzien artean korrespondentzia ereduak identifikatzeko gai izatea lortu nahi zuten.

Jarraian, trebatzeko erabili gabeko EEG segmentuak eman zitzaizkion AAri, zegokion musika pieza identifikatu zezan. AA pertsona bakoitzak entzundako musika piezak identifikatzeko gai izan zen kasuen % 85ean. Asmatze maila hori interesgarria izan zen, baita AAri beste pertsona batek entzundako musika identifikatzeko eskatzen zitzaionean asmatze maila % 10ekoa bakarrik izatea ere.

Esperimentua egin zutenen ustez, honakoa da alde handi horren zergatia: pertsona bakoitzak musika pieza jakin bat entzuten duenean, nork bere esperientzia estetikoa duenez, pasarte batzuetan besteetan baino arreta handiagoa jartzen du. Beste hitz batzuetan esanda, musika pasarte bakoitzean dagoen informazioa prozesatzeaz gain, garuneko uhinek esperientzia estetikoa ere islatzen dute.

Hala ere, pertsonek musikari ematen dioten erantzun elektroentzefalografikoko alderdi komunak identifikatzea da ikertaldeari gehien interesatzen zaiona; hau da, osagai hedonikoaren eraginpean ez dauden alderdiak identifikatzea. Horrela, entzefaloaren funtzionamenduari buruz gehiago jakin nahi dute, eta, azken batean, zergatik gustatzen zaigun musika.

Erreferentzia bibliografikoak:

Dhananjay Sonawane, Krishna Prasad Miyapuram, Bharatesh Rs, eta Derek J. Lomas (2021). GuessTheMusic: Song Identification from Electroencephalography response. 8th ACM IKDD CODS and 26th COMAD. Association for Computing Machinery, New York, NY, USA, 154–162. DOI: https://doi.org/10.1145/3430984.3431023

 

Egileaz:

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

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Hace unos años comenté en el Cuaderno de Cultura Científica la situación de los cangrejos de río en la Península Ibérica como especies autóctonas o invasoras. Ahora repasaré lo que sabemos y las últimas investigaciones.

Hay varias especies introducidas o invasoras y solo una, Austropotamobius pallipes o italicus que, según algunos expertos, es autóctona y para otros es una especie introducida. Y, como ven, hasta el nombre científico está en discusión.

Procambarus clarkii. Fuente: Wikimedia Commons

La especie invasora más extendida y conocida es Procambarus clarkii, el cangrejo rojo o de las marismas. Su introducción buscaba el cultivo y comercialización de la especie, tal como se hace en su país de origen, en Estados Unidos. Llegó, por primera vez, a Badajoz en 1973, desde Louisiana. Eran 500 ejemplares y parece que no prosperó el cultivo. En 1974, fue introducido en las marismas del Guadalquivir, en concreto en Puebla del Río. Desde Estados Unidos enviaron 500 kilogramos, unos 40000 ejemplares, aunque solo llegaron vivos unos 100 kilogramos. Tanto de Badajoz como del Guadalquivir escaparon ejemplares y colonizaron los tramos medios y bajos de los ríos ibéricos.

En un estudio reciente de la diversidad genética de Procambarus, Lucía Acevedo y su grupo, de la Estación Biológica de Doñana, y con muestras de 28 lugares de la península, encuentran dos grupos diferentes separados en regiones geográficas distintas. Uno de los grupos es dominante en Portugal y los autores proponen que se originó a partir de los ejemplares que llegaron a Badajoz en 1973. El segundo grupo, que ocupa los ríos de España, vendría de la introducción en el Guadalquivir.

Pacifastacus leniusculus. Fuente: Wikimedia Commons

La segunda especie introducida es el cangrejo señal o Pacifastacus leniusculus. Llegó desde piscifactorías de Suecia aunque su origen está en Estados Unidos. Se importaron en 1974 y 1975 a criaderos de Soria y Guadalajara y, en 1976, a Cuenca y Burgos. Colonizan los tramos altos de ríos y arroyos ocupando hábitats y por su conducta los entornos preferidos del Austropotamobius. Durante varias temporadas se utilizó para repoblar los ríos de los que había desaparecido esta especie. Tanto el señal como el rojo se extendieron por los ríos peninsulares por que escaparon de los criaderos pero, también, porque fueron transportados de arroyo en arroyo por iniciativa individual de pescadores aficionados.

Cherax destructor. Fuente: Wikimedia Commons

Una tercera especie de cangrejo introducido en la península es el yabby o Cherax destructor que llegó en 1983 desde Los Angeles aunque su origen está en el suroeste de Australia. Se encuentra en pocos lugares, en Aragón y Navarra, y coloniza fondos blandos y limosos en aguas lentas como pantanos, balsas y tramos finales de grandes ríos. En Australia es una especie muy apreciada y, quizá por ello, llegó a la península.

Cherax quadricarinatus. Fuente: Wikimedia Commons

Hace unas semanas se publicó el hallazgo en Asturias de otra especie del género Cherax. Andrés Arias y Antonio Torralba, de la Universidad de Oviedo, encontraron Cherax quadricarinatus en Colloto, cerca de Oviedo. Los primeros ejemplares los recogieron en 2013.

Orconectes (ahora Faxonius) limosus. Fuente: Wikimedia Commons

Otra especie de cangrejo de agua dulce encontrada en la península es Orconectes (ahora Faxonius) limosus, detectada en un pantano de Girona. El muestreo se hizo en 2010 y publicaron los resultados en 2011 Lluis Benejam y su grupo, del Centro del Estudio de Biología de Conservación Terrestre y Acuática de Figueres. El origen de esta especie también es Estados Unidos.

Austropotamobius italicus. Fuente: Wikimedia Commons

Y la sexta especie de cangrejo de río en la península es el citado Austropotamobius pallipes o italicus que, como decía, mantiene la incógnita sobre su origen. Sería, por tanto, una especie criptogénica según la definición de James Carlton, del Colegio Williams de Williamstown, en Estados Unidos. Según su publicación de 1982, una especie criptogénica es aquella en que no se puede determinar si es autóctona, introducida o invasora.

Según algunos grupos de investigación, esta especie llegó a la península en el siglo XVI, por la intervención directa de Felipe II. Desde la paleontología o la arqueología no hay datos sobre la presencia de alguna especie de cangrejo d erío en la península. No hay que olvidar que la conservación y fosilización de sus restos no es fácil. Otra fuente de datos son los libros de gastronomía pero, hasta 1611 y en el libro de Francisco Martínez Motiño, Cocinero Mayor de Felipe II, no se mencionan los cangrejos de río.

La historia que se ha deducido sobre el origen de estos cangrejos dice que llegaron desde Milán, con un mensajero de Felipe II, hasta Alicante en 1588 y, desde el puerto, fueron transportados a Madrid, quizá a El Escorial.

A finales del siglo pasado, el Austropotamobius casi desapareció. En 1978, comenzó a extenderse por las aguas dulces de la península el hongo Aphanomyces astaci, patógeno mortal que provoca la afanomicosis en los cangrejos europeos. Los primeros casos se diagnosticaron en primavera y se identificó el Aphanomyces en Burgos y Ciudad Real. El hongo venía de Norteamérica donde tiene una presencia continua y no daña a los cangrejos locales. Llegó a Europa con la importación de los cangrejos rojo y señal, que son portadores, y extendieron la enfermedad por todo el continente.

Para evaluar si el Austropotamobius es autóctono o introducido, se analizó su diversidad genética. El estudio del ADN mitocondrial, publicado por Beatriz Matallana y su grupo, de la Universidad Complutense, con datos de 160 ejemplares de 16 lugares de ríos del norte, centro y este peninsulares, revelaron la existencia de dos grupos, uno de ellos en el norte, en el área cantábrica y el Alto Ebro, y el segundo grupo, que llamaron central, en el este y centro peninsulares.

Sin embargo, estos estudios no sirvieron para aclarar el origen de esta especie. La diversidad genética es grande, habitual en una especie autóctona, pero con una distribución en manchas discontinuas, típico de una especie introducida varias veces y, a menudo, transportada por iniciativa personal para ampliar las zonas de pesca.

El debate continua y tiene importancia práctica pues supone la concesión de tiempo y recursos para recuperar una especie dañada por la enfermedad. Pero para ello se debe considerar si es una especie autóctona y no una introducida que, en principio, se supone que perjudica a los ecosistemas del entorno. Quizá se debe reconsiderar la definición de introducida o invasora para especies como el Austropotamobius que, según algunos expertos, lleva ya cinco siglos en el entorno y es importante por su integración en la cultura y en las tradiciones del país.

Referencias:

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

El artículo Los invasores: Cangrejos de río se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. El caso de los cangrejos viajeros
2. Los invasores
3. Los invasores: Invasiones biológicas

Josu Doncel

Jatetxe batean zein plater eskatuko dugun aurreikusi daiteke. Horretarako, joko-teoria erabili daitekeela ikusiko dugu.

Joko-teoria matematiko arlo bat da eta bertan eredu matematikoak sortzen dira agente berekoien portaera aztertzeko. Makina bat aplikazio du joko-teoriak, ekonomian eta kirolean, esate baterako. Izan ere, joko-teoriako ereduetan, parte hartzen duen jokalari bakoitzari funtzio bat esleitzen zaio haren onura neurtzen duena eta, horiek horrela, jokalari baten onura izango da berak hartutako erabakien araberakoa, baita jokoan parte hartzen duten beste jokalarien erabakien araberakoa ere.

Teoria honen sortzailea John F. Nash zientzialaria dela esaten da. Berak frogatutako teoremaren arabera, ondorioztatu ahal da badagoela egoera bat non jokoan parte hartzen duten agente edo jokalari guztiek interesik ez duten hartutako erabakia aldatzeko. Egoera honi (edo estrategia-multzo honi), izan ere, Nash oreka deritzo. Nashek Ekonomia Zientzietako Omenezko Nobel saria jaso zuen 1994an eta haren bidez joko-teoriak egindako lana saritu zuten.

Irudia: Esperimentu baten emaitzek erakutsi dute afari bat taldeko guztion artean ordaindu behar denean, hau da kostua denen artean partekatu behar denean, mahaikideek gehiago kontsumitzen dutela edo plater garestiagoak aukeratu. Bakoitzak berea ordaindu behar badu, aldiz, norberaren galerak minimizatzen dira plater merkeagoaz eskatuz. (Argazkia: Nenad Maric – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Artikulu honetan, jatetxe batean eskatzen diren plateretan joko-teoria aplikatzen dela ikusiko dugu. Lehenik, presoaren dilema deituriko eredua aurkeztuko dut. Demagun bi preso atxilotuta daudela eta poliziak jakin nahi du zein den erruduna. Horretarako, presoak banandu dituzte eta bakoitzari bi aukera ematen diote: alde batetik, poliziarekin kooperatzea eta aitortzea; eta bestetik, uko egitea laguntzeari. Bestalde, bi presoen zigorra haien erabakien araberakoa izango da. Biek kooperatzea aukeratzen badute, preso bakoitzaren zigorra sei urtekoa izango da. Aldiz, biek laguntzeari uko egiten badiote, preso bakoitzaren zigorra urte batekoa izango da. Bestalde, preso batek kooperatzen badu eta besteak ez, kooperatzen duena libre ateratzen da eta bestearen zigorra hamar urtekoa izango da.

Adibide honen Nash oreka bi presoek poliziarekin kooperatzea da. Izan ere, biek kooperatzen badute, alde bakarreko erabaki-aldaketak ez du onurarik izango presoentzat, alegia, denbora gehiago egongo dira kartzelan (sei urtetik hamar urtera igoko litzateke erabakia aldatzen duen jokalariaren atxiloketa-denbora). Aldiz, argi dago bi presoentzat hoberena izango litzatekeena biek kooperatzeari uko egitea (bakoitzak urte bat baino ez lukeelako igaroko kartzelan). Eredu honek erakusten duena da joko-teoriak duen propietate interesgarri bat: modu berekoian hartzen diren erabakiak (hau da, Nash orekakoak) ez direla beti guztientzat hoberenak diren erabakien berdinak. Edo beste modu batean esanda, modu berekoian jokatzean hartutako erabakiak eta guztien onura bilatze aldera hartutako erabakiak ez direla beti berdinak.

Orain afariaren ereduari begiratuko diogu. Demagun n lagunez osatutako talde bat afaltzera irten dela jatetxe batera. Jatetxe horretan bi aukera baino ez daude: A eta B platerak. Bi plater hauen artean, A platera gozoagoa dago, baino askoz garestiagoa da. Pertsona bakoitzak erabaki behar du A edo B platera hartu nahi duen. Bi plateren salneurriaren diferentzia handia denez, bakoitzak bere platera ordaindu behar badu, ez du merezi A platera ordaintzea. Hala ere, kontua guztien artean ordainduz gero, mahaikide batek A edo B platera eskatzen badu ez da egongo diferentzia handirik guztien kontuan. Zer egingo du mahaikide bakoitzak?

Mahaikide kopurua n bada, egoera arestian aurkeztutako presoaren dilemaren ereduaren baliokidea da, baina n jokalariz osatua kasu honetan. Hortaz, afari horretan ekartzen den jokoaren soluzioa (hau da, Nash oreka estrategia-multzoa), kontua partekatuz gero, mahaikide bakoitzak plater garestia eskatzea izango da. Izan ere, guztiek A eskatzerakoan, inork ez du alde bakarreko aldaketarik egingo eskatutako platerean. Aldiz, bakoitzak bere platera ordaintzen badu, jokoaren soluzioa mahaikide bakoitzak plater merkea eskatzea izango da.

Egoera hau abiapuntutzat hartuta, The Inefficiency of Splitting the Bill artikuluan ondoko esperimentua egin zuten. Hainbat afariren kontuak aztertu zituen (mahaikide kopuru berdinekin eta plateren salneurri berdinekin), haien arteko ezberdintasun bakarra izanik kontua ordaintzeko modua: batzuen kasuan bakoitzak bere platera ordaintzen zuen eta beste batzuen kasuan kontua partekatzen zuten. Bakoitzak bere platera ordaindu zutenen batez besteko kontua 37,3 dolar izan zen; ordainketa partekatu zutenen artean, berriz, batez besteko kontua, 50,9 dolar. Hortaz, kontua partekatu zutenek plater garestiagoak eskatu zituzten. Hori horrela, artikulu horretako autoreek ondorioztatu zuten joko-teoriak emandako soluzioarekin bat zetorrela mahaikideen portaera.

Erreferentzia bibliografikoa: Gneezy, U., Haruvy, E., & Yafe, H. (2004). The Inefficiency of Splitting the Bill. The Economic Journal, 114(495), 265-280. Egileaz:

Josu Doncel Matematikan doktorea da eta UPV/EHUko Matematika Aplikatua, Estatistika eta Ikerkuntza Operatiboa Saileko irakaslea.

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José Manuel González Gamarro

Cuando yo era estudiante (me refiero a edad estudiantil, porque los músicos, como muchas otras profesiones, siempre estamos estudiando) pululaba en el ambiente una cuestión: ¿eres de ciencias o de letras? En los últimos años esta cuestión ha ido perdiendo su identidad como dicotomía. Hemos podido comprobar cómo la cultura de la sociedad necesita a las humanidades tanto como a la ciencia. La cultura científica es tan importante para un doctor en historia como la cultura clásica para un doctor en biología, otra cuestión es el interés de cada uno en alejarse de su materia. Hacernos expertos en algo nunca justifica la ausencia de cultura básica en otros ámbitos ajenos a nosotros. La denominada Tercera Cultura ya fue definida por Charles Percy Snow en 1959 donde la interdisciplinariedad es la base del pensamiento. Aunque el término interdisciplinariedad pueda parecer muy moderno, a decir verdad, cuánto más hacia atrás vamos en el tiempo, más personajes ilustres encontramos que practicaban esta suerte de mezcla de conocimiento para avanzar en diferentes disciplinas. Para no alejarnos demasiado del momento presente, si nos vamos al siglo XIX tenemos un claro ejemplo interdisciplinar en Hermann von Helmholtz, que hizo aportaciones a la matemática, física acústica, filosofía, psicofísica, fisiología y teoría musical.

Foto: Robbie Down / Unsplash

Como decía Jorge Wagensberg, la realidad misma es interdisciplinar, otra cosa es como se pactan los planes de estudio de escuelas y universidades para poder estudiarla y entenderla. En la música ocurre una analogía con respecto al planteamiento de Wagensberg, existe una frontera artificial que en los últimos años parece estar difuminándose. Si nos centramos en la música académica que se estudia en los conservatorios y universidades, podríamos deducir que la música es una disciplina perteneciente a las humanidades, a juzgar por la cantidad de estudios que existen con este enfoque. Podemos encontrar un gran volumen de investigación musical donde predominan los estudios sobre la teoría musical y su puesta en práctica, y por otro lado están los estudios de la musicología histórica, con sus diferentes ramificaciones. El predominio de la musicología histórica proviene del siglo XIX, pero ¿y antes? Hasta 1600, la musicología entendida como la ciencia que estudia la música, fue principalmente sistemática, es decir, mucho más ligada al pensamiento acústico y matemático. Esto vuelve a ser una tendencia actual. Vestir a la música únicamente de humanidades es ponerle la mitad de la ropa, negándole su inherente realidad científica.

Respondiendo a la pregunta que da título a este artículo, hay que decir que la música está repleta de ciencia, aunque eso no la convierta en una disciplina científica. Nadie negará a estas alturas el increíble cariz matemático de la música en la explicación de su teoría. Esta personalidad matemática de la música no sólo se encuentra en la analogía del código que crea su propia realidad, sino también en todos los aspectos numéricos básicos, tales como intervalos, tonalidades, compases, ritmos y en la manera de analizarla y componerla. Los más iniciados en la materia pensarán en músicas relativamente recientes, donde prima el atonalismo o el serialismo, con una técnica compositiva en base a series de elementos (ya sean notas o cualquier otro parámetro musical). Precisamente para el repertorio atonal existe una teoría de análisis desarrollada por Allen Forte1, la teoría de conjuntos de clases de alturas, donde incluso hoy en día podemos encontrar ejemplos de calculadoras específicas que nos ayudan a realizar este análisis musical. También en el análisis de la música tonal o la música pop o rock, existen teorías de análisis basadas en las matemáticas2 que provienen de Euler, que después redefinió Hugo Riemann. A partir de aquí aparecen la teoría de los vectores armónicos de Nicolas Meeùs o David Lewin y su teoría neo-riemanniana, con nuevos sistemas de representación basados en diagramas o Tonnetz.

Pero la dimensión matemática no es algo reciente en lo que se refiere a la composición musical, unos años antes de que Poisson diera a conocer su distribución de probabilidad, músicos como Kirnberger, Carl Philip Emanuel Bach, Haydn o Mozart, entre otros, ya hacían composiciones aleatorias tirando dos dados, basándose en la certeza de que no todos los números son igualmente probables. Desde Pitágoras, la teoría musical se explica desde las matemáticas, pero como vemos, esto no solo afecta a la teoría, sino a la materia prima para crear música. Más recientemente existen composiciones que hacen uso de la geometría fractal, la teoría del caos o de sistemas basados en agentes.

Sin embargo, la matemática no es la única ciencia que está en la música, también la física si pensamos en el sonido, cómo se genera a partir de vibraciones periódicas y cómo aquello que llamamos timbre es simplemente (o más bien complejamente) una diferencia de amplitud de las ondas resultantes en las que se puede descomponer cualquier sonido real. También esto es una fuente inagotable para la composición musical, ya que existen obras basadas en el timbre, es decir, en las frecuencias de los sonidos resultantes de un sonido principal. Un ejemplo paradigmático es la obra Partiels, de Gérard Grisey, basada en el espectro armónico de un sonido. Por otro lado, están los compositores de música electroacústica y la síntesis de sonido, que no es más que la creación de nuevos sonidos gracias a la informática y las funciones de forma de onda o la teoría de los cuantos acústicos de Dennis Gabor, entre otras muchas posibilidades. El estudio de la física también está presente en la historia de los diferentes sistemas de afinación de la música occidental3 y la explicación de por qué hoy en día se usa un temperamento igual (dividir una escala en 12 semitonos iguales).

La ciencia que esconde la música también la podemos encontrar en la biología, ya que existe música creada únicamente con algoritmos genéticos, que desarrollan en universidades como la de Málaga. Esta biología también la encontramos en la búsqueda del origen de la música y la evolución de los homínidos, que además podemos unir a la arqueología y su búsqueda de los primeros instrumentos musicales y formas de representar la música. Es posible hallar algo de biología en algunas teorías de análisis musical, desarrollando principios de crecimiento orgánico. En este caso habría que volver a mencionar a Hugo Riemann.

Podríamos seguir hablando de psicoacústica y entropía, análisis de la interpretación mediante espectrogramas para poder analizar lo audible pero invisible en la partitura, estudios conductuales, neuroimagen, etc. y todo esto omitiendo toda la ciencia implicada en la construcción y desarrollo histórico de los instrumentos musicales. Tampoco deberíamos olvidarnos de que la enseñanza musical se basa, o ha de basarse, en los datos que nos ofrecen investigaciones en psicología cognitiva y en la medicina especializada en el deporte o las artes escénicas. Como podemos comprobar, la dimensión científica de la música es abrumadora en cuanto dejamos la superficie de su estudio atrás.

Volviendo al principio de este artículo, aludiendo a la interdisciplinariedad, podríamos hacer un diagrama de Venn con dos grandes círculos donde estuvieran, en uno la ciencia y en el otro las humanidades. Esa área de intersección característica de estos diagramas sería la música. Si alguna vez me volvieran a preguntar si soy de ciencias o de letras, tengo clara la respuesta: soy de música.

Referencias:

1 Forte, Allen. The structure of atonal music. Vol. 304. Yale University Press, 1973.

2 Capuzzo, Guy. «Neo-Riemannian theory and the analysis of pop-rock music.» Music Theory Spectrum 26.2 (2004): 177-199.

3 Gaínza, J. Javier Goldáraz. Afinación y temperamento en la música occidental. Alianza, 1998.

Sobre el autor: José Manuel González Gamarro es profesor de guitarra e investigador para la Asociación para el Estudio de la Guitarra del Real Conservatorio Superior de Música “Victoria Eugenia” de Granada.

El artículo ¿Cuánta ciencia hay en la música? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Ciencia, arte y cultura callejera: física y música
2. Música, guerra y paz
3. Curso de verano “La ciencia de nuestras vidas”: Cuando la música era ciencia, por Almudena M. Castro

Uxue Razkin

Ingurumena

Urari prezioa jarriko diote Wall Streeten. Josu Lopez Gazpiok azaldu digu Kaliforniako arro nagusienetako ura burtsan kotizatzen hasi dela eta horrek ekar ditzakeen arriskuez mintzatu da ere testu honetan. Gainera, ezin dugu ahaztu ura baliabide gero eta urriagoa dela.

Sufrearen bidezko kutsadura ez dela bukatu, eta ur ekosistemak kutsatzen jarraitzen duela ohartarazi dute IGB Ur Gezako Ekologia eta Barneko Arrantza Institutuko ikertzaileek. Horren aurrean, proposamen bat: bioerremediazioaren aukera. Euri azidoa gaindituta ere, sufreak uretan dirau testuan azaltzen duen moduan Juanma Gallego kazetariak, estrategia horren bitartez, prokariotoak, onddoak edota algak erabiltzen dira kaltetutako eremuak lehengoratzen saiatzeko.

Amelie Carraut biologoari egin diote elkarrizketa Berrian. Bertan, koralaz hitz egin du, itsaspeko ekosistemaren giltzetako bat baita. Izan ere, itsas espezieen %25 koralen mende daude. Koralak ornodun, ornogabe, arrain eta karramarro espezie askoren aterpe dira; elikagai eta haurtzaindegi ere. Irakurtzekoa!

Emakumeak zientzian

Landareak dokumentatu zituen Ynes Mexiak; Mexiko eta Hego Amerikako hainbat espezimen bildu zituen. Guztira, 1500 espezimen baino gehiago bildu zituen. Horretaz gain, berak identifikatu zuen Compositae (Asteraceae) familiako genero berria, Mexianthus; eta mimosa mexiae ere aurkitu zuen.

Geologia

Euskaltzaindiak aurkeztu du Lurraren Zientzien Oinarrizko Lexikoa. Lanak bi zati ditu: batean, geografia, geologia, meteorologia, mineralogia, ozeanografia eta paleontologia arloko euskarazko hitzen 1.609 sarrera bildu dituzte (ingelesezko, gaztelaniazko eta frantsesezko ordainekin). Bestean, ingeles-euskara, gaztelania-euskara, frantses-euskara zerrendak sartu dituzte eta lan osoa interneten dago ikusgai. Hau da orain arte aurkeztu duten dokumenturik mardulena.

Kimika

Polimeroak zer diren ezagutzeko aukera dugu Polimeroez artikuluaren bidez. Polimero hitza 1830. urtetik datorkigu, Jöns Jacob Berzelius kimikariak erabili zuen lehen aldiz eta “zati asko” esan nahi du. Polimero-motak, eta historian zehar egindako aurkikuntza garrantzitsuenak bildu ditu testu honetan. Gaur egun, oso presente ditugu polimeroak, ez galdu aukera horiek ezagutzeko!

Matematika

László Lovászek eta Avi Wigderson matematikariek jaso dute Abel saria, Elhuyar aldizkariak jakinarazi duenez. Biak matematika eta konputazioaren zientzia elkartu dituzten bi zientzialari aitzindariak dira eta saria eman diete zientzia konputazional teorikoari eta matematika diskretuari egindako oinarrizko ekarpenengatik, eta ekarpen horiek matematika modernoaren erdigune gisa konfiguratzeko egindako lan nabarmenagatik.

Astronomia

Ilargia ustiatu nahi dute. Lurrera hurbiltzen diren asteroideen ustiaketa ere gauza ezaguna da 1997. urtean John S. Lewisek, Arizonako Unibertsitateko planeta-zientzia irakasleak, Mining the Sky liburua idatzi zuenetik. Espazioaren erabileraren oinarrizko araudia zaharkitua gelditu da. Esaterako, 1972. urtean sinatu zen Artemisa akordioak. Gero eta herrialde gehiagok parte hartzen dute espazio programetan eta horren inguruko galdera-erantzun sorta irakurtzeko aukera duzue, zalantzak argitzeko, Berrian.

Osasuna

AstraZenecaren txertoa izan da aste honetako protagonista. Tronbosiak eragiten ahal zituela pentsatuta, gelditu zuten txertaketa hainbat herrialdetan. Orain Sendagaien Europako Agentziak esan du “segurua eta eraginkorra” dela. Eta gaineratu du: “Ez da ziurtatu txertoak tronbosiak areagotzen dituenik”. Berrian dituzue xehetasunak.

Horren harira, AstraZenecaren auzia argitzeko asmoz, gertatutakoaren inguruko kronika argia eta zehatza idatzi du Ana Galarragak Elhuyar aldizkarian. Eta txerto horrekiko sortu den errezeloaz mintzatu da Galarraga Berriako artikulu honetan. Etorkizuna irudikatzen saiatu da hausnarketa argi batez. Ez galdu!

Osasunaren Mundu Erakundeak (OME) COVID-19a gainditzeko gomendio batzuk argitaratu ditu, Elhuyar aldizkariak berri honetan azaldu digun moduan. Gomendioak zeintzuk diren irakurri nahi badituzu, jo ezazu artikulu honetara: COVID-19aren osteko leheneratze osasungarri baterako manifestua kaleratu du OMEk.

Ikerketa batek aztertu du bi pertsona multzoren egoera fisikoa eta kognitiboa: batzuk 1910ean eta 1914an jaiotakoak dira eta besteak ia hiru hamarkada geroago. Azterlan horretan ikusi dute hiru hamarkada geroago jaiotakoen taldekoak azkarrago ibiltzen zirela eta indartsuagoak zirela.

 

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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Foto:  Willian Justen de Vasconcellos / Unsplash

Cuando pensamos en las expediciones más importantes de la historia, frecuentemente olvidamos la conquista del Ártico, pero durante más de cinco siglos, incontables barcos y marinos se han adentrado en sus gélidas aguas en busca de tierras desconocidas o rutas más rápidas para el comercio. Pocas de aquellas expediciones consiguieron sus objetivos; los más afortunados regresaron a casa con las manos vacías, otros se quedaron allí para siempre.

Javier Peláez es un divulgador y comunicador científico, uno de los fundadores de la plataforma Naukas.com y editor de ciencia de Yahoo! Durante más de una década ha escrito en diferentes medios de comunicación (El País, El Español, National Geographic, Voz Populi). Es coautor de los podcasts Catástrofe Ultravioleta y La Aldea Irreductible y ha colaborado en diferentes proyectos radiofónicos (Radio Nacional de España, Radio Televisión Canaria). Es ganador de tres premios Bitácoras, un premio Prisma a la mejor web de divulgación científica y un Premio Ondas al mejor programa de radio digital. Autor de «500 años de frío. La gran aventura del ártico» (Ed. Planeta, 2019).



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

El artículo Javier Peláez – Naukas Bilbao 2019: Una odisea ártica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Naukas Bilbao 2017 – Javier Fernández Panadero: Si tú supieras
2. Javier Armentia – Naukas P4K 2019: La vie en rose (ciencia y sociedad de un color muy suyo)
3. Isabel Moreno – Naukas Bilbao 2019: El cielo en clave de Sol

Groenlandiako arroka batean aurkitu dira Lurra menperatu zuten magmaren ozeanoetako seinaleak, Infernua izan zen garaian. Helen Williamsek azaltzen digu zuzenean Earth’s early magma oceans detected in 3.7 billion year-old Greenland rocks artikuluan.

Pandemia honek zerbait erakutsi badu, besarkadaz gosez uzten gaituela da. Jose Ramon Alonsok besarkadaren ondorio neurobiologikoak kontatzen dizkigu Hungry for hugs-en.

Optoelektronikan erabiltzen diren material organiko berrien bilaketan, DIPCko ikertzaileek orain arte izan den estarfeno puru handiena lortzen parte hartu dute (goiko irudian ikus daiteke duen itxura, bereizmen handiko tunel-efektuko mikroskopioa erabilita lortutakoa). Xehetasun guztiak Largest unsubstituted starphene to date artikuluan.

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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Biopsia de intestino delgado en la que se aprecian los efectos de la enfermedad celíaca: atrofia de las vellosidades intestinales, hiperplasia de las criptas y linfocitosis intraepitelial. Fuente: Wikimedia Commons

La enfermedad celíaca es un trastorno autoinmune complejo que afecta a personas genéticamente susceptibles. El gluten de la dieta desencadena una respuesta inmunitaria, frente a la que el único tratamiento disponible hasta ahora es seguir una dieta estricta sin gluten de por vida. Seguir dicha dieta no resulta nada fácil para los pacientes, ya que les limita mucho su calidad de vida.

Las dificultades para seguir una dieta tan estricta pueden aumentar el riesgo de desarrollar complicaciones como los cánceres gastrointestinales, por lo que es necesario conseguir otros tratamientos para combatir esta enfermedad. A pesar de estar probado que ciertos genes están relacionados con la susceptibilidad genética a la enfermedad celíaca, su papel en la aparición de la enfermedad sigue siendo desconocido, lo que dificulta el desarrollo de tratamientos.

Un grupo del Departamento de Genética, Antropología Física y Fisiología Animal de la UPV/EHU está investigando el desarrollo de la inflamación intestinal en la enfermedad celíaca y en casos de intolerancia al gluten. Según ha explicado la investigadora Ikerbasque Ainara Castellanos-Rubio, en un reciente estudio han obtenido importantes resultados: “Por una parte, hemos descrito por primera vez que el gluten modifica las moléculas de ARN. Estas modificaciones en el ARN pueden estar relacionados con el desarrollo de enfermedades. En concreto, hemos observado que el consumo de gluten por parte de células, ratones y seres humanos puede modificar el ARNm (ARN mensajero) del gen denominado XPO1, lo que se traduce en un aumento de la producción de proteínas XPO1 y en un aumento de la inflamación del intestino. Por otra parte, una variante genética incluida en el gen XPO1 incide en esta modificación del ARN y aumenta el riesgo de desarrollar inflamación intestinal en personas con variable de riesgo”.

Según explican en el artículo que recoge estos resultados, esta investigación propone nuevas alternativas para tratar la enfermedad celíaca y otras enfermedades inflamatorias intestinales: “Nuestra investigación ha descrito nuevas dianas terapéuticas (como la XPO1 y las proteínas que intervienen en la modificación del ARN), y ha abierto la posibilidad de desarrollar nuevos enfoques terapéuticos para tratar la enfermedad celíaca. En la actualidad estamos evaluando diferentes moléculas dirigidas a estas proteínas y algunas ya están siendo utilizadas para tratar otras enfermedades intestinales”, ha explicado Castellanos-Rubio.

Por otra parte, y desde el punto de vista de la ciencia básica, la descripción de la modificación que el gluten puede provocar en el ARN “abre nuevas puertas a la investigación, ya que hemos visto que agentes externos (como el gluten de la dieta, en este caso) pueden modificar nuestro ARN dando lugar a una respuesta inflamatoria”, afirma. En este sentido, de cara a un futuro más lejano, la investigadora concluye que: “Adaptando nuestra dieta o utilizando agentes dietéticos podremos ser capaces de modificar de una manera u otra el ARN, de forma que se frene o impida el desarrollo de determinadas enfermedades”.

Referencia:

Ane Olazagoitia-Garmendia, Linda Zhang, Paula Mera, Julie K. Godbout, Maialen Sebastian-DelaCruz, Iraia Garcia, Luis Manuel Mendoza, Alain Huerta, Iñaki Irastorza, Govind Bhagat, Peter H. Green, Laura Herrero, Dolors Serra, Jose Antonio Rodriguez, Elena F. Verdu, Chuan He, Jose Ramon Bilbao, Ainara Castellanos-Rubio Gluten-induced RNA methylation changes regulate intestinal inflammation via allele-specific XPO1 translation in epithelial cells Gut DOI: 10.1136/gutjnl-2020-322566

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

El artículo Alternativas para tratar la enfermedad celíaca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. En busca de los genes de la enfermedad celíaca
2. Celiaquía: el ADN no codificante es clave en el desarrollo de la enfermedad
3. ADN, microbiota y riesgo de celiaquía

Uxue Razkin

Badago bidaiak dokumentatzeko modu ugari. Argazkiak atera ditzakegu, etorkizunean gogoratu nahi ditugun momentuak jasotzeko; edo soinuak bildu, sortzen diren unetik arrastoak utziko baitituzte. Edo hainbat lekutan aurkitutako objektuak erabil genitzake, denboraren makinak bailiran: Berlinerako trenaren txartela, Aix-en-Provenceko denda txiki batean eskuratutako Madame Bovary liburua; edo Londresko Charing Cross Road-en erositako bigarren eskuko beste bat, And Then There Were None.

1. irudia: Ynes Mexia botanikaria. (Argazkia: Mujeres con Ciencia)

Landareak dokumentatzeaz arduratu zen Ynes Mexia. Milaka kilometro egin zituen haiek identifikatu eta sailkatzeko. Konfiantzaz abiatzen zen espediziotara, Amerikako natura guztia poltsikoetan eraman ahal izango balu bezala. “Artxiboa dagoenean, halabeharrez egongo da artxibozaina; sailkatzen eta biltzen dabilen eskua”, dio Arlette Farge historialariak, Valeria Luiselliren Desierto sonoro liburuaren hasieran. Mexia izan zen esku hori. Berak bildu zituen Mexiko eta Hego Amerikako hainbat espezimen. Berak identifikatu zuen Compositae (Asteraceae) familiako genero berria, Mexianthus; eta Mimosa mexiae ere aurkitu zuen. Biek daramate bere izena.

Espedizio botanikoak

Washington D.C.n jaio zen Ynes. Bere aita, Enrique Antonio Mexia, diplomatiko lanetan zebilen bertan. Bederatzi urte zituenean banandu ziren bere gurasoak. Amarekin bizi izan zen lehendabizi, Filadelfian. Geroxeago, Ciudad de Mexikon, Aita gaixotu zenean, 1896an hil zen arte. Bi aldiz ezkondu zen ordurako; bere lehen senarra hil zen, eta bigarrenaz dibortziatu zen. Ezbeharrak ezbehar, Mexia gizarte langile gisa hasi zen San Frantziskon. Ordurako piztuta zuen interesa botanikarekiko; Sierra Club izeneko erakundeak antolatutako bidaia eta eskolei esker. Naturak liluratzen zuen; txoriak, landareak, isiltasunak. 1921ean, 51 urte zituela, Kaliforniako Unibertsitatean (Berkeleyn) matrikulatu zen, gradu aurretiko ikasle berezi moduan; baina inoiz ez zuen titulurik jaso.

Hamahiru urteotan zehar, bidaia ugari egin zituen Mexiak; egindako ibilbide osoa mapa batean hatz erakusleaz jarraituko bagenu, nekatuko ginateke. 1925ean, 55 urte zituela, hasi zuen bere abentura. Standfordeko Unibertsitateak sustatutako ibilaldian hartu zuen parte, Roxana Ferris botanikariak zuzenduta. Bertan, istripua izan zuen Mexiak; mendi-magal batean behera erori eta mina hartu zuen. Bidaiatzeari utzi behar izan zion tarte batez, eta orduan erabaki zuen nahiago zuela bakarrik joan espediziotara. Sendatu zenean, Mexikora joan zen bere kabuz, eta 1.500 espezimen baino gehiago bildu zituen, Berkeleyko herbariora bidali zituenak.

2. irudia: 2019ko irailaren 15ean Googlek argitaratu zuen Doodle irudia Ynes Mexiaren omenez. (Ilustrazioa: Google)

Hasiera arrakastatsua izan zuenez, Alaskan landareak biltzeko kontratatu zuten, 1928an. Hego Amerikara joan zen ondoren, eta Amazonas ibaian zehar kanoaz bidaiatu zuen. Bi urte eta erdi pasata, ibaiaren iturburura iritsi zen, Andeetan. Hilabete batzuk eman zituen talde indigena batekin bizitzen. Bidaia berdina egingo zuen geroago, 1934 eta 1936. urteen artean. Horren ondoren, Mexikon ibili zen bi urtez. Bere azken bidaia izan zen hura, biriketako minbizia diagnostikatu, eta Estatu Batuetara itzuli behar izan baitzuen. Hilabete gutxi geroago hil zen.

Hainbat liburu idatzi zituen jasotako landareen inguruan, hala nola Botanical Trails in Old Mexico Brazilian ferns collected by Ynes Mexia, Three Thousand Miles up the Amazon, Mrs. Ynes Mexia’s Route in Ecuador eta Camping on the Equator. Horiekin guztiekin lortutako irabaziei esker, bidaia guztiak ordaintzeko gai izan zen.

Mexiak Kaliforniako botanika-elkartean parte hartu zuen, eta Mexikoko Baso, Ehiza eta Arrantza Saileko ohorezko kidea ere izan zen. Bidaietan zehar bildutako laginak ikusgarri daude Harvard Unibertsitateko Gray Herbariumen eta Historia Naturaleko Field museoan, Chicagon.

Hamahiru urteetan zehar, landare espezimen ugari ikusi zituen Ynes Mexiak, eta 150.000 baino gehiago bildu. Ez da erraza irudikatzea nola igaro zituen orduak eta orduak bide neketsuetan zehar. Pazientziaz eta irmotasun handiz, hainbesteko grina eragiten zioten landareak aurkitu zituen. Hotza, beroa, hezetasuna, nekea, bakardadea. Bolivia, Argentina, México, Chile, Alaska, Brasil, Ecuador, Perú. Berak dokumentatu zuen zehaztasun osoz inguratzen gaituen natura; eta paisaia zoragarria oparitu zigun.

Iturriak:

• Global Plants-JStor, Mexia, Ynes Enriquetta Julietta (1870-1938)
• Latino Natural History, Ynes Mexia (Mexican – American Plant Collector)
• Siber, Kate (2019). How Finding Rare Plants Saved Ynes Mexia’s Life, Outside, 2019ko otsailaren 20.
• Wikipedia, Ynes Mexia

Egileaz:

Uxue Razkin (@UxueRazkin) kazetaria da.

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Celeste Campo

Foto: Markus Spiske / Unsplash

Muchas veces hemos escuchado la frase: “Nos entendemos porque hablamos el mismo idioma”. Aunque aplicado a los humanos esto no siempre es cierto, sí se cumple en las máquinas: gracias a los lenguajes (idiomas) comunes, pueden comunicarse y crear algo tan increíble como Internet, la red de redes que cambió el mundo por completo.

Los lenguajes que hablan las máquinas se denominan protocolos de comunicación. En ellos no solo se determina qué palabras usan las máquinas para comunicarse, sino también cuándo y cómo se utilizan estas palabras. De ahí el término protocolo.

Las máquinas usan un gran número de protocolos. Para cada tarea específica de comunicación que deben realizar utilizan uno. Algunos de estos protocolos son bien conocidos por todos, como HTTP, el protocolo que permite la navegación web y que Tim Berners-Lee presentó al mundo un 26 de febrero, hace ya 30 años. La mayoría solo son conocidos por expertos, aunque sin ellos nada funcionaría.

El avance de las redes de comunicaciones y de la microelectrónica permitió imaginar un mundo en el que, no solo los ordenadores estuvieran conectados a Internet, sino también los objetos cotidianos. Se les dotaba de inteligencia al poder comunicarse.

A día de hoy podemos decir que la Internet of Things (IoT) o Internet de las cosas, un término acuñado por Kevin Ashton ya en 1999, es una realidad.

Un gran número de cosas conectadas

El número de cosas que se pueden conectar a Internet es muy elevado. El término cosa abarca cualquier objeto cotidiano, desde una bombilla a un frigorífico o un automóvil.

Las máquinas conectadas a Internet se identifican con direcciones IP. Inicialmente, se usaron direcciones de 32 bits, conocidas como IPv4, y posteriormente de 128 bits, conocidas como IPv6. Si bien en las redes de ordenadores clásicas sigue estando muy extendido IPv4, en la Internet de las cosas se ha tenido que usar IPv6.

En 2019 existían 26.660 millones de cosas conectadas a Internet, y la previsión para 2025 es que existan más de 75 mil millones.

Mensajes más pequeños, menor velocidad

Dentro de la gran variedad de dispositivos de la Internet de las cosas hay muchos que funcionan con baterías. Por lo tanto, reducir el consumo que supone para ellos comunicarse es clave para maximizar su duración y eficiencia energética.

Pensemos, por ejemplo, en redes de sensores empleadas en agricultura para el control de las cosechas. Esta necesidad supuso un rediseño de muchos de los protocolos de comunicaciones pensados para ordenadores, donde el consumo energético no es algo tan importante.

Por otra parte, no necesitamos la misma velocidad de conexión para encender y apagar una bombilla u obtener la lectura de un sensor de temperatura que cuando vemos una serie en streaming.

Para comunicarse entre ellas, las cosas suelen emplear redes de baja velocidad en las que se intercambian mensajes pequeños, lo que permite reducir de forma importante el consumo energético. En muchas ocasiones no se emplean redes wifi o celulares como usan, por ejemplo, nuestros teléfonos, sino que se han diseñado otras nuevas como ZigBee o BLE (Bluetooth Low Energy), entre otras.

Estas nuevas redes que usan nuevos protocolos hacen necesario que muchos dispositivos necesiten para conectarse a Internet un elemento intermedio (una pasarela) que traduce los protocolos entre ellas. Por eso muchas veces, cuando compramos kits domóticos para nuestro hogar, necesitamos también este dispositivo adicional.

Protocolos alternativos a HTTP

Del mismo modo que en Internet las máquinas utilizan el conocido protocolo HTTP para intercambiar todo tipo de información, las cosas necesitan algún protocolo equivalente para hacerlo. Esto les permite ofrecer servicios a los usuarios. Por ejemplo, cuando un sensor de luz detecta que se ha hecho de noche, puede encender automáticamente varias luces del interior del hogar.

Uno podría preguntarse por qué no se usó HTTP. La razón es que la evolución de la Web y del tipo de servicios para la que la utilizamos hacen que HTTP sea un protocolo muy complejo. Consume un elevado número de recursos que las cosas, como hemos comentado antes, no suelen tener, ni tampoco necesitar. Por eso se han propuesto alternativas. Las dos más extendidas en la actualidad son MQTT y CoAP.

El MQTT (Message Queue Telemetry Transport) fue definido en 1999 por IBM y Arcom y estandarizado posteriormente por la ISO. El CoAP (Constrained Application Protocol), creado en el IETF y estándar desde 2014, simplifica el protocolo HTTP para adaptarse a las características de estas redes y de las cosas. Su fundamento es distinto. MQTT se basa en un sistema publicador-suscriptor, más complejo pero más escalable, y CoAP se basa en uno petición-respuesta, mucho más sencillo pero menos escalable.

Pongamos un ejemplo para entender las diferencias. En el caso del sistema petición-respuesta, cuando queremos conocer la temperatura de un sensor, simplemente se la pedimos y él nos contesta.

En el modelo publicador-suscriptor, para obtener la temperatura del sensor, primero le decimos a un sistema intermedio (denominado broker) que queremos suscribirnos a la información de temperatura. Cuando el sensor de temperatura publica una media de temperatura en el sistema intermedio, este informa a todos los sistemas que se hayan suscrito a este tipo de información (el valor de la temperatura).

Si alguien se pregunta cuál es mejor, la respuesta en ingeniería casi siempre es que depende del ámbito de aplicación en el que se quiera desplegar. Lo que está claro es que la inexistencia de un mismo lenguaje común complica el uso masivo de la tecnología.

Si las cosas no hablan el mismo idioma, tenemos que instalar traductores que permitan que se entiendan entre ellas, lo que complica, y mucho, su despliegue. Recordemos que, también en el caso de la tecnología, todo resulta más sencillo cuando se habla el mismo idioma.

Sobre la autora: Celeste Campo es profesora titular del Departamento de Ingeniería Telemáticade la Universidad Carlos III

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

El artículo ¿En qué idioma hablan las ‘cosas’ conectadas a Internet? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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César Tomé

Polimero izena Jöns Jacob Berzeliusek erabili zuen lehen aldiz, 1830. urtean. “Zati asko” du esanahi, eta, hain zuzen, etileno (C2H4) eta butileno (C4H8) substantziei buruz hitz egiteko erabili zuen terminoa. Bi substantziek formula enpiriko murriztu bera zeukaten (CH2), baina beren formula molekularrak horren multiploak ziren (CnH2n).

Polimero naturalak —almidoia, zelulosa, proteinak edo kautxua, esaterako— duela mende asko ziren enpirikoki ezagunak, baina XX. mendera arte ez zen pentsatu Berzeliusek sortutako kategorian sailkatu zitezkeela. Artean 1920. urtea zela, kimikariek uste zuten substantzia horiek molekula txikiak zirela, zeinak ahulki elkarlotuta zeuden haien artean suspentsio koloidalak osatuz. Izan ere, analisi kimikoek etengabe berresten zuten pisu molekular txikiko molekulak existitzen zirela. Hala ere, analisiak arazotsuak ziren beti; konposatu horiek ez zituzten kristal “garbiak” osatzen fusio puntu zehatza zutenak, eta bi irizpide horiek bete behar ziren substantzia purua eta homogeneoa zela frogatzeko.

Irudia: Molekula sinple bat etengabe errepikatuz eratzen den makromolekulari polimeroa deritzogu. Eguneroko bizitzan edonon aurki ditzakegu, hala nola, janzten ditugun arropetan, automobilgintzan edo medikuntzako tresnerian. (Argazkia: zeeshan ahmad – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hermann Staudinger kimikariak ondorioztatu zuen, 20ko urteetan, aurrean zituen makromolekulak polimeroak zirela: molekula-kate erraldoiak, unitate bakarrarekin egindakoak (monomeroak), zeina bere buruarekin batzen zen tren baten bagoien antzera, zenbaitetan ehunka unitate elkarlotuz eta lotura kimiko bakunak osatuz. Almidoiaren eta zelulosaren kasuan, monomeroa azukre sinple bat zen, glukosa; proteinen kasuan, aminoazidoak ziren monomeroak; eta kautxuaren kasuan, isopreno izeneko molekula bat (formalki, 2-metilbutadienoa). Staudingerrek bere baieztapenak oinarritzeko kimika organikoaren metodo klasikoak erabili zituen, baina baita metodo fisiko berriak ere, besteak beste ultrazentrifugagailua, ultramikroskopioa eta X izpien difrakzioa. Beraren argudio eta frogek kimikari gehienak konbentzitu zituzten makromolekulen existentziaz 30eko urteen erdialdean.

Polimeroen egitura molekularra ezagutu gabe ere, Staudingerren aurkikuntzen aurretik jada bazegoen bilduta haien inguruko ezagutza enpiriko garrantzitsua. Horrela, 1840. urtearen inguruan, zelulosaren nitrazioak kotoi-bolbora edo “kerik gabeko bolbora”ren (nitrozelulosa) ekoizpen industriala eragin zuen ondorengo hamarkadetan. Nitrozelulosa deituriko hau bestelako konposatu organikoekin nahasteak eragin zuen lehenengo polimero manufakturatuak merkaturatzea: kolodioia (1846) edo xilonita (1869), azken hori zeluloide izenaz ezagunagoa(1870).

Zeluloidea lehenengo plastikoa izan zen, hau da, propietateak galdu gabe forma eman zekiokeen materiala. Sukoia izan arren, XIX. mende bukaeran zeluloidea erregulartasunez erabiltzen zen orraziak, alkandora-lepoak edo argazki-pelikulak fabrikatzeko, beste produktu batzuk beste.

Staudingerren aurretik ere, 1910ean, Leo Baekeland kimikariak lehen polimero plastiko guztiz sintetikoa egin zuen, fenol eta formaldehidotik abiatuta. Bakelita askoz hobea zen aplikazio askotan, zeluloidearekin alderatuta. Hurrengo hamarkadetan hainbat plastiko berri sortu ziren enpresetako laborategietan: azido akrilikoaren, binilo kloruroaren, estirenoaren, etilenoaren eta beste monomero askoren bertsio polimerizatuak.

Plastikoak ez ziren izan, ezta gutxiago ere, arrakasta komertziala izan zuten polimero bakarrak. Zeluloidea bezala, rayon motako zuntzak (zeta artifizialak) XIX. mende amaierakoak dira, eta Wallance Carothers kimikariaren nylonak —poliamida osoki sintetikoa— iraultza komertziala eragin zuen XX. mendeko 40ko urteetan.

DuPont laborategietan garatutako nylonari hainbat erabilera eman zitzaizkion, besteak beste, hortz eskuilak, mediak, paraxutak, pneumatikoak, torlojuak edo gitarra sokak ekoiztea. Bestelako zuntz sintetikoek, esaterako orloiak (akrilikoa) edo dakroiak (kotoi artifiziala) ehunen industriarako material berriak eskaini zituzten. Polimero batzuen erabilera askotarikoa dakroian islatzen da (polietilentereftalatoa edo PET, ingelesezko siglez); izan ere, gaur egun oso ezaguna da ontziak egiteko erabiltzen delako, bereziki ur edota freskagarri botiletarako.

Polimeroen gaitasun teknikoen eta eragin ekonomikoaren ondorioz, ikerketa-laborategiak ia estatu-auzi bihurtzera iritsi ziren. Motor bidezko ibilgailuen arrakastaren ondorioz, nazio garatuek menpekotasun deserosoa zeukaten zenbait herrialde tropikaletako kautxu-iturriekiko, zenbaitetan herrialdeok nazio etsaien orbitan zeudelako. Arazo hori agerikoa izan zen Lehen Mundu Gerran borrokatu ziren herrialde guztientzat, eta bereziki Alemaniarentzat.

1930. urterako, DuPont laborategiek erosia zuten Julius Nieuwland kimikariak, Notre Dame Unibertsitateko irakasleak, garatutako produktu baten patentea, eta 1931n William Carothersek merkaturatu zitekeen produktu bihurtu zuen DuPrene markarekin, baina arrakasta eskasa izan zuen; neopreno berrizendatu zuten, eta konpainia horren katalogoaren parte izatera pasa zen. 1935ean I.G. Farbeneko zientzialari alemaniarrek kautxu sintetiko bat prestatzen zuten, buna kautxua, estireno butadienozko kopolimeroa zena (bi monomero aldizkaturen katea); Estatu Batuek kautxu mota horren kopuru izugarri handia fabrikatu zuten erabilera militarrerako. Hala ere, kautxu sintetikoko lehen planta SC 1 sobietarra izan zen (синтетического каучука – 1), zeina 1932an eraiki zen Stalinen lehenengo bost urteko planaren baitan, polibutadienoa ekoizteko: alegia, Sergéi Vasílievich Lébedev kimikariak garatutako kautxu sintetiko bat, masan ekoitzi zen lehena.

Produktu horiek guztiek balio estrategikoa zutela frogatu zen Bigarren Mundu Gerran. Gaur egun polimeroak presente daude eguneroko bizitzako alderdi guztietan. Eta areago egongo dira etorkizunean, gero eta erabilera eta propietate gehiagorekin: horren adibide dira 3D inprimagailuak; ekoizpen industriala pertsonalizatzeko eta indibidualizatzeko joeraren adierazle diren gailu berri horiek egiten dutena da, hain zuzen, polimero geruzak erantsi bata bestearen gainean.

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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Muchas veces he pensado cuán interesante sería un artículo de revista donde un autor quisiera –o, mejor dicho, pudiera– detallar paso a paso el proceso por el cual una de sus composiciones llegó a completarse. […] La mayoría de los escritores –y los poetas en especial– prefieren dar a entender que componen bajo una especie de espléndido frenesí […] He elegido El cuervo por ser el más generalmente conocido. Es mi intención mostrar que ningún detalle de su composición puede asignarse al azar o una intuición, sino que la obra se desenvolvió paso a paso hasta quedar completa, con la precisión y el rigor lógico de un problema matemático.

Edgar Alan Poe, Filosofía de la composición (1846). Traducción de Julio Cortázar

Encontré hace unos días, por azar, este interesante texto de Edgar Alan Poe. Me gusta comprobar a través de las palabras de un escritor al que admiro que, independientemente de la creatividad incluida en cualquier texto literario, nada se completa sin una planificación rigurosa. Me ha parecido una hermosa manera de introducir el sencillo problema de razonamiento lógico que se explica a continuación.

Foto: Andrey Zvyagintsev / Unsplash

Un problema de sombreros

Una caja contiene cinco sombreros, tres son negros y dos son blancos. Ana, Beatriz y Carmen extraen (sin mirar) un gorro de la caja y se lo colocan en la cabeza. Cada una de ellas ve el sombrero de las demás, pero no puede ver el suyo.

Diana ha estado observando a sus amigas. Comprueba que el azar ha hecho que las tres hayan extraído un sombrero negro de la caja. ¡Vaya casualidad!

Conocedora de la honradez y las cualidades deductivas de sus amigas, Diana está segura de que Carmen sabrá cuál es el color de su sombrero si, por orden alfabético, cada una de ellas va declarando si conoce el color del sombrero que lleva.

Así que Diana pide a sus amigas que digan en voz alta si saben el color de su sombrero. Tras reflexionar brevemente, Ana contesta: «No lo sé». Atenta a la respuesta de su compañera, Beatriz responde un rato después: «Yo tampoco lo sé». Carmen, tras un corto periodo de reflexión, contesta finalmente con contundencia: «Yo sí lo sé. ¡Estoy segura de que mi sombrero es de color negro!».

Así que Diana tenía razón: Carmen ha sido capaz de dar la respuesta correcta. ¿Por qué? ¿Cuál ha sido ese razonamiento de Carmen que Diana sabía que no podía fallar?

Piensa un poco antes de mirar la respuesta…

Solución

Carmen, por supuesto, sabe que Ana y Blanca llevan sombreros negros. Y razona de la siguiente manera:

Mi gorro es blanco o negro. Si fuera blanco, mi amiga Beatriz vería que Ana lleva un sombrero negro y yo uno blanco…

Pero Beatriz no tiene un pelo de tonta. Si la situación fuera esa, Beatriz sabría con toda seguridad que su sombrero es negro. ¿Por qué? Porque si su sombrero fuera blanco, Ana (que es, igualmente, una excelente razonadora) vería a Beatriz y a mí misma con gorros blancos (de los que solo hay dos) e inmediatamente habría sabido que su sombrero es negro. Y ha declarado que desconocía el color de su gorro.

Es decir, si supongo que mi sombrero es blanco, la respuesta de Ana y Beatriz no tenía que haber sido la que han dado… y sé que mis colegas no mienten. Así que, sin ninguna duda, mi sombrero es negro.

Como decía Poe en su texto, Carmen ha sabido concluir «con la precisión y el rigor lógico de un problema matemático».

Visto (y adaptado) en: Aurélien Alvarez, «Coqito ergo sum», Images des Mathématiques, CNRS, 2014

Sobre la autora: Marta Macho Stadler es profesora de Topología en el Departamento de Matemáticas de la UPV/EHU, y colaboradora asidua en ZTFNews, el blog de la Facultad de Ciencia y Tecnología de esta universidad

El artículo El rigor lógico de un problema matemático se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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2. Tareas de un matemático loco
3. Ilustraciones artísticas de un matemático

Josu Lopez-Gazpio

Ura Wall Streeten kotizatzen hasi da duela gutxi. Kaliforniako arro nagusienetako uraz ari gara soilik, baina, hemendik aurrera uraren prezioa merkatuek ezarri ahal izango dute. Kaliforniako uraren eskasiak ekarri du erabaki hori, baina, hemendik aurrera horrela izango da. Momentuz modu oso fokalizatuan bada ere, uraren prezioarekin espekulatzea ekarri dezake horrek, funtsezko beste zenbait baliabide naturalekin gertatzen den bezala. Horrek ekar ditzakeen arriskuak ez dira gutxi.

Irudia: Nevada eta Kalifornia artean dagoen Tahoe lakua. Kaliforniako arro nagusienetako ura burtsan kotizatzen hasi da. (Argazkia: 12019/10259 images – domeinu publikoko irudia. Iturria: pixabay.com)

Ura baliabide gero eta urriagoa da. Lehorte arriskua geroz eta handiagoa da aldaketa klimatikoaren kausaz eta herrialdeen baliabide hidrikoak geroz eta estrategikoagoak dira. Ur gabeziak munduko populazioaren %40ri eragiten diola jotzen da eta FAOren arabera, 2030. urtera bitarte 700 milioi lagun lekuz mugitu behar izateko arriskuan egongo dira ur gabeziaren ondorioz. Klima-aldaketaren eraginpean, leku lehorrak geroz eta lehorragoak dira eta horientzat bereziki, ura ezinbesteko baliabidea da.

Enpresa multinazional handiek negozio aukera izan dezakete eta ura kontrolatzeko operazioak –ekonomikoak zein geoestrategikoak– geroz eta arruntagoak bilakatu daitezke. Petrolioa kontrolatzeko gerrak egon diren bezala, zergatik ez, ura kontrolatzekoak izan daitezke hurrengoak. Ziur aski preziatuena den baliabide naturalarekin espekulatu ahal izatea edo uraren kudeaketa egokia egin ahal izatea da eztabaida. Teorian, Kaliforniako arro garrantzitsuenen uraren prezioak baimenduko luke eskasia dagoenean tentuz erabiltzea -garestia izango litzatekeelako-. Hala ere, ura abenduan hasi zen Wall Streeten kotizatzen eta, diotenez, helburua uraren erabilpen-eskubideak kudeatzea litzateke. Ustez, merkatuak doituko du uraren erabilera prezioaren arabera, baina, jakin badakigu horrek arrisku handiak dituela: uraren prezioaren espekulazio hutsa gertatzea. Elikagaien kasuan, espekulazioa izan zen 2007-2008. urteetako elikadura-krisiaren arrazoietako bat. Esperientziak erakutsi duenez, merkatuak ez dira egokienak baliabideen kontsumoa erregulatzeko.

Ur gezetako bizitza arriskuan

Ura Wall Streeten egon dela jakitearekin batera, arriskuan dauden espezieen zerrenda gorriaren eguneraketaren berri eman zen. Bi albisteak aste bateko epean eman ziren eta hasiera batean loturarik ez duten arren, oso adierazgarria da. IUCNren zerrendan arriskuan dauden espezieak jasota daude eta horrek kontserbazio kanpaina eraginkorragoak egitea ahalbidetzen du. Ziur aski, ez da kasualitatea uraren menpe dauden espezieak izatea arrisku handienean daudenak. Esaterako, munduko izurde espezie guztiak desagertzeko arriskuan daude eta iaz uretan bizi diren zerrendako 31 espezie betirako desagertutzat eman ziren -horietako 15 Filipinetako arrainak-. Izurdeen eta baleen egoera bereziki larria da eta espezieen erdia gutxienez arrisku larrian dago. Plastikoen kutsadura, klima aldaketa, itsasoen gehiegizko ustiapena eta abar dira arrisku nagusienak. Arrantza-ontziek, esaterako, urtean 300.000 fozenido, izurde eta bale harrapatzen dituzte nahi gabe, erabilitako arrantza-tresnen ondorioz. Duela gutxi ohartarazi dutenez, izurdeek jasotzen dituzten kolpeak ere arrisku iturri garrantzitsua dira Gibraltarreko itsasartean. Espezie bat desagertzeak ondorio larriak ditu ekosisteman, baina, era berean baliabide interesgarri bat galtzen dugu betirako. Munduarekiko errespetuaz eta bizitzeko eskubideaz aparte, etorkizuneko sendagaiak ekoizteko baliagarriak izan daitezkeen baliabideak galtzen ditugu betirako. Bereziki zaindu behar dira, ohartarazi dutenez, ur gezetako espezieak; izan ere, horiek dira arrisku handienean daudenak, oro har.

Ur gezetako espezieen %83 galdu dugu 1970etik. Ornodunen familian egon den espezie desagertzerik handiena da hori. Ur geza Lurraren gainazalaren %1 soilik izanik ere, hamar espezietik bat bertan bizi da. Hala ere, ur gezaren gehiegizko ustiaketa egon da -eta dago- eta bertan bizi diren espezieek ugaltzeko oztopo asko izaten dituzte. 80ko hamarkadan Europako hezeguneen bi heren desagertu zen eta, argi dago, uraren kalitatea babestu beharrekoa dela. Ur geza ondo zaindu behar dugun baliabide naturala da, guztiona dena, eta bere prezioa Wall Streeten kotizatzen egotea ez dirudi irtenbide egokiena denik.

Informazio gehiago:

Álvarez, Clemente (2020). ¿Qué significa que el agua empiece a cotizar en el mercado de futuros de Wall Street?, El País, 2020ko abenduaren 9a.

Briggs, Helen (2020). Real and imminent extinction risk to whales, BBC.com, 2020ko urriaren 10a.

Egileaz:

Josu Lopez-Gazpio (@Josu_lg) Kimikan doktorea, irakaslea eta zientzia dibulgatzailea da. Tolosaldeko Atarian Zientziaren Talaia atalean idazten du eta UEUko Kimika sailburua da.

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Foto: Possessed Photography / Unsplash

Durante la segunda mitad del siglo XX se pusieron los cimientos de lo que Ignacio Mártil denominó “la mayor revolución silenciosa del siglo XX” [1], la microelectrónica. En los primeros años del siglo XXI la abundancia de materia prima y la madurez tecnológica de la microelectrónica basada en el silicio dio lugar a la revolución social que vivimos hoy día, en la que las redes sociales, el teletrabajo y el acceso a la información a cualquier hora y localización solo es posible por la existencia de dispositivos de una eficiencia y prestaciones inimaginables hace solo algo más de una década (el primer iPhone se lanzó al mercado en enero de 2007).

Sin embargo, la tecnología basada en el silicio está a punto de alcanzar su límite físico. De hecho, industrialmente, de unos años a esta parte los desarrollos se basan en aumentar el tamaño de la oblea, la placa sobre la que se construyen los microcircuitos. Sorprendentemente, desde el 2005 un incremento en el número de transistores no se ha traducido en un aumento de la rapidez: la velocidad de los circuitos integrados está estancada en un máximo de 5 gigahertz [2] desde entonces.

La industria, recientemente, ha cambiado la estrategia que se venía siguiendo desde la aparición de los circuitos integrados. Tradicionalmente primero se diseñaba el chip y luego se le encontraba aplicación; ahora se están llevando a cabo proyectos de investigación y desarrollo para los que se diseñan los circuitos integrados más apropiados. Este diseño incluye también la posibilidad de usar materiales distintos del silicio.

Un caso particular de especial interés para el futuro inmediato es el de los dispositivos de potencia. Son esos dispositivos que se van a encargar de controlar cosas como la siguiente generación de paneles solares, aerogeneradores o vehículos eléctricos. Tienen que ser dispositivos baratos, producibles de forma eficiente y capaces de soportar condiciones de trabajo mucho más extremas de las que se supone que ha de soportar un teléfono móvil o un ordenador. El principal requisito que deben cumplir estos circuitos integrados es que deben ser capaces de funcionar establemente en un rango de temperaturas muy amplio. Aquí es donde entra el carburo de silicio (SiC), un semiconductor compuesto.

Obleas de carburo de silicio industriales comercializadas actualmente. Fuente: II-VI

En comparación con el silicio los dispositivos de potencia de SiC son más eficientes en conversión de energía. Los interruptores de SiC operan a mayor frecuencia, lo que permite reducir el tamaño del interruptor o eliminar los componentes inductivos y los supresores (snubbers). Esto da como resultado una reducción en el tamaño y el peso general del sistema; el menor coste resultante debería compensar el costo adicional de usar dispositivos de SiC en lugar de silicio.

La lista creciente de aplicaciones comerciales actuales y proyectadas que utilizan tecnologías de SiC incluye fuentes de alimentación conmutadas, inversores para generación de energía solar y de molinos de viento, motores industriales, vehículos híbridos y eléctricos, y conmutación de energía de redes inteligentes.

Europa en la actualidad va por detrás de Asia y América en el desarrollo de esta tecnología clave para el ahorro de energía y la reducción de emisiones de dióxido de carbono, objetivos ambos que pasan por la movilidad eléctrica y la eficiencia energética industrial. Uno de los proyectos que financia la Unión Europea para salvar esta brecha tecnológica es REACTION.

El proyecto REACTION, en el que participan una veintena de instituciones y tiene un presupuesto cercano a los 50 millones de euros, pretende desarrollar la primera línea piloto de Europa y el mundo para la fabricación de obleas de carburo de silicio para tecnologías energéticas. Estas obleas serán de 8 pulgadas de tamaño, cuando el estándar actual está entre 4 y 6, lo que supone de facto un reordenamiento del mercado.

Una cooperativa vasca, Ikerlan, tendrá un papel clave en este desarrollo. Aparte de diseñar un inversor fotovoltaico para aplicación de media tensión basado en SiC y un convertidor DC/DC para conectar el inversor a un sistema de almacenamiento de energía, será en Mondragón (Gipuzkoa) donde se realicen los ensayos de todos los prototipos de convertidores de potencia desarrollados por el proyecto en la etapa final del mismo.

Notas:

[1] Ignacio Mártil (2018) Microelectrónica. La historia de la mayor revolución silenciosa del siglo XX. Ediciones Complutense. Librito de lectura muy recomendada.

[2] Mártil (2018). Pág. 118.

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

El artículo Actúa localmente: convertidores de potencia basados en carburo de silicio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Juan Ignacio Pérez Iglesias

Orain dela zenbait hamarkadatako familia argazkiak badituzu, begiratu itzazu eta egiaztatu noizkoak diren. Harritu egingo zara: ematen du argazkian agertzen direnek dituztenak baino hamar urte gehiago dituztela. Hain zuzen ere, zaharragoak dirudite. Eta zuk edo bikotekideak, une honetan, argazkian agertzen direnen adina baduzue, ez aurrera ez atzera egongo zara bi aukera hauen artean: senideak baino askoz hobeto zahartu zara? Edo, agian, zure buruaz duzun irudiak engainatu egiten zaitu eta, benetan, zu ere zahartu egin zara, onartu nahi ez baduzu ere?

Baliteke biak aldi berean gertatzea, baina litekeena da zu eta bikotekidea irudiko senideek baino gutxiago zahartu izana, adin bera izanda ere. Ondorio horretara iritsi da Jyväskylä Unibertsitateko (Finlandia) Taina Rantanen gerontologoaren taldea. Bi pertsona multzoren egoera fisikoa eta kognitiboa aztertu dute: batzuk 1910ean eta 1914an jaiotakoak dira eta besteak ia hiru hamarkada geroago. Lehen taldekoak 1989aren eta 1990aren artean aztertu zituzten, 80 eta 75 urte zituztela eta bigarren taldekoak 2017aren eta 2018aren artean, 80 eta 75 urte zituztela, halaber. Guztiei jardun fisikoko eta gaitasun kognitiboko probak egin zizkieten.

Irudia: Ikerketa batek aztertu du bizi-itxaropena luzatzearekin batera gaitasun funtzional handiagoa ote duten adinekoek. Horretarako, errendimendu fisikoa konparatu dute 28 urteko aldea duten adineko pertsonen bi taldetan. (Argazkia: WikimediaImages – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hiru hamarkada geroago jaiotakoen taldekoak azkarrago ibiltzen ziren eta indartsuagoak ziren; hots, indar handiagoa zuten bai eskuetan, gauzei eusteko, bai zangoetan. Eta gaitasun kognitiboei dagokienez, geroago jaiotakoek hitz jario handiagoa zuten, hatzak mugitzeko zeregin konplexuak egitean azkarrago erreakzionatzen zuten eta emaitza hobeak lortu zituzten sinbolo eta zenbakien arteko elkarrekikotasuneko ariketetan. Bi kasuetan, adin bereko pertsonei dagozkien erregistroak alderatu dira.

Hiru hamarkada geroago jaiotakoen proben emaitzek islatzen duten jardun fisiko eta kognitibo hobea ez zen orokorra izan, dena dela. Arnas funtzioaren neurriek, esate baterako, ez zuten hobekuntzarik erakutsi, ez eta epe motzeko oroimenaren zereginarenak ere (sekuentzia numerikoak gogoratzea).

Urteek aurrera egin ahala, hobetu egin dira bizi baldintzak munduaren zati handi batean, eta, jakina, mendebaldeko herrialdeetan. Oparotasunak elikadura hobea ekarri du eta, horrek, garrantzi handia du osasunari dagokionez. Baina arreta medikoa ere hobetu egin da, asko hobetu ere. Jendea gero eta osasuntsuagoa da eta, hortaz, logikoa denez, baldintza hobeetan iristen da adin aurreratuetara.

Jarduera kognitiboari dagokionez, osasun egoera hobea faktore positibo bat izan da, baina, kasu honetan, prestakuntza urteek eragin erabakigarri bat izan dute. Hain zuzen ere, ikasten ibili garen urteen efektua deskontatzen denean, garai ezberdinetan jaiotako taldeen arteko aldeak gutxitu egiten dira, harik eta ia desagertu arte.

Azkenik, kontuan hartu behar da prestakuntza mailak osasun egoeran duen efektua. Prestakuntza hobea dutenek bizi ohitura osasungarriagoak ere badituzte, prestasun handiagoz joaten dira medikuarengana eta, zein herrialde edo eskualdetan bizi diren, osasun zerbitzu hobeak eskura ditzakete. Horrela ixten da zahartze osasungarriagoa, zahartzaro atseginagoa eta bizitza luzeagoa ahalbidetzen dituen zirkulu birtuosoa. Gauza da mundu osoan gero eta pertsona gehiago sartzea zirkulu horretan.

Erreferentzia bibliografikoak:

Koivunen, K., Sillanpää, E., Munukka, M., Portegijs, E., Rantanen, T. (2020). Cohort differences in maximal physical performance: a comparison of 75- and 80-year-old men and women born 28 years apart. The Journals of Gerontology: Series A, glaa224. DOI: 10.1093/gerona/glaa224

Munukka, M., Koivunen, K., von Bonsdorff, M., Sipilä, S., Portegijs, E., Ruoppila, I., Rantanen, T. (2021). Birth cohort differences in cognitive performance in 75- and 80-year-olds: a comparison of two cohorts over 28 years. Aging Clinical and Experimental Research, 33 (1), 57-65. DOI: 10.1007/s40520-020-01702-0

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César Menor-Salván

Vista del delta en el cráter Jezero desde el rover Perseverance.
NASA

 

El 18 de febrero de 2021 aterrizó en el cráter Jezero de Marte el rover Perseverance, que estudiará la composición de rocas, el subsuelo y el clima. Este fue el primer éxito de la misión Mars 2020 y su desarrollo contó con participación española: MEDA es una estación ambiental desarrollada por el Centro de Astrobiología (CSIC-INTA).

La llegada de Perseverance ha avivado el debate sobre si hay o hubo vida en Marte, y su habitabilidad presente o pasada. ‘Habitabilidad’ no quiere decir que los humanos podamos construir una casa allí, sino que define las condiciones geoquímicas y ambientales favorables para el origen y evolución de la vida. Entre los objetivos de la misión está estudiar la habitabilidad y la búsqueda de evidencias de vida microbiana antigua.

Hoy en día, por lo que sabemos, es improbable que en Marte haya vida. Pensemos en la de nuestro planeta: durante la mayor parte de su historia, la Tierra estuvo habitada solo por microorganismos. La evolución necesitó unos 3 400 millones de años para que surgieran plantas y animales. Tiene sentido asumir que, de haber existido vida en Marte, esta era microbiana.

En la exploración espacial tomamos como referencia la vida terrestre actual, pues no conocemos otra. El inconveniente es que, si no se ven evidencias de vida marciana (algo probable), nos preguntaremos si es porque no sabemos qué buscar exactamente.

¿Qué evidencias de vida buscamos?

La ubicación del Perseverance no es casual. Si queremos buscar evidencias de vida, debemos ir a un sitio favorable. En el cráter Jezero podría haber estado ese lugar: el delta de la desembocadura de un río. Pero, que haya evidencias de que el agua formó paisajes familiares, con sus ríos y valles, no implica que haya habido vida. Hay que buscar las evidencias.

Zona de operaciones del Perseverance en cráter Jezero. El cauce seco del río se ve en la parte superior izquierda, con el abanico de sedimentos del delta en su desembocadura.
Mars Express/ESA/DLR/FU-Berlin

Para la búsqueda, el Perseverance está equipado con SHERLOC, un instrumento capaz de encontrar moléculas orgánicas. Sin embargo, debemos diferenciar entre “molécula orgánica” y “biofirma orgánica” o “biomarcador”. Las moléculas orgánicas podrían ser un indicio de vida, pero, cuidado: en realidad, pocas lo son. A éstas las llamamos biomarcadores.

Para entenderlo, pensemos en el petróleo. En los años 1930 el origen biológico del petróleo se debatía, hasta que el químico Alfred Treibs descubrió porfirina en los combustibles fósiles. Esta deriva de la clorofila y no podemos explicar su presencia sin la vida. Así, estudiando los biomarcadores (compuestos cuyo origen solo podemos atribuir a la vida), sabemos que el petróleo es lo que queda de ecosistemas de hace millones de años.

Si SHERLOC encuentra moléculas orgánicas, debe evaluarse si son biomarcadores válidos. El problema es que ello implica asumir que el metabolismo terrestre es universal. Por ejemplo, si en Marte nunca hubo fotosíntesis con clorofila, nunca encontraremos la porfirina de Treibs como biomarcador.

Los minerales también pueden ser biofirmas:

Formiato de calcio del Alkali Lake (Oregón, Estados Unidos)

Recogimos estos cristales de formiato, un compuesto orgánico, en un lago salino similar a los que pudo haber en Marte. El (improbable) hallazgo de estos cristales en Marte tendría gran impacto y en las redes sociales se extendería la idea de que hubo vida.

A diferencia de la porfirina, el formiato puede ser abiótico y no es un biomarcador. Sabemos que lo es, porque la verdadera biofirma es el desequilibrio químico con los otros componentes del lago. El estudio de biofirmas es difícil y requerirá el transporte de muestras a la Tierra.

¿Y si no se encuentran evidencias de vida?

Desde el punto de vista de la publicidad y la financiación, buscar indicios de vida es una buena estrategia. Es menos mediático, pero, que en Marte no haya vida, ni la haya habido, también sería una buena noticia.

Si Perseverance no encuentra indicios de vida, el público podría verlo como un fracaso. Sin embargo, la exploración de Marte siempre es un éxito, tanto por el conocimiento que nos aporta, como por las tecnologías derivadas. Disponer de un planeta en el que se reunieron las condiciones que (pensamos) propiciaron la vida, pero que esta se haya detenido en su inicio, sería un escenario único para entender el origen de la vida terrestre.

No es una idea descabellada. El rover Curiosity encontró materiales que pudieron ser claves en el origen de la vida, formando un escenario intacto durante millones de años, libre de los cambios provocados por una potencial biosfera marciana.

Rocas de fosfato (A), meteoritos de hierro (B) y vetas con sulfatos (C) encontrados en Marte por el rover Curiosity. Todos juntos son ingredientes para el origen de la vida.
NASA/JPL-Caltech/LANL/CNES/IRAP/LPGNantes/CNRS/IAS/MSSS

Es probable que no se encuentren evidencias de vida en Marte, y la pregunta seguiría sin respuesta (la ausencia de evidencia no es evidencia de ausencia). Pero, si tomamos la idea de que en Marte nunca proliferó la vida, podríamos centrarnos en las condiciones que, pensamos, debieron darse para su origen. Si lo que encontremos encaja, ¿por qué no evolucionó la vida? ¿Faltaba algún ingrediente? ¿La dinámica de Marte no lo permitió? ¿Proliferó un tipo de vida distinto? Junto con el trabajo de laboratorio y lo que sabemos sobre nuestro planeta, quizá podríamos entender cómo empieza la vida y su evolución.

Si en Marte hubiera existido vida avanzada (y los ecosistemas bacterianos lo son), las preguntas sobre el origen de la vida seguirían abiertas. Sin embargo, un Marte sin vida podría ser la gran oportunidad para conocer nuestro propio origen.

Sobre el autor: César Menor-Salván es profesor ayudante doctor de bioquímica y astrobiología en el  Departamento de Biología de Sistemas de la Universidad de Alcalá

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

El artículo Sería buena noticia que no hubiera vida en Marte ni la hubiese habido nunca se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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