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El gran evento de divulgación Naukas regresó a Bilbao para celebrar su décima edición en el magnífico Palacio Euskalduna durante los pasados 23, 24, 25 y 26 de septiembre.

Cantaba Franco Battiato:

Busco un centro de gravedad permanente
Que no varíe lo que ahora pienso de las cosas de la gente

De las cosas de la gente, no, pero de las cosas a secas lo encuentra Javier Fernández Panadero.



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

N. del E.: Una crónica de esta charla puede leerse aquí

El artículo Naukas Bilbao 2021: Javier Fernández Panadero – Busco un centro de gravedad permanente se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ingeniaritza elementuak garatzeko material bizidunetan inspiratzen dira ingeniariak aspaldi. Hilik dagoen baina naturala den egituraren txanda da orain: litosfera. Lithomimetics: lithosphere as inspiration for the design of novel materials Silvia Románek.

Kosta tropikalean bizi dira mangladiak. Ur gazian, beraz. Zelan da posible, orduan, mangladiak egotea Yucatán penintsulan, lurrean barna 200 kilometrora, San Pedro ibaiaren ur gezan? 125.000 urte atzera egin behar da ulertzeko: A forgotten mangrove forest around remote inland lagoons in Mexico’s Yucatan tells a story of rising seas Sula E. Vanderplankek.

Materialen eta aplikazioen garapen prozesuan bai maila atomikoak analisi teknika berriak garatzea, bai fisika lege berriak aurkitzea ekarri du nanozientziak. Aplikazio biomedikoen artean, nanozientziaren eta neurozientziaren bategiteak ekartzen dituen aukerak izugarriak dira. NanoNeuro is a thing DIPCk.

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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Luz Boyero

Foto: Nina Lishchuk / Shutterstock

 

El término biodiversidad, hasta hace poco utilizado casi exclusivamente en un ámbito científico, hoy en día está de moda. Todos sabemos que la biodiversidad es, a grandes rasgos, la variedad de especies que habitan nuestro planeta (aunque técnicamente el término engloba también la variedad de genes y de ecosistemas).

El hecho de que la biodiversidad esté de moda es, sin embargo, una mala noticia, ya que el origen de esta fama es precisamente la gran velocidad a la cual las especies están desapareciendo. Lamentablemente, la actual tasa de extinción de especies no tiene precedente histórico, e incluso podría estar superando a la de la última extinción masiva que ocurrió durante la transición Cretácico-Terciario, cuando los dinosaurios desaparecieron.

De la evolución a la mano del hombre

La biodiversidad es el resultado de varios miles de millones de años de evolución, desde el aún incierto origen de la vida hasta nuestros días. Así, el registro fósil y el material genético de las especies actuales nos dan pistas sobre el número y las características de las especies que han habitado la Tierra en los distintos periodos.

Las extinciones, junto con la especiación, forman parte del proceso de evolución y han ocurrido siempre por causas naturales. En el caso de las extinciones masivas han sido presumiblemente fenómenos catastróficos tales como el vulcanismo o los impactos de asteroides.

Sin embargo, sabemos que el ser humano es responsable de gran parte de las extinciones actuales. Ha contribuido bien de manera directa (por ejemplo, a través de la caza) o indirecta (a causa de la destrucción de hábitat, los cambios climáticos o la introducción de especies exóticas que desplazan a las autóctonas).

El papel que desempeña el ser humano en los cambios ambientales actuales es clave. Esto ha llevado a denominar Antropoceno al periodo que transcurre desde la revolución industrial. Pero los humanos, además de ser los principales responsables de los cambios que sufre nuestro planeta, nos vemos seriamente afectados por dichos cambios ambientales y por la pérdida de biodiversidad.

La biodiversidad no solo tiene un valor intrínseco que debe ser valorado y respetado en sí mismo. Además, las especies son valiosas para nosotros porque nos proporcionan servicios que son básicos para nuestra surpervivencia, y que están relacionados con los ecosistemas de los que forman parte: son los llamados servicios ecosistémicos.

Zona deforestada de la selva amazónica brasileña. Foto: Tarcisio Schnaider / Shutterstock

Consecuencias para los ecosistemas

Los seres vivos interaccionan unos con otros mediante distintos tipos de relaciones (tróficas, competitivas, sociales, etc.), así como con su ambiente (del cual obtienen recursos para mantenerse vivos), formando ecosistemas que están en continuo funcionamiento. Dicho funcionamiento se define por una serie de procesos, como son la producción de biomasa, la descomposición o los ciclos de nutrientes.

Hoy en día sabemos que la biodiversidad afecta directamente al funcionamiento de los ecosistemas, es decir: el número de especies presentes en un ecosistema, así como la identidad de dichas especies y sus características, pueden acelerar o decelerar las tasas de los distintos procesos. Este hecho, que ha sido demostrado en los últimos 30 años gracias a una rama específica de la ciencia denominada BEF, del inglés biodiversity-ecosystem funcioning, ha despertado conciencia sobre el papel fundamental que desempeñan las especies para mantener el equilibrio dinámico en el que se encuentra nuestro planeta. Así, todas las especies son piezas de una maquinaria cuyo funcionamiento depende del conjunto, y las consecuencias de su pérdida son difíciles de predecir debido a la complejidad de los ecosistemas.

Por ejemplo, los ríos de cabecera son ecosistemas heterotróficos cuya principal fuente de energía y materia radica en la hojarasca que proviene de la cuenca. Esta hojarasca es procesada por organismos y microorganismos acuáticos, que son capaces de incorporar el carbono y los nutrientes de origen terrestre en la red trófica acuática y así abastecer al ecosistema fluvial.

La disminución de especies vegetales en las cuencas puede ocurrir como consecuencia de la sustitución de especies autóctonas por otras de interés comercial o por la aparición de enfermedades infecciosas. Nuestras investigaciones indican que esta pérdida de especies altera los procesos fundamentales que conforman el funcionamiento del ecosistema fluvial: por lo general, se favorecen las vías microbianas en detrimento de los procesos mediados por organismos acuáticos y disminuye la eficiencia del ecosistema para utilizar los recursos de origen terrestre.

Aunque todavía no se ha cuantificado la repercusión que esto tiene a nivel de servicios ecosistémicos, los efectos negativos sobre la calidad del agua, la producción de recursos alimentarios o el valor paisajístico y recreativo son más que probables.

Es también importante recalcar que distintas zonas del planeta pueden verse afectadas de forma diferente por la pérdida de biodiversidad. En primer lugar, las tasas de extinción no son homogéneas. En la actualidad afectan principalmente a los países en vías de desarrollo, con algunos puntos calientes (del inglés hotspots) en Sudamérica y el sureste asiático.

En segundo lugar, un mismo tipo de ecosistema en ocasiones puede funcionar de manera diferente en distintas zonas climáticas. Así, en los ríos de cabecera, las comunidades de invertebrados que procesan la hojarasca en zonas templadas y tropicales utilizan diferentes estrategias en el uso de este recurso.

En las zonas tropicales, la pérdida de biodiversidad vegetal acarrea mayores consecuencias funcionales que en las templadas. Por eso en estos países la protección de la biodiversidad debería ser aún más prioritaria, y esto es justamente lo contrario a lo que ocurre en realidad.

Sobre la autora: Luz Boyero es Profesora de Investigación Ikerbasque en Ecología, UPV/EHU

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

El artículo Las consecuencias de la crisis de biodiversidad para los ecosistemas y los humanos se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Rocío Pérez

XX. mendean, poliomielitisa edo polioa zen gaixotasunik beldurgarrienetako bat. Ez zen beti hilgarria, baina ondorioak izugarriak ziren: milioika pertsonari –horietako asko haurrak ziren– paralisia eragiten zien urtero. Gaur egun ia inork ez du gogoratzen.

Hura eragiten zuen birusari buruzko ikerketei eta hura garaitzea lortu zuen txertoari esker, mehatxu izateari utzi dio ia mundu osoan. Txerto baten garapenean ikertzaile askok parte hartzen dute, bai eta horien aurkikuntza progresiboek ere, bakoitza hurrengoetan oinarrituta. Gizateriaren konkista honetako izen erabakigarrietako bat Marguerite Vogt izan zen.

1. irudia: Marguerite Vogt eta haren ahizpa Marthe Louise Vogt. (Argazkia: Wellcome Library, London – CC BY 4.0 lizentziapean. Iturria: Wikipedia)

Vogt Alemanian jaio zen 1913an, eta garaiko goi mailako neurozientzialari bikote baten alaba zen. Eragin zientifiko handiko giro batean hazi zen, eta berak eta bere ahizpak bide hori jarraitu zuten. Haurtzaroa laborategi artean igaro zuen, eta 14 urterekin argitaratu zuen bere lehen ikerketa, frutaren eulian izandako mutazio batzuk deskribatzen zituena.

“Ez nuen nazi batekin bukatu nahi”

Naziak indarra hartzen ari ziren Alemanian, eta gurasoak Berlingo Kaiser Wilhem Institututik –gaur egun, Max Planck– kanporatu zituzten. Aita hango zuzendari izatera iritsi zen. Urte batzuk geroago kontatu zuenez, “Hitlerren garaian, gizon guztiak saihesten nituen. Ez nuen nazi batekin bukatu nahi, eta garai hartako Alemanian ezin zinen inoren ideia politikoez ziur egon”.

Beren ikergune propioa ireki zuten, non naziek jazarritako beste pertsona batzuk hartu zituzten, eta Vogtek denbora asko ematen zuen laborategietan lehen ikerketa haietan. Medikuntzako unibertsitate ikasle zela ikertzen jarraitu zuen; ez zen eskoletara joaten eta, galdutako lezioak konpentsatzeko, buruz ikasten zituen testu liburuak.

Ausarta, polioaren birusaren aurrean

Gerraren ondoren, Vogtek Estatu Batuetara emigratu zuen. Bertan, Kaliforniako Teknologia Institutuan matrikulatu zen lehenik eta Biologia Ikasketen Salk Institutuan gero, sortu eta gutxira. Bertan behin-behineko instalazio itogarrietan lan egin zuen, ikertzen ari zen patogeno arriskutsuetatik ia babesten ez zuten txanoen azpian.

2. irudia: Marguerite Vogt birologoa 1938. urtean. (Iturria: Wikipedia)

Patogeno horietako bat, hain zuzen ere, polioa eragiten duen birusa zen. Pipeten eta petri plaken artean, inkubatzen, zentrifugatzen eta berriro inkubatzen, Vogt tximino giltzurruneko zeluletan birusa kultibatzen eta bakartzen saiatzen zen hura aztertzeko, eta hori oso ausarta zen. Une hartan zientzialari gehienek zalantza egiten zuten mikrobiotik hain hurbil egotearen ideiarekin. Vogtek ez zien gurasoei kontatu. Geroago kontatu zuen aita asko haserretuko zela zerekin lan egiten zuen jakingo bazuen.

Birusak aztertzeko metodo kuantitatibo bat

Urtebetez saiatu ondoren, 1954an lortu zuen saiatzen ari zena. Berak eta Renato Dulbecco birologo italiar ospetsuak polioaren birusa arazteko garatu zuten metodoa argitaratu zuten. Horri esker, birologia zientzia deskriptibo huts izatetik zientzia kuantitatibo ere izatera igaro zen: horrela, birusak, haien ugalketa eta haien infekzio gaitasuna kontatu egin zitezkeen, eta, nolabait, alderatu.

Berehala hartu zuten hori beste birologo batzuek polioaren birusaren aldaera desberdinak aztertzeko, baita Albert Sabin mikrobiologoak ere. Horrela, birusaren andui ahulduak identifikatu eta bakartu ahal izan zituen, eta, hortik abiatuta, immunizazio kanpaina masiboetan erabili zen ahotiko txertoa garatu. Hurrengo urteetan, gaixotasuna garaitu eta ia desagerrarazi ahal izan zen.

Baina Vogten lana ez zen amaitu polioaren ondoren. Bere metodoari esker, mundu osoko zientzialariek beste birus batzuk aztertu ahal izan zituzten, zehazki, zelula indibidualetan duten eragina; horrela, birologia molekular izeneko arloa sortu zen. Partikula birikoak kultibatzeko eta arazteko metodorik erabiliena da oraindik ere, baita COVID-19a eragiten duen SARS-CoV-2 birusaren inguruko ikerketetan ere.

Onkobirusetatik tumoreen kausa genetikoetara

Aurrerago, Vogtek eta Dulbeccok beste birus batzuetan ere lan egin zuten, zehazki, DNA aldatuta zelula osasuntsuak zelula kantzerigeno bihurtzeko gai direnak. Ikerketa onkologikoetan ere aurrerapausoa izan zen hori, tumoreen anatomia sailkatzetik gaixotasuna eragiten duten mutazio genetikoak aztertzera igaro baitziren.

3. irudia: Marguerite Vogt biroloa erretiratu ondoren, San Diegoko hirian. (Argazkia: The Lancent)

Dulbeccok 1975eko Fisiologia edo Medikuntzako Nobel saria irabazi zuen onkobirusei buruzko ikerketengatik, baina Vogt ez zuten berdin aitortu bere ibilbidean. Bera, dena den, ez zen kexu. “Pozten naiz ez didatelako halako gauzengatik molestatu. Oso ospetsu egiten zarenean, ezin duzu lanik egin”.

Estatu Batuetan bizi izan zen zendu zen arte, eta eskubide zibilen aldeko eta Vietnamgo gerraren aurkako protestetan parte hartu zuen. 80 urte baino gehiago zituenean ere ikertzen jarraitu zuen, eta uste zuen orduan emakumeek egoera hobea zutela inguru zientifikoan bere gaztaroan baino, baina oraindik asko zegoela hobetzeko. “Askoz gehiago izan behar dute, horrela ezingo gaituzte alde batera utzi”. Vogt 2007ko uztailaren 6an zendu zen Kalifornian, 94 urte zituela.

Iturriak:

• Angier, Natalie (2001). SCIENTIST AT WORK — Marguerite Vogt; A Lifetime Later, Still in Love With the Lab, The New York Times, 2001eko apirilaren 10.
• Salk Institute (2007). Longtime Salk Researcher Marguerite Vogt Dies, 2007ko uztaila.
• Oransky, Ivan (2007). Marguerite M Vogt. The Lancet, 370 (9593), 1122. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)61500-1
• Scudellari, Megan (2021). By taking on poliovirus, Marguerite Vogt transformed the study of all viruses, ScienceNews, 2021eko irailaren 17.
• Wikipedia, Marguerite Vogt.

Egileaz:

Rocío Pérez Benavente (@galatea128) zientzia kazetaria da.

Jatorrizko artikulua Mujeres con Ciencia blogean argitaratu zen 2021eko urriaren 21ean: Marguerite Vogt, la viróloga que descubrió cómo “contar” los virus.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Fotografía de la Tierra conocida como “La Canica Azul” tomada por la tripulación de la misión Apolo 17 (de la que formaba parte Harrison Schmitt) de camino hacia la Luna. Autoría: NASA/ Tripulación del Apolo 17.

El 21 de julio de 1969, el astronauta estadounidense Neil Armstrong se convirtió en el primer hombre en pisar la Luna. Pero este hito histórico de la humanidad no habría sido posible sin la geología.

Mareta N. West. Fuente

Vamos a viajar al principio de esta historia. Corría el año 1915 cuando, en el estado de Oklahoma (Estados Unidos), nació una niña a la que pusieron por nombre Mareta Nelle West. Mareta estudió en la Universidad de Oklahoma, en la que se graduó en geología con 22 años. Tras varias décadas trabajando en la industria del petróleo, se convirtió en la primera geóloga contratada por el Servicio Geológico de Estados Unidos en el año 1964. Nos encontrábamos en plena carrera espacial, lo que provocó que Mareta entrara a formar parte del Equipo Experimental de Geología de la NASA encargado del entrenamiento de los astronautas de las misiones Apolo, siendo así considerada como la primera astrogeóloga.

Su trabajo fue determinante para el desarrollo favorable de la misión Apolo 11 que llevó a los primeros seres humanos hasta la Luna, ya que fue Mareta la encargada de realizar la cartografía de nuestro satélite y decidir el punto exacto en el que se produciría el primer alunizaje de la historia. Es decir, fue una geóloga la que eligió el lugar en el que quedaría marcada la primera huella humana de la Luna. Y no fue el único, ya que tras revisar los mapas lunares realizados por la tripulación de la Apolo 11, Mareta seleccionó los puntos de alunizaje de otras misiones tripuladas de la NASA. Tras su muerte en 1988, sus cenizas fueron enviadas a ese espacio que tanto estudió.

Eugene M. Shoemaker. Fuente: Wikimedia Commons

Hay otro nombre propio que debemos mencionar en esta carrera espacial geológica, el de Eugene Merle Shoemaker. Eugene nació en 1928 en el estado de California (Estados Unidos) y se le puede considerar como un auténtico geólogo vocacional, ya que de niño se dedicaba a buscar y coleccionar rocas y minerales que despertaron su interés por esta ciencia. Su carrera profesional siempre estuvo ligada al Servicio Geológico de Estados Unidos, donde se especializó en el estudio de cráteres de impacto de cuerpos extraterrestres en nuestro planeta relacionándolos con ciertos eventos críticos de nuestra historia geológica. Y trasladó este conocimiento al estudio de los cráteres de impacto de la Luna, colaborando estrechamente con la NASA. Así, en 1961 pondría en marcha el plan de astrogeología del Servicio Geológico de Estados Unidos, que culminaría en 1965 con la creación del Centro de Astrogeología asociado a esta institución.

Por todo este trabajo, Eugene es considerado como uno de los padres de la Geología Planetaria. En la NASA, al igual que Mareta, se dedicó a entrenar a los astronautas del programa Apolo e, incluso, intentó convertirse él mismo en uno de los elegidos para viajar a la Luna. Pero unos problemas de salud le impidieron conseguirlo. Sin embargo, tras su muerte en 1987 pudo cumplir su sueño, ya que sus cenizas fueron transportadas por una sonda lunar hasta nuestro satélite, convirtiéndose en la primera y única persona cuyos restos descansan en la Luna, al menos hasta la fecha.

Harrison H. Schmitt. Fuente: Wikimedia Commons

Vamos a terminar este pequeño paseo espacial recordando a un tercer geólogo. En 1935, en el estado de Nuevo México (Estados Unidos), nació Harrison Hagan Schmitt. Después de formarse como geólogo tanto en Estados Unidos como en Noruega, Harrison trabajó en el Centro de Astrogeología del Servicio Geológico de Estados Unidos creado por Eugene justo antes de unirse a la NASA en 1965, donde, además de estudiar las muestras de polvo y rocas traídas de la Luna, también colaboró en los entrenamientos para astronautas.

Él mismo se preparó para ser uno de los elegidos para viajar a nuestro satélite, cosa que consiguió gracias a la recomendación de Eugene. De esta manera, Harrison formó parte de la tripulación de la misión Apolo 17, que alunizó en nuestro satélite a finales de 1972. Así, se convirtió en el primer y único científico que ha pisado la Luna. Y, para dejar constancia de que un geólogo ha estado dando un paseo por su superficie, antes de abandonar nuestro satélite lanzó su martillo geológico lejos del módulo lunar, no sin dejar de hacer bromas sobre la posibilidad de que se lo descontasen del sueldo (se puede ver el lanzamiento en el vídeo de abajo).

Sin duda, estos tres pioneros de la Geología Planetaria dejaron su propia huella en la Luna, aunque cada uno a su manera.

Más información sobre Mareta West:

Mujeres y Geología (SGE)

Celestis

Más información sobre Eugene Shoemaker:

USGS

NASA

Más información sobre Harrison Schmitt:

USGS

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

El artículo Geólogos en la Luna se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Blanca Martínez: “Los geólogos le tenemos mucho cariño a Godzilla”
2. 1969: el año en el que llegamos a la Luna e inventamos Internet
3. Coloquios escépticos: ¿Fuimos a la Luna?, con Eugenio Manuel Fernández Aguilar

Cristian Mendes, Beñat Artetxe, Leire Ruiz-Rubio, Jose Luis Vilas

Fabrikazio gehigarria (additive manufacturing, AM) teknologia ezberdinak biltzen dituen fabrikazio prozesua da, gaur egun “3D inprimaketa” izenez ezagutzen dena. Prozesu honetan, material jakin baten geruzak gainezarriz osatzen da hiru dimentsiotako objektu solidoa. Metodo tradizionalekin alderatuta abantaila ugari ditu, hala nola diseinu askatasuna, pertsonalizazioa, egitura konplexuak fabrikatzeko gaitasuna edota azkartasuna.

1. irudia: 3D inprimagailu bat. (Argazkia: Lutz Peter – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Hasiera batean fabrikazio gehigarria plastikozko prototipo berriak sortzeko teknika bezala garatu bazen ere, urteak joan ahala jasandako hobekuntzen ondorioz, erreminten mundura hedatu da. Gaur egun ordea, kontsumitzaileentzat funtzionalak diren produktuak ekoiztean ardaztu du produkzioa. Etorkizunean, “industria iraultza” moduan identifikatu den prozesu honekin, erabiltzaile bakoitzak bere beharrak asetzen dituen produktu propioak sortzeko aukera izango du, merkatuko pieza berriak erosi beharrean.

Nahiz eta izen berberaren pean ezagunak izan, egun, 3D inprimaketarako zenbait metodo edo teknika ezberdin daude eskuragarri. Tekniketako bakoitza, erabiltzen den materialaren (metalak, zeramikoak edo polimeroak) eta oinarritzen den printzipioaren (likido baten deposizioa, hauts baten laser bidezko sinterizazioa, material baten fusio termikoa…) arabera aukeratzen da. Material ezberdin ugari erabil daitezkeen arren, gaur egun polimeroak dira gailentzen direnak, beraien aldakortasuna, kostu baxua eta propietate fisiko-kimikoak direla eta.

Polimeroetan oinarritutako fabrikazio gehigarrirako metodoen artean honakoak ditugu:

1. material-urtze bidezko modelatzea (FDM)
2. estereolitografia (SLA)
3. argiaren prozesatze digitala (DLP)
4. laser bidezko sinterizazio selektiboa (SLS)
5. hiru-dimentsiotako inprimaketa (3DP)
6. ijeztutako objektuen manufaktura (LOM)
7. PolyJet teknologia

Gehienek erretxina polimeriko bat argi ultramore bidez ontzean dute funtsa (SLA, DLP, PolyJet). 3DP-n hauts eta aglutinatzaile baten arteko nahastea trinkotzen da. Gainontzekoek ordea fusio selektiboetan duten oinarria, hauts erako (SLS), ijeztutako (LOM) edo estrusio prozesua jasan duen (FDM) materialen gainean.

Fabrikazio teknikaren arabera, polimero termoplastikoak (FDM, SLS, 3DP, LOM metodoetan) edo termoegonkorrak (SLA, DLP, PolyJet metodoetan) erabiltzen dira (1.irudia). Lehenak egitura molekular lineala duten material bezala definitzen dira eta gai dira bero edo presio bidez urtu edo biguntzeko. Ohikoenak, akrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) kopolimeroa, nylonak, elastomeroak, poli (metilmetakrilatoa) (PMMA) eta poli (binilkloruroa) (PVC) dira. Bigarrenek elkargurutzaketa kimikoan oinarritutako egitura aurkezten dute eta ondorioz, deskonposatu egiten dira urtu edo bigundu beharrean. Fotopolimero termoegonkorren artean, akrilato-, binil eter eta epoxi erretxinak daude.

2. irudia: Fabrikazio gehigarrian erabiltzen diren ohiko polimero eta monomeroen egitura kimikoak. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Nahiz eta aplikazio-eremu zabala aurkeztu, 3D inprimaketaz prestatutako polimeroek biomedikuntzan (protesi eta inplanteen inprimaketa, birsorkuntza medikuntza, ehunen ingeniaritza), elektronikan eta industria aeroespazialean duten garrantzia bereziki nabarmentzekoa da. Azken esparru honetan, adibide argia da 2. irudian ikus daitekeen turbina, arin eta eraginkorra izateaz gain, presio eta tenperatura altuak jasateko gai baita 3D inprimaketaz fabrikatutako material konposatu polimerikoa.

3. irudia: Gainazal aerodinamikoaren (a) eta helizearen (b) hiru dimentsioko ereduak. Fotopolimerizazio bidez inprimatutako beira-zuntzezko (c, d, g, h) eta karbono-zuntzezko (e, f, i, j) konpositeak. (Iturria: Ekaia aldizkaria)Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 2019ko ale berezia
• Artikuluaren izena: Polimeroetan oinarritutako fabrikazio gehigarria eta 3D inprimaketa: etorkizuneko teknologia gaur egungo gizartean.
• Laburpena: Fabrikazio gehigarriak, metodo tradizionalekin alderatuta, abantaila ugari ditu, hala nola diseinu askatasuna, pertsonalizazioa, egitura konplexuak fabrikatzeko gaitasuna edota prototipoen sorrera azkarra. 3D inprimaketa teknologietan material ezberdin ugari erabiltzen badira ere, polimeroak dira gailentzen direnak, haien aldakortasuna, kostu baxua eta propietate fisiko-kimikoak direla eta. Horrela, artikulu honek polimeroetan oinarritutako fabrikazio gehigarrirako metodoak eta horietan erabiltzen diren polimero nagusiak laburbiltzen ditu, baita zenbait arlotan dituzten erabilera-esparruak ere: biomedikuntzan, elektronikan eta ingeniaritza aeroespazialean.
• Egileak: Cristian Mendes, Beñat Artetxe, Leire Ruiz-Rubio, Jose Luis Vilas
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 101-119
• DOI: 10.1387/ekaia.19729

Egileez:

Cristian Mendes BCMaterials zentroko ikertzailea da; Leire Ruiz-Rubio eta José Luis Vilas-Vilela UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko eta BCMaterials zentroko ikertzaileak dira eta Beñat Artetxe UPV/EHUko Zientzia eta Teknologia Fakultateko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

 

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El otoño avanza y empieza a hacer frío. A Pedro se le quedan los pies helados en la cama, así que decide ponerse los dos únicos pares de calcetines que tiene (uno rojo y otro negro). Tiene metidos esos calcetines en un cajón, tirados de cualquier manera. Para que su gata no crea que ya es de día y empiece a pedir de comer, Pedro decide no encender la luz. Así que abre el cajón y se coloca los calcetines sin poder ver su color. Al volver a la cama, ya desvelado, empieza a pensar en la siguiente cuestión: ¿Cuál es la probabilidad de que me haya puesto los calcetines de manera que los visibles (los de fuera) sean del mismo color?

Intentemos ayudar a Pedro, razonando de varias maneras.

Razonamiento 1

Pedro coge un calcetín al azar y se lo pone en el pie derecho. Toma un segundo calcetín y lo coloca sobre el primero. Para conseguir su objetivo (que los calcetines visibles tengan el mismo color) necesita que el segundo calcetín tomado (entre los tres que quedaban en el cajón) no sea la pareja del primero. Esto sucederá en dos de cada tres ocasiones.

Se pone después el tercer calcetín (en el pie izquierdo) elegido al azar entre los dos que quedan. Para cumplir su propósito, el tercero debe ser la pareja del primer calcetín. Esto sucederá una de cada dos veces.

Así, la probabilidad de éxito es de: P1 = 2/3 x 1/2 = 1/3.

Razonamiento 2

Pedro coge dos calcetines a ciegas y los coloca en su pie derecho. Necesita que sean diferentes. Como las posibles parejas son (R es rojo y N negro) (R-R), (N-N), (R-N) y (N-R), Pedro tiene una oportunidad sobre dos de atrapar bien esos dos calcetines. Después (si su pie derecho tiene calcetines de diferentes tonos) debe ponerse los dos calcetines que quedan (que son, por lo tanto, de colores diferentes) en el orden adecuado: conseguirá hacerlo una de cada dos veces.

Así, la probabilidad de éxito es de P2 = 1/2 x 1/2 = 1/4.

Razonamiento 3

Pedro coge dos calcetines del cajón y se coloca uno en el pie izquierdo y otro en el derecho. Para intentar conseguir su objetivo (que los calcetines visibles sean del mismo tono) necesita que los dos calcetines colocados sean del mismo color. Como las posibles parejas son (R-R), (N-N), (R-N) y (N-R), se conseguirá éxito en la disposición una vez de cada dos. En este caso, los dos calcetines que quedan son del mismo color.

Por lo tanto, la probabilidad de éxito es de P3 = 1/2.

¡Esto es bastante raro! Tres razonamientos totalmente convincentes han proporcionado probabilidades diferentes de conseguir el objetivo de Pedro. ¿Puede ser que la probabilidad de tener éxito dependa del procedimiento seguido? ¿O, por el contrario, de los tres anteriores razonamientos (al menos) dos son falsos? Debajo aparece la solución, pero (si os apetece) pensad en la respuesta, quizás razonando de diferente manera para intentar entender que sucede…

Solución

No hay ninguna razón para que diferentes procedimientos de colocación de los calcetines proporcionen distintas soluciones, ya que se trata únicamente de elegir cuatro calcetines y ponérselos, sin utilizar ninguna información adicional. Así que (al menos) dos de los razonamientos anteriores son falsos.

Denotemos R1, R2, N1 y N2 los cuatro calcetines. Cuando se cogen dos calcetines entre los cuatro, estamos eligiendo dos elementos en un conjunto de cuatro, y esto puede hacerse de seis maneras:

{R1,R2}, {R1,N1}, {R1,N2}, {R2,N1}, {R2,N2} y {N1,N2}.

Los anteriores son conjuntos de calcetines, el orden no se tiene en cuenta. Es decir, son las combinaciones de cuatro elementos tomados de dos en dos, C(4,2)=4!/2!.2!=6.

Así, la probabilidad de tomar dos calcetines del mismo color cuando se cogen dos entre los cuatro que hay en el cajón es de 2/3, y no de 1/2 como se afirma en los razonamientos 2 y 3.

Por lo tanto, en el razonamiento 2 debe reemplazarse el primer 1/2 por 2/3 y la probabilidad es entonces de P2 = 2/3 x 1/2 = 1/3.

El razonamiento 3 falla por el mismo motivo; por ello debe sustituirse 1/2 por 1/3, con lo que P3 = 1/3.

Esto es tranquilizador, los tres razonamientos dan lugar al mismo resultado. ¿Y si las tres se han argumentado mal? Podría suceder… Veamos un método exhaustivo para comprobar que la probabilidad buscada es, efectivamente, de 1/3.

Hay 24 modos posibles de colocar los calcetines; son las maneras de ordenar un conjunto de cuatro elementos (variaciones sin repetición de cuatro elementos tomados de cuatro en cuatro), como se muestra en la siguiente tabla:

Si convenimos que el orden de colocación de los calcetines es: pie derecho, pie derecho, pie izquierdo y pie izquierdo, entonces las configuraciones que consiguen el objetivo de Pedro son (N-R-N-R) o (R-N-R-N), que marcamos en la tabla:

Como se observa, son cuatro de cada tipo, es decir 8 entre las 24 configuraciones posibles; luego la probabilidad buscada es, efectivamente, de 1/3.

De cualquier modo, si Pedro fuera más ordenado y emparejara sus calcetines en vez de meterlos de cualquier manera en el cajón, lo tendría más fácil. Solo se desvelaría intentando adivinar el color visible de sus calcetines una vez colocados…

Nota

Este problema fue propuesto por el profesor Jean-Paul Delahaye en la sección de paradojas del número 16.1 de la revista Accromath (invierno-primavera 2021). La solución apareció en la sección de paradojas del número 16.2 (verano-otoño 2021).

Este texto es una traducción (adaptada) del problema y de la solución planteada por Delahaye.

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 Poniéndose bien dos pares de calcetines se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Irati Diez

Dagoeneko egiaztatu da atmosferako CO2 kontzentrazioa emendatzeak Lurreko bizitzan eragin handia duela eta, besteak beste, aurtengo Fisikako Nobel saria irabazteko haina garrantzia eman zaio ikerketa-lerro horri. Lurreko izaki bizidun askoren prozesu biologikoetan eragiten du gas honen kontzentrazioa igotzeak, baina bada bereziki CO2-arekin erlazio oso estua duen erreinu bat: Landareen erreinua.

Landareek CO2 gasarekiko menpekotasun handia dute, haren kontzentrazioaren baitan baitago haien fotosintesi-tasa eta ondorioz, hazkuntza, nutrizio-balioa eta baita biziraupena ere. Pentsatu izan da, landareek fotosintesia aurrera eramateko airetik CO2 gasa hartzen dutenez, atmosferan CO2 kontzentrazioa handiagotzeak eragin positiboa izango lukeela haien fotosintesi tasan eta, ondorioz, landareen garapen eta ekoizpenean. Errealitatea, ordea, ez da hain sinplea.

Frogatu ahal izan denez, landareen barneko prozesu biologikoak hori baino dibertsoagoak eta konplexuagoak dira eta, ikusi da, besteak beste, aireko CO2 kontzentrazioak, maila batetik gora, landareentzat ere toxikoak izan daitezkeela. Badira, ordea, CO2 kontzentrazio altuei etekina ateratzeko ahalmena duten landareak: horietako bat da Parthenium hysterophorus espezie toxikoa. Nature plants aldizkarian argitaratutako ikerketa batek erakutsi duenez, espezie honetako indibiduo batzuk beren toxikotasuna emendatu dute atmosferako CO2 kontzentrazioa handitzearekin batera, eta horrela, lehiakorragoak eta inbaditzaileagoak bilakatzen ari dira.

1. irudia: Parthenium hysterophorus landarea. (Argazkia: Forest & Kim Starr – CC BY 2.0 lizentziapean. Iturria: flickr.com)

Parthenium hysterophorus landarea Amerikako eremu beroetakoa da jatorriz eta Estatu Batuetako hegoaldetik Argentinaraino hedatzen da, Ertamerika barne. Azken urteotan, alabaina, espezie inbaditzailea bihurtu da Afrikako eremu batzuetan, bai eta Australian eta Indian ere. Kasu berezia da landare honena. Izan ere, espezie honen bi biotipo ezberdin sartu ziren Australian 1950eko hamarkadan, baina horietatik bakarra izan zen lurralde berrian loratzeko gai. Zertan datza, beraz, bi biotipo hauen arteko desberdintasunak? Julie Wolf landare-fisiologoak du galdera honen erantzuna.

Lehenago aipaturiko ikerketan, atmosferako CO2 kontzentrazioaren emendioaren eta bi biotipoen aldaketa biokimikoen artean erlaziorik egon ote den aztertu zuten. Emaitza erabat interesgarriak lortu zituzten inolaz espero ez zituzten landarearen ezaugarrietan. P. hysterophorus espezieak parterina izeneko karbonozko toxina bat sortzeko ahalmena du, bere inguruan beste landareen hazkuntza oztopatzeko helburua duena. Gizakiotan asma eta larruazaleko narritadura ere sor dezake. Gauzak honela, substantzia honek arrakasta handiz ugaritzeko gaitasuna emango lioke biotipo bati, ikertzaileen ustetan. Izan ere, frogatu ahal izan dute biotipo inbaditzaileak toxina gehiago ekoizten dituela gaur egungo CO2 kontzentrazioaren menpe, gas honen maila aurre-industrialekin alderatuta. Biotipo hau gehiago hazten da eta toxina kantitate gehiago ekoizten du karbono-eskuragarritasuna handitu ahala eta, ondorioz, lehiakorragoa bilakatzen da, beste landare espezieak ordezkatzen ditu eta bere hedadura handitzen du.

Landare toxiko honen kasuak CO2 kontzentrazioaren handipenari erantzuteko moldaera bat erakutsiko luke eta horrek esanahi handia du biologoentzat: alegia, etorkizunera begiratzeko beharrik gabe, jada aldaketa biologikoak gertatzen ari direla ondoriozta daiteke emaitza hauetatik, eta gas honen ugaritzea, beraz, hautespen naturalaren eragile bat dela esan daiteke.

Landare toxikoagoak alde batera utzita, beste ikerketa batek CO2 kontzentrazioaren handipenak laborantzetan izan dezakeen eragina aztertu zuen eta, ondorioztatu zutenez, landareen tamaina handitzen bazen ere, nutrizio-balioa gutxitu egiten zen gasaren kontzentrazio altuagoetan. Besteak beste, gariak eta arrozak proteina eta mantenugai gutxiago erakusten zuten, ale bakoitza handiagoa bazen ere. Etorkizunean, ikerketa gehiago egin beharko lirateke landareen nutrizio-balio murrizpena zer punturaino eta zer espezietan hedatuko litzatekeen argitzeko, gaur egun ez baitago horren inguruko informaziorik.

Wolf ikertzaileak espero du espezie toxiko honen kasuak gizartean alarma piztea, gai honen inguruko ikerketak bultzada jaso dezan. Moldaera berri hori oso interesgarria dela dio, baina, zoritxarrez, gerta liteke hura erakusten duten landareak gizakiarentzat onuragarrienak ez izatea, eta horrek arazo larriak sortuko lituzke. Etorkizuneko uzten mantenugai eskasiak, bestalde, erlazio estua erakusten du ezberdintasun sozialekin, gariaren eta arrozaren kalitate-murrizpenak eragin sakonagoa izango baitu uzta hauen menpekotasun handia duten gizarte-taldeengan askotariko elikadura eskura dutenengan baino, eta areagotu du horrek gizarte-ezberdintasuna.

Erreferentzia bibliografikoak:

Samuels, Fiona. M. D. (2021). Famine weed becomes more toxic, invasive in carbon-rich atmosphere. Eos, 102. DOI: https://doi.org/10.1029/2021EO163272.

Ebi, Kristie L. et. al. (2021). Nutritional quality of crops in a high CO2 world: an agenda for research and technology development. Environmental Research Letters, 16 (6), 064045. DOI: https://doi.org/10.1088/1748-9326/abfcfa

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate bereko Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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Daniel Arias Ramirez

Los mitos urbanos son expresiones típicas de la sociedad con una gran influencia sobre la población y por lo tanto definitivos en la toma de decisiones. Esto lo pudimos apreciar con gran preocupación durante la pandemia, en especial con las vacunas. Estas fueron objeto de discusión dando lugar a diferentes mitos: “chips implantados por el gobierno”, “reacciones adversas y fatales”, “modificación del ADN”, etc.

Ahora bien, desde mi perspectiva puedo afirmar con seguridad que esto es doblemente cierto para los latinos, somos muy susceptibles a este tipo de creencias, después de todo, nuestra región es el lugar donde lo mágico y lo real se combinan. Por ejemplo, de acuerdo a nuestras mamas y abuelas el piso es una fuente inagotable de temibles enfermedades y por eso podría asegurar que un latino jamás se atrevería a salir descalzo. Por otro lado, otro rasgo de identidad cultural que es común en muchas partes del mundo es el consumo de alcohol. Un evento social sin una bebida alcohólica es inconcebible para muchas personas (lo cual he experimentado de primera mano en el gremio de los que nos dedicamos a la química). De hecho, el consumo promedio de alcohol en Latinoamérica y el Caribe supera por 2,2 litros el consumo promedio mundial (Moreno, 2015) y en el caso de Europa, los países con mayor consumo de alcohol en promedio (en orden creciente) son: Francia, España, Alemania y Republica Checa con un promedio de 13.10 litros per cápita (Hannah Ritchie, 2018).

Así pues, el punto en el cual los mitos urbanos y el consumo de alcohol coinciden se da en un fruto: la sandía (patilla o melón de agua como se le conoce en Colombia, Venezuela y algunos países antillanos). Existen muchos mitos asociados al consumo de alcohol, estos van desde soluciones extrañas para la resaca hasta supuestos efectos específicos para determinadas bebidas alcohólicas (en Colombia, por ejemplo, se dice que el consumo de ron aumenta la libido en las mujeres) y el caso de la sandía es un mito ampliamente conocido.

Este mito reza que el consumo alcohol y sandía al mismo tiempo puede tener consecuencias fatales (Soho, 2021) algunas de estas versiones mencionan que lo realmente fatal es comer sandia poco tiempo después de haber bebido (Riera, 2014). Con esto en mente, el primer paso para desmentir o confirmar este mito sería establecer las sustancias presentes en este fruto y su posible toxicidad.

Para empezar, la sustancia que se encuentra en mayor cantidad en la sandía (en lo que a la pulpa respecta) es el agua (94.47 %), seguido por los carbohidratos (4.23 %) y por ultimo las proteínas, fibras y minerales (1.1 %) (Olayinka & Etejere, 2018). Lo cual en principio no da ninguna pista sobre las posibles sustancias toxicas en la sandía, así pues, habría que analizar las sustancias que se encuentran en menor cantidad.

Por ejemplo, las sustancias responsables del color de la pulpa en la sandía: los carotenoides, en especial el licopeno, el cual es el carotenoide más abundante en promedio para la sandía (Nkoana et al., 2021). Del mismo modo, debemos recordar que los carotenoides son sustancias en cuya estructura encontramos dobles enlaces conjugados y largas cadenas de carbono obtenidas por la unión de muchas unidades de isopreno (Murillo et al., 2013).

Esta sustancia no solamente es la responsable del color de la sandía, también le da el rojo al tomate, el color naranja a la papaya y el rosado a la toronja y la guayaba. El licopeno no ha demostrado ser toxico, de hecho, tiene una alta capacidad antioxidante, lo cual es un indicador (que en primera instancia) es bueno para la salud (Bojórquez et al., 2013). Por otro lado, hay que tener en cuenta que las bebidas alcohólicas son mezclas de etanol y agua principalmente, es decir, es una mezcla de sustancias con alta polaridad, así pues, para que este mito sea cierto es necesario que la sustancia mortal sea soluble en esta mezcla, es decir, que tenga una polaridad relativamente elevada. Así pues, en el caso del licopeno tenemos una sustancia que no podría ser soluble (la cadena larga de carbonos hace que sea una molécula lipofílica) y por lo tanto, se puede descartar el licopeno de las posibles sustancias toxicas.

Por otro lado, se tienen los ácidos: grasos y orgánicos. Debemos recordar que la principal diferencia entre los ácidos grasos y los orgánicos se dan en la estructura. Los primeros tienen una cadena larga de carbonos y los segundos son estructuras pequeñas.

Dentro del primer grupo los más representativos en la sandía son el ácido linolenico (63.37%), oleico (16.42 %) y palmítico (10.60%) (Nkoana et al., 2021) teniendo en cuenta que ninguno de ellos es polar, no podrían ser solubles en un delicioso, vodka, tequila o ron, por lo tanto, pueden ser descartados. En cuanto a los ácidos orgánicos, los que se encuentran en mayor cantidad son el ácido cítrico y el ácido málico (no se preocupe, el nombre del ácido málico deriva del latín “malum” que significa manzana, no está relacionado con la maldad) y estas dos sustancias son polares, es decir, podrían ser disueltas en una bebida alcohólica con facilidad, pero ninguna es toxica, de hecho estos ácidos están presentes en albaricoques, moras, arándanos, cerezas, uvas, melocotones, peras y ciruelas. Por lo tanto, dentro este tipo de ácidos tampoco se encuentra la sustancia toxica.

Otro grupo de sustancias interesantes en la pulpa de la sandía se conocen como “curcubacitinas”, este nombre digno de un trabalenguas se debe a la familia de frutos Cucurbitaceae, a la cual pertenecen la calabaza, el pepino, el zucchini y la fruta en cuestión, la sandía.

Al igual que las vitaminas, existen varias versiones de esta molécula dependiendo de las diferencias estructurales. Así pues, podemos encontrar Curcurbacitina A, Curcurbacitina B, E, I, etc. Inicialmente, estas moléculas tienen un rol defensivo, por lo tanto, estas sustancias tienen una acción toxica contra los insectos. La pregunta entonces será: ¿Las curcubacitinas son toxicas para los seres humanos? El en 2017 se reportaron en Francia dos casos por intoxicación (los primeros y únicos hasta al momento). Estos casos estuvieron muy lejos de ser fatales, los síntomas reportados fueron náuseas y problemas estomacales (Assouly, 2018). Por otro lado, la fruta en cuestión para este reporte fue la calabaza no la sandía y no se debió al consumo directo, la calabaza fue procesada y luego consumida. Por otro lado, una gran cantidad de estudios han demostrado que muchos tipos de curcubacitinas en la sandía tienen la capacidad de inhibir líneas de células cancerosas, es decir, en principio son beneficias para la salud (Duangmano et al., 2012; El-Senduny et al., 2016;Touihri-Barakati et al., 2017; Alsayari et al., 2018) (esto no quiere decir que curen el cáncer, solamente indica el potencial de estas sustancias para iniciar estudios que permitan establecer a futuro una probable actividad anticancerígena). Así pues, es muy poco probable que dentro de las curcubacitinas se encuentre la posible molécula toxica. La sustancia en cuestión debe generar sin lugar a dudas un efecto nocivo en el cuerpo y en el caso de estas moléculas la probabilidad es increíblemente baja.

Ahora bien, otra parte interesante y por la que es muy conocida la Sandia son las semillas, en esta parte del fruto podemos encontrar una gran cantidad de sustancias llamadas “anti-nutrientes” (de nuevo, no se preocupe, el nombre hace referencia a un concepto totalmente distinto, el consumo de sandía no va a generar “anti-nutrición” en el sentido literal de la palabra). La función de esta familia de compuestos está asociada a la absorción de nutrientes (Akande et al., 2010). Por ejemplo, el Ácido Fítico mejora la bioabsorción de minerales dado que puede interactuar con estos mediante los grupos fosfato presentes en esta molécula (Zitterman, 2003).

Dada la capacidad de esta molécula para “quelar” (unirse a) los metales, se le considera como un antioxidante, dado que los metales son conocidos por ser iniciadores de reacciones de oxidación, así pues, si se remueven los metales (en especial el hierro) del medio la probabilidad de una oxidación disminuye, en otra palabras el Ácido Fítico es una sustancia que puede ayudar a la salud (Watson et al., 2014). Hay que mencionar niveles muy altos de este Acido en el organismo pueden generar deficiencias de minerales a largo plazo (Petry et al., 2010), pero es definitivamente claro que no puede tener consecuencias fatales. Por lo tanto, esta sustancia tampoco podría generar un efecto toxico si es combinada con una bebida alcohólica.

Por otro lado, dentro de este gran grupo de anti-nutrientes también se tienen los “oxalatos” y las “saponinas”. Los primeros están relacionados con la bioabsorción del calcio y el magnesio ya que los oxalatos pueden unirse a los metales en su forma iónica mediante los grupos carboxilatos y de esta manera ser transportado con mayor facilidad (Akande et al., 2010). Los segundos son los responsables de los sabores astringentes de muchas frutas y semillas y se ha demostrado que estas sustancias tiene una actividad “hipocolesterolémica”, es decir, ayudan a controlar los niveles de colesterol (Mohan et al., 2015), por lo tanto, las saponinas están muy lejos de ser toxicas. Por otro lado, la saponegina (la estructura base de todas las saponinas) podría ser soluble en una bebida alcohólica, dada su unión varias unidades de azucares (que son muy solubles en agua) hacen que esta molécula sea hidrofilica (es decir, soluble en agua o en este caso soluble en un delicioso vodka), pero a pesar es que soluble, no hay reportes de efectos adversos a la salud. Así pues, se pueden descartar tanto a las saponinas como a los oxalatos como potenciales moléculas nocivas.

En lo discutido hasta el momento, no hay en principio ninguna sustancia en la sandía que al mezclarse con alcohol puede generar algún efecto nocivo. Pero, es en este punto que hay que mencionar unas sustancias que si han demostrado ser peligrosas por su capacidad de producir una sustancia muy toxica: el ácido cianhídrico.

Los glucósidos cianogénicos son sustancias que se dan por la unión entre un grupo nitrilo y un carbohidrato (generalmente un monosacárido) (Akande et al., 2010). Estas sustancias no son en sí mismas toxicas, la toxicidad se puede generar al romperse la pared celular (este rompimiento puede favorecerse cuando se tritura o se fermenta la semilla) de tal manera que los glucósidos cianogénicos se pongan en contacto con enzimas que puedan generar una hidrolización (rompimiento) produciendo ácido cianhídrico (Bolarinwa et al., 2016).

Entonces en principio este es un buen candidato para el mito. Habría entonces que revisar si estas sustancias se pueden disolver en una bebida alcohólica. Debemos recordar que estamos en búsqueda de una sustancia toxica con una polaridad elevada y los grupos “OH” en los carbohidratos de estas sustancias son puntos polares que favorecen la interacción con el agua, de tal manera que los glucósidos cianogénicos son solubles en una bebida alcohólica.

Entonces, ¿Este mito es verdadero?, un pequeño cálculo podría confirmar esta hipótesis. Así pues habría que partir de varias consideraciones: un ser humano de un peso promedio (80 Kg), la dosis letal de cianuro para un humano promedio (0.5 mg/Kg) (Burns et al., 2012) y la concentración de glucósidos cianogénicos en las semillas de sandía (0.79 mg/100 g de semilla) (Egbuonu, 2015).

El primer paso sería calcular la cantidad de cianuro que necesitamos para matar una persona de 80 Kg. Con esto en mente, habría que calcular la cantidad de semillas (si se tiene en cuenta que una semilla tiene un peso promedio de 0.2 g) que necesitan para obtener esta cantidad de cianuro. El último paso entonces será calcular la cantidad de sandias que se necesitan para matar una persona teniendo que la cantidad máxima de semillas en una sandía promedio es 150. Así, se tiene que, para que este mito fuese cierto, usted debería tomar las semillas de 169 sandias, molerlas y/o fermentarlas y luego comerse toda esta masa con un buen trago de tequila, ron, vodka, etc.

De manera, se puede concluir que este mito es sin lugar a dudas falso. La sandía es de hecho un perfecto acompañante del alcohol y se puede usar para preparar gran variedad de cocteles (Graham, 2021). Así pues y dado el componente experimental de la química y la sana curiosidad científica cabe plantearse probar cada uno de estos cocteles sin preocuparse por ningún efecto nocivo (exceptuando tal vez una fuerte resaca) a corto o medio plazo*.

 

Sobre el autor: Daniel Arias Ramírez es investigador en química en el Instituto de Investigaciones Científicas INICIEN de la Fundación Universitaria Juan de Castellanos (Tunja, Boyacá, Colombia)

Referencias

Akande, K. E., Doma, U. D., Agu, H. O., & Adamu, H. M. (2010). Major antinutrients found in plant protein sources: Their effect on nutrition. Pakistan Journal of Nutrition. https://doi.org/10.3923/pjn.2010.827.832

Alsayari, A., Kopel, L., Ahmed, M. S., Soliman, H. S. M., Annadurai, S., & Halaweish, F. T. (2018). Isolation of anticancer constituents from Cucumis prophetarum var. prophetarum through bioassay-guided fractionation. BMC Complementary and Alternative Medicine. https://doi.org/10.1186/s12906-018-2295-5

Assouly, P. (2018). Hair loss associated with cucurbit poisoning. In JAMA Dermatology. https://doi.org/10.1001/jamadermatol.2017.6128

Bojórquez, R. M. C., Gallego, J. G., & Collado, P. S. (2013). Functional properties and health benefits of Lycopene. Nutrición Hospitalaria. https://doi.org/10.3305/nh.2013.28.1.6302

Bolarinwa, I. F., Oke, M. O., Olaniyan, S. A., & Ajala, A. S. (2016). A Review of Cyanogenic Glycosides in Edible Plants. In Toxicology – New Aspects to This Scientific Conundrum. https://doi.org/10.5772/64886

Burns, A. E., Bradbury, J. H., Cavagnaro, T. R., & Gleadow, R. M. (2012). Total cyanide content of cassava food products in Australia. Journal of Food Composition and Analysis. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2011.06.005

Duangmano, S., Sae-lim, P., Suksamrarn, A., Domann, F. E., & Patmasiriwat, P. (2012). Cucurbitacin B inhibits human breast cancer cell proliferation through disruption of microtubule polymerization and nucleophosmin/B23 translocation. BMC Complementary and Alternative Medicine. https://doi.org/10.1186/1472-6882-12-185

Egbuonu, A. C. C. (2015). Assessment of some Antinutrient Properties of the Watermelon (Citrullus lanatus) Rind and Seed. Research Journal of Environmental Sciences. https://doi.org/10.3923/rjes.2015.225.232

El-Senduny, F. F., Badria, F. A., EL-Waseef, A. M., Chauhan, S. C., & Halaweish, F. (2016). Approach for chemosensitization of cisplatin-resistant ovarian cancer by cucurbitacin B. Tumor Biology. https://doi.org/10.1007/s13277-015-3773-8

Graham, C. (2021). 15 Watermelon Cocktails and Mocktails for Summer. https://www.thespruceeats.com/tasty-watermelon-cocktail-recipes-4156892

Hannah Ritchie, M. R. (2018). Alcohol Consumption. https://ourworldindata.org/alcohol-consumption

Mohan, V. R., Tresina, P. S., & Daffodil, E. D. (2015). Antinutritional Factors in Legume Seeds: Characteristics and Determination. In Encyclopedia of Food and Health. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-384947-2.00036-2

Moreno, J. (2015). Los países que más beben en América Latina: la dramática radiografía del consumo de alcohol en la región. 23 Julio. https://www.bbc.com/mundo/noticias/2015/07/150723_consumo_alcohol_latinoamerica_muertes_paises_jm

Murillo, E., Giuffrida, D., Menchaca, D., Dugo, P., Torre, G., Meléndez-Martinez, A. J., & Mondello, L. (2013). Native carotenoids composition of some tropical fruits. Food Chemistry. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2012.11.014

Nkoana, D. K., Mashilo, J., Shimelis, H., & Ngwepe, R. M. (2021). Nutritional, phytochemical compositions and natural therapeutic values of citron watermelon (Citrullus lanatus var. citroides): A Review. In South African Journal of Botany. https://doi.org/10.1016/j.sajb.2020.12.008

Olayinka, B. U., & Etejere, E. O. (2018). Proximate and chemical compositions of watermelon (Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum and Nakai cv red and cucumber (Cucumis sativus L. cv Pipino). International Food Research Journal.

Petry, N., Egli, I., Zeder, C., Walczyk, T., & Hurrell, R. (2010). Polyphenols and phytic acid contribute to the low iron bioavailability from common beans in young women. Journal of Nutrition. https://doi.org/10.3945/jn.110.125369

Riera, A. (2014). ¿Mezclar vino con sandía te mata? https://chequeado.com/mitos-y-enganos/imezclar-vino-con-sandia-te-mata/

Soho. (2021). ¿Se intoxica uno si toma trago después de comer patilla?? Soho. https://www.soho.co/entretenimiento-/articulo/se-intoxica-uno-si-toma-trago-despues-de-comer-patilla/9920#

Touihri-Barakati, I., Kallech-Ziri, O., Ayadi, W., Kovacic, H., Hanchi, B., Hosni, K., & Luis, J. (2017). Cucurbitacin B purified from Ecballium elaterium (L.) A. Rich from Tunisia inhibits α5β1 integrin-mediated adhesion, migration, proliferation of human glioblastoma cell line and angiogenesis. European Journal of Pharmacology. https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2017.01.006

Watson, R. R., Preedy, V., & Zibadi, S. (2014). Wheat and Rice in Disease Prevention and Health. In Wheat and Rice in Disease Prevention and Health. https://doi.org/10.1016/C2012-0-00472-3

Zitterman, A. (2003). DIETARY FIBER | Bran. In B. Caballero (Ed.), Encyclopedia of Food Sciences and Nutrition (Second Edition) (Second Edi, pp. 1844–1850). Academic Press. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/B0-12-227055-X/00346-1

* N. del E.: Todos los tipos de bebidas alcohólicas, como los vinos tintos y blancos, la cerveza, los cócteles y licores, están asociados al cáncer. Cuanto más beba, mayor será su riesgo de cáncer. Véase El alcohol y el cáncer

El artículo Alcohol y sandía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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César Tomé

XX. mendeko bigarren erdialdean, Ignacio Mártil fisikariak “XX. mendeko iraultza isil handiena” [1] deitu zuenaren oinarriak ezarri ziren, hau da, mikroelektronikarenak. XXI. mendeko lehen urteetan, lehengaien oparotasunarekin eta silizioan oinarritutako mikroelektronikaren heldutasun teknologikoarekin, gaur egun bizi dugun gizarte iraultza sortu zen, non sare sozialak, telelana eta informazioa edozein ordutan eta tokitatik eskura egotea posible den orain dela hamar urte inguru imajinaezinak ziren eraginkortasuna eta prestazioak dituzten gailuei esker (lehenengo iPhonea 2007ko urtarrilean merkaturatu zen).

Hala ere, silizioan oinarritutako teknologia bere muga fisikora heltzear dago. Industriaren alorrean, urte batzuetatik hona, garapenak olataren –mikrozirkuituak egiteko erabiltzen den xafla– tamaina handitzean oinarritu dira. Harrigarria bada ere, 2005etik transistoreak gehitu badira ere, azkartasuna ez da handitu: zirkuitu integratuen abiadura gehienez ere 5 gigahertzetan [2] geldituta dago ordutik.

Irudia: Silizio karburoa tenperatura tarte oso zabal batean modu egonkorrean funtzionatzeko gai da. (Argazkia: David Monniaux – Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported lizentziapean. Iturria: Wikimedia)

Orain dela gutxi, industriak aldatu egin du zirkuitu integratuak sortu zirenetik erabiltzen zen estrategia. Tradizionalki, lehenengo txipa diseinatzen zen eta, gero, aplikazioa aurkitzen zitzaion; gaur egun, aldiz, ikerketa eta garapen proiektuak egiten dira, eta horietarako zirkuitu integratu egokienak diseinatu. Diseinu horrek silizioa ez beste material batzuk erabiltzeko aukera ere ematen du.

Etorkizun hurbilerako bereziki interesgarria den kasu bat potentzia gailuena da. Gailu horiek kontrolatuko dituzte, adibidez, plaka fotovoltaikoen, haize sorgailuen edo ibilgailu elektrikoen hurrengo belaunaldiak. Merkeak izan behar dira, modu efizientean ekoizteko modukoak eta telefono mugikor batek edo ordenagailu batek jasaten dituen lan baldintza askoz ere muturrekoagoak jasateko gai izan behar dira. Zirkuitu integratu horiek bete beharreko betekizun nagusia hau da: tenperatura tarte oso zabal batean modu egonkorrean funtzionatzeko gai izan behar dute. Hortxe sartzen da silizio karburoa (SiC), erdieroale konposatu bat.

Silizioarekin alderatuta, SiC potentzia gailuak efizienteagoak dira energia bihurtzeko orduan. SiC etengailuek frekuentzia handiagoan jarduten dute, eta horrekin etengailu baten tamaina txikitu daiteke edo osagai induktiboak eta ezabatzaileak (snubbers) deusezta daitezke. Horren ondorioz, sistemaren tamaina eta pisua txikitu egiten dira, oro har. Horrek ekarriko lukeen kostu baxuagoak konpentsatu egin beharko luke silizioaren ordez SiC gailuak erabiltzearen kostu osagarria.

SiC teknologiak erabiltzen dituzten egungo eta etorkizuneko aplikazioen zerrenda gehitzen ari da, eta aplikazio horien artean daude elikadura iturri kommutatuak, eguzki energia eta haize erroten energia sortzeko inbertsoreak, motor industrialak, ibilgailu hibridoak eta elektrikoak eta sare adimendunetako energia kommutazioa.

Gaur egun, Europa Asiaren eta Amerikaren atzetik dago energia aurrezteko eta karbono dioxidoaren emisioak gutxitzeko ezinbesteko energia horren garapenean; helburu horiek biak lortzeko, era berean, mugikortasun elektrikoa eta eraginkortasun energetiko industriala sustatu behar dira. REACTION dugu teknologia arrakala hori gutxitzeko Europar Batasunak finantzatzen duen proiektuetako bat.

REACTION proiektuan hogei bat erakundek lan egiten dute, eta 50 milioi euro inguruko aurrekontua du. Helburua da Europako eta munduko lehenengo lerro pilotua sortzea teknologia energetikoetarako silizio karburoaren olatak fabrikatzeko. Olata horiek 8 hazbeteko tamaina izango dute eta, egungo tamaina estandarra 4koa eta 6koa denez, merkatua berrantolatu egingo da.

Ikerlan euskal kooperatiba ezinbestekoa izango da garapen horretan. SiCan oinarritutako inbertsore fotovoltaiko bat –tentsio ertaina aplikatzeko– eta inbertsore hori energia biltegiratzeko sistema bati konektatzeko DC/DC bihurgailu bat diseinatzeaz gain, Arrasaten (Gipuzkoa) egingo dira proiektuaren azken etapan garatuko diren potentzia bihurgailuen prototipo guztien probak.

Oharrak:

[1] Ignacio Mártil (2018) Microelectrónica. La historia de la mayor revolución silenciosa del siglo XX. Ediciones Complutense. Oso liburuxka gomendagarria.

[2] Mártil (2018). 118. or.

Egileaz:

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

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Alberto Mercado Saucedo

En buena parte de los países de Latinoamérica, la investigación en matemática comenzó a desarrollarse durante el siglo XX, con el nacimiento y desarrollo de universidades y centros de educación, donde la investigación fue convirtiéndose gradualmente en una actividad permanente. Una historia especial es la de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos -UNMSM- la más antigua de todo el continente americano, fundada en 1551 por el imperio español y la iglesia católica. Inició funciones en 1553 y durante algunos periodos fue conocida como la Universidad de Lima. Notablemente, es la única del continente que nació en el siglo XVI y que ha funcionado interrumpidamente hasta nuestros días.

Durante la época colonial, la función mas importante de la Universidad de San Marcos era la enseñanza de filosofía, artes y latín. La docencia estaba organizada en distintas cátedras, relacionadas en su mayoría con la existencia de órdenes religiosas. En 1657 se inaugura la Cátedra de Matemáticas, donde principalmente enseñaron astrónomos, y en 1850, ya en la época del Perú independiente, nace la Facultad de Ciencias Naturales y Matemáticas, con lo que se puede considerar que dio inicio la actividad académica en la disciplina de Pitágoras. En esta facultad se otorgaban los grados de Bachiller, Licenciado y Doctor. Para obtener este último grado se debía realizar un trabajo individual, la tesis, usualmente de un año de duración y realizada después de obtener el grado de licenciado.

Ilustración de Constanza Rojas-Molina. Todos los derechos reservados; cesión en exclusiva para su publicación en el Cuaderno de Cultura Científica.

En 1866 se otorga por primera vez el grado de doctor en matemáticas en la UNMSM: se gradúa José Granda, quien anteriormente había sido enviado a estudiar a Paris para obtener el título de ingeniero de minas, pero sobre todo aprovechó su estadía para estudiar matemáticas, en las que se interesó cada vez más. José Granda tendría un importante papel en el desarrollo de la disciplina en Perú, y por cierto que también tendría una nieta que se dedicaría a la música y que se convertiría en una compositora mundialmente conocida: Chabuca Granda.

Juan José de la Granda y Esquivel más conocido como José Granda

Después de obtener el grado de doctor, José Granda trabaja como profesor en la Facultad de Ciencias, llamada así desde 1876. El país atraviesa entonces por un complicado conflicto: en 1879 da inicio la Guerra del Pacífico, lo que en particular ocasiona a la vida universitaria innumerables dificultades. En 1881 Lima es ocupada por las tropas chilenas, lo que provoca destrozos y pillaje en la universidad. Tristemente, la Facultad de Ciencias se queda sin lugar físico dónde funcionar, ante lo cual José Granda tiene la generosidad de poner a disposición de la facultad la casa familiar durante el tiempo que sea necesario.

Podemos imaginar que las tesis doctorales realizadas en ese contexto consistían en desarrollos matemáticos paralelos a la investigación que se llevaba a cabo en Europa, dadas las dificultades en la comunicación durante esos tiempos. Quizá en ocasiones se redescubrían teoremas que ya se conocían en otras latitudes, pero también sucedía que se llegaba a resultados científicos realmente originales que no eran adecuadamente apreciados por la comunidad y que no se difundían mayormente.

Federico Villarreal

Tal fue el caso de Federico Villarreal, singular e importante personaje de la matemática peruana de fin de siglo XIX. Nació en 1850 e ingresó a la Facultad de Ciencia de la UNMSM en 1877, cuando era profesor de escuela primaria. Obtuvo los grados que otorgaba la institución: bachiller, licenciado y doctor, este último tras realizar su tesis en 1881: Clasificación de las curvas de tercer grado, realizada durante la ocupación de Lima por el ejército invasor chileno. Podemos imaginar a Villarreal trabajando en la casa de Granda, en donde funcionaba la facultad durante ese triste periodo de guerra. De hecho, Villarreal tuvo otras preocupaciones inmediatas además de las curvas cúbicas: se enlistó en el ejército y llegó a combatir en alguna batalla contra el ejército invasor, periodo durante el cual probablemente debió interrumpir su trabajo matemático.

Los trabajos de Villarreal han sido puestos en valor por varias personas dedicadas a las matemáticas y a la historia de Perú. Uno de sus resultados es particularmente destacado: a los 23 años, cuando trabajaba como profesor y aún no ingresaba a la Facultad de Ciencias, encontró una fórmula para elevar un polinomio a cualquier potencia entera, una suerte de generalización del Binomio de Newton (un binomio es un polinomio de dos términos, y la fórmula de Villarreal funciona para cualquier número de términos). Sus resultados originales, pero quizá principalmente esta fórmula, llevaron a la expresión Newton del Perú, que no es raro encontrar en la literatura sobre Villareal. A lo largo de su carrera, tuvo una gran influencia en la vida académica de su país: Después de obtener el grado de doctor, también se convirtió en ingeniero, fue profesor y luego llegó a ser decano de la facultad, rector de la universidad e incluso senador del país. Una universidad nacional lleva su nombre, lo mismo que revistas académicas y varias cátedras. Podemos mencionar algunos nombres de la descendencia académica de Villarreal: Godofredo García fue uno de sus alumnos, se graduó como doctor en 1912 y realizó investigación junto con Alfred Rosenblatt, matemático polaco que llegó a Perú en 1936, y que a su vez tuvo como alumno a José Tola, que también realizó importantes aportes a la matemática del país.

Cristóbal de Losada y Puga

Pero aquí quiero detenerme en otro matemático peruano que destacó especialmente la obra de Villareal y que quizá es menos conocido: Cristóbal de Losada y Puga. Acuñó el nombre de polinomio de Villarreal para la fórmula que generaliza el binomio de Newton: es tan perfecto, que aun para el caso de un binomio resulta más fácil y seguro y rápido que el método del binomio de Newton, escribió Losada. Él mismo llegó, por su parte, a realizar investigación en matemáticas de gran nivel y quizá fue el matemático peruano más reconocido por sus pares en el mundo durante aquel tiempo.

Losada nació el 14 de abril de 1894 en New York, de madre y padre peruanos. Tras la muerte de su padre, a sus dos años de vida, se trasladó con su madre a Cajamarca, región andina de Perú de donde ella era originaria. Cristóbal pasó allí toda su infancia y adolescencia. Después de sus estudios medios se tituló como Ingeniero de Minas en la Escuela de Ingenieros de Lima, algo frecuente entre quienes se sentían atraídos por la ciencia. Posteriormente obtuvo el grado de bachiller en ciencias y el de doctor en matemáticas en 1923 en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, con la tesis Sobre las curvas de rodadura. El catálogo de la Biblioteca Nacional de Perú registra la existencia de una copia de su tesis.

Losada trabajó en distintas universidades del Perú, realizó docencia de matemáticas avanzadas, elaboró libros de texto e hizo investigación en matemáticas. Me parece destacable su participación en el Congreso Internacional de Matemáticos de 1924 en Toronto Canadá, donde expuso la charla A short contribution to the kinetic theory of gases en la sección de Mecánica, Física, Astronomía y Geofísica, lo que nos da una idea que la investigación que realizaba estaba conectada con la comunidad internacional. Losada trabajaba en problemas relacionados con Análisis, ecuaciones diferenciales, física-matemática y otros temas.

Cicloide

El término que aparece en el título de su tesis, curvas de rodadura, se refiere a curvas trazadas por un punto en movimiento. Por ejemplo, un punto fijo en una circunferencia que avanza rodando, sin deslizarse, sobre una línea recta o sobre otra figura. Si nos imaginamos la trayectoria que recorre el punto cuando la circunferencia avanza rodando, se formará una curva conocida como la cicloide, quizá la más famosa curva de rodadura. Se pueden obtener otras curvas si el punto no está en el borde de la rueda sino al interior, o incluso fuera de ella: se obtiene una hipocicloide o una epicicloide, respectivamente. Podrá pensarse en un espirógrafo, ese entretenido juguete que consta de distintas figuras que se mueven de manera conjunta y con las que es fácil hacer bonitos dibujos geométricos.

Estas curvas, además de ser llamativas figuras, están relacionadas con propiedades de la física-matemática, razón por la cual aparecen en la tesis de Losada. En efecto, un concepto común a varios fenómenos físicos es el principio de mínima acción: la naturaleza invierte la menor energía posible en realizar una tarea dada. Por ejemplo, una burbuja toma la forma de una esfera, pues así encierra el mayor volumen de aire con una película de área mínima. Un haz de luz se propaga en línea recta, pues es la forma más rápida de ir de un punto al otro; bueno, esto es lo que percibimos a escalas humanas, pues sabemos que la gravedad afecta la luz, cuyo haz se curva de acuerdo con la teoría de la relatividad, lo que de hecho propone otra geometría para el universo donde, de nuevo, el trayecto de luz sigue el camino más rápido.

Braquistócrona

Un problema clásico es el de la curva braquistócrona. Lo podemos plantear así: imaginemos que tenemos dos puntos A y B en el espacio, B más abajo que A, y nos preguntamos cuál es la superficie por la que un objeto que se desliza sobre ella bajo solamente el efecto de la gravedad llega desde A hasta B en el menor tiempo posible. Esta pregunta fue planteada desde hace siglos, y fue resuelta a finales del siglo XVII usando las herramientas que proporcionó el cálculo diferencial. En efecto, sucede que el camino más rápido no es una recta, sino una curva: podemos pensar que una forma de aprovechar la gravedad es curvarse al inicio más que al final, para ganar aceleración rápidamente. Esta curva es justamente un arco de cicloide, la curva de rodamiento que mencionamos arriba. Algunas pistas con rampas para patineta (o skate) tienen justamente esa forma, para que el skater pueda tomar la mayor velocidad posible al deslizarse.

Pero regresemos a la historia de Losada: después de exponer en el Congreso Internacional de Matemáticos continuó su trabajo en investigación y escribió textos de análisis matemático que fueron publicados por la Universidad Católica del Perú y que se convirtieron en importantes referencias de Cálculo y Análisis Matemático para las siguientes generaciones de estudiantes del país. En nuestros días, la Pontificia Universidad Católica de Perú otorga la medalla CRISTÓBAL DE LOSADA Y PUGA como parte del Premio Southern-Perú (por la compañía minera que lo patrocina), en su categoría ciencias, que se entrega cada dos años, en memoria de la obra que realizó Losada en las matemáticas. Por cierto, al igual que Federico Villarreal, Losada tuvo a su cargo diversas responsabilidades en la vida pública de su país. Dirigió la revista Fénix e inauguró la Sala de Física Nuclear y Energía Atómica en 1955, luego fue director de la Biblioteca Nacional y ministro de Educación. Una frase que mencionaba frecuentemente: «Los maestros tienen en sus manos el porvenir de los pueblos«. Falleció en la ciudad de Lima el 30 de agosto de 1961.

Hoy, una búsqueda en las bases de datos de revistas internacionales de investigación en matemáticas nos permite encontrar, además de las mencionadas Universidad Nacional Mayor de San Marcos y Universidad Católica de Perú, a la Universidad Nacional de Trujillo, a la Universidad Nacional de Ingeniería y a la Universidad del Pacífico, entre otras instituciones. Granda fue el primer matemático, Villarreal una excepción notable y Losada fue parte de la incursión del Perú en la investigación matemática de nivel mundial. La historia en cuyos inicios participaron ellos tres hoy es protagonizada por todas las personas que se dedican a la disciplina en los centros de investigación y universidades del país, que trabajan en contacto con redes científicas del mundo y hacen crecer cada día a la matemática en el Perú.

Referencias

1. Historia de la matemática en el Perú. Moisés Toledo Julián.
2. Historia de la matemática peruana. César Carranza.
3. Premio Southern-Perú (1996 – 2015) 20 años, 20 peruanos notables. Editor: Salomón Lerner Febres. Equis Equis S.A. 2016.
4. Entre la docencia y la academia. La modernización de la Universidad de San Marcos 1860-1928. Alex Loayza. Investigaciones Sociales XII N 20, 2008.

Sobre el autor: Alberto Mercado Saucedo es profesor de matemáticas en la Universidad Técnica Federico Santa María (Valparaíso, Chile)

Sobre la ilustradora: Constanza Rojas Molina es profesora del departamento de matemáticas de la CY Cergy Paris Université (Cergy-Pontoise, Francia)

El artículo Granda, Villareal y Losada: Una estampa de los inicios de la matemática en Perú se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. La invención matemática
2. Legislar sobre una verdad matemática
3. Buscando una matemática en el castillo

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Mangosta marradunek, Mungos mungo, ez dituzte ondorengoak hazten. Espezieko ia talde guztietan eme helduek egun berean erditzen dute. Aurreko asteetatik dator sinkronia. Denak arreske egoten dira kumea izan eta ondorengo hamargarren egunaren inguruan. Berriz ernarik daudela, ernaldia betetzen dutenek lur azpiko zulo batean erditzen dituzte kumeak. Horrela, partekatutako kumaldi komunal moduko bat sortzen da.

Sinkronia estu horrek amatasunaren gakoetako bat ezabatzen duela dirudi, berezko kumeak identifikatzeko gaitasuna hain zuzen ere. Izan ere, jaioberrien bizitzako lehen hilabetean, taldeko amek, batzuk zein besteak maite dituzte bereak diren ala ez kontuan hartu gabe. Hau da, kumeek ama desberdinak dituzte bizitzako lehen etapan.

Hala ere, amatasunaren gakoak agerian daude kasu bakanetan. Esaterako, ama guztien ugalketa ez denean sinkronizatzen edo zaharrenei antisorgailuak ematen zaizkienean. Aurreko kasuetan eme batzuek besteen kumeak hiltzen dituzte haiek zaindu beharrean. Horrek iradokitzen du gako horiek ez direla existitzen baldintza arruntei dagozkien kumaldi sinkronikoetan.

Irudia: (Argazkia: Quartl – CC BY-SA 3.0 lizentziapean. Iturria: Wikimedia Commons)

Kumeek titia hartzen duten epea bukatu ondoren gordelekutik ateratzen dira eta helduekin biunibokoki elkartzen dira. Helduek eskolta gisa jokatzen dute eta taldeko edozein ar edo eme izan daiteke, haien arteko ahaidetasun maila edozein dela ere.

Eskolta bakoitza bere kumeaz arduratzen da, elikatu eta babesten du hiru hilabete bete arte, adin horrekin mangosta kumea bere kabuz mantentzeko gai baita. Eskoltek zein kumeek bien arteko lotura mantentzen laguntzen dute. Eskoltak zaintzen duen kumea antzematen du besteen artetik eta, ahal dela, zaintzen duen kumearen deiei erantzuten die, eta modu aktiboan bilatzen du aldetzen edo galtzen bada. Mangosta kumeak janaria etengabe eskatzen dio zaintzaileari eta honek ia modu esklusiboan elikatzen du.

Intsektu sozialetan izan ezik, gurasoak zaintzen dituzten espezieetan, gurasoek beren ondorengoak zaintzen dituzte. Horrela, haiek eta, haiekin batera, beren geneek dute euren leinua betikotzeko aukera handiena. Aldiz ez da horrelakorik gertatzen mangosta marradunen kasuan.

Mangosta marradunekin egindako esperimentu baten emaitzek erakutsi dute baliabideak banatzen dituztela taldeko kideen arteko desberdintasunak murrizteko. Ikertaldeak ernaldian zehar mangosta ama-talde bati beste batzuei baino elikagai kantitate handiago eman zion. Horrela, amen arteko desberdintasuna hazi egin zen, eta, ondorioz, kumaldiko jaioberrien pisuan ere bariazio nabarmenak ikusi ziren. Hala ere, zientzialariek ikusi zuten baliabide gehien zituzten amek (ondo elikatuta zeudenak) arreta berezia eskaintzen zietela pisu gutxien zuten kumeei eta hauek elikatzen zituztela. Horrela, jaiotzako tamaina-desberdintasunak konpondu (kumaldi osoak antzeko pisua hartu baitzuen) eta helduarora arte bizirauteko aukera ematen zieten. Beraz, espezie horretan, amek arriskuan egon daitezkeen kumeak babesteko erabiltzen dituzte baliabideak. Hau da, hazkunderako baliabideak inbertitzen dituzte kumeek bizi ditzaketen desabantaila egoeren arriskuak orekatzeko eta ez batzuen abantailak edo pribilegioak indartzeko. Beraz, ikerketak erakusten duenez, kume bakoitza norena den ez jakiteak, hau da, ahaidetasunaren ezjakintasun-beloak baliabideak zuzenago banatzera eramaten ditu eta egon daitezkeen desberdintasunak murriztera.

Orain arte, gure espeziean bakarrik genekien desorekak arintzeko prezio bat ordaintzeko prestasuna egon badagoela, nahiz eta desberdintasun horiek ordaintzen duten banakoen mesederako izan. Horrela, lankidetza bultzatzen da. Izan ere, gizarte-rol zehatza betetzeak bueltan ekarriko digunari buruzko ziurgabetasuna dagoenean, baliabideak berdintasunez partekatzeak desabantaila-egoeran egoteko arriskuan daudenei laguntzen die. Mangostek John Rawlsen “ezjakintasun-beloaren” logikaren arabera jokatzen dute: norberaren kumeak nortzuk diren ez jakiteak, mangosta kumeei ematen dieten tratuan desberdintasunak albo baten uztera eramaten ditu.

Erreferentzia bibliografikoa:

Marshall, H.H., Johnstone, R.A., Thompson, F.J. et al. (2021).  A veil of ignorance can promote fairness in a mammal society. Nature Communications, 12 (3717). DOI: 10.1038/s41467-021-23910-6

Egileaz:

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

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María Larumbe / GUK

Foto: Goh Rhy Yan / Unsplash

Los drones son vehículos voladores no tripulados -UAVs por sus siglas en inglés- que llevan tiempo surcando los cielos en convivencia con aviones y pájaros. Sus usos abarcan objetivos de lo más dispares: desde tareas de rescate, inspección de infraestructuras o actividades lúdicas, hasta el transporte de mercancías como paquetes de mensajería o material médico.

En la actualidad, la industria está centrando sus esfuerzos en el desarrollo a gran escala de este tipo de robots aéreos, como el conocido dron de reparto de Amazon, para la entrega de paquetes. Pero no es tarea fácil conseguir popularizar el transporte mediante este sistema. Su coste es elevado si se compara con otras opciones de entrega de mercancías. Además, su autonomía también es limitada y, por cuestiones de seguridad, existen numerosas restricciones para poder volar sobre áreas urbanas.

Sin embargo, de cara a un futuro en el que los drones pudieran volar libremente de un lado para otro, con cientos y miles de robots voladores sobrevolando el cielo, ¿sería posible controlar que el dron llegara de manera autónoma -sin la intervención de un piloto- a su destino y sin chocar con ningún otro obstáculo?

Con esta idea en mente, investigadores del grupo de Inteligencia Computacional de la Universidad del País Vasco UPV/EHU han conseguido implementar un sistema de navegación autónoma realizando varios experimentos con drones. En concreto, para este estudio han utilizado cuadricópteros -drones con cuatro rotores- low-cost, de unos 10 minutos de autonomía, en diversos experimentos de interior.

“A través de este sencillo sistema hemos logrado que dos drones interactúen en el aire y sean capaces de ‘decidir’ de manera autónoma cómo evitar colisionar entre ellos cuando se cruzan. El hecho de que sean drones muy sencillos es una exigencia adicional para lograr una solución robusta y transferible a multirrotores con un hardware más complejo”, explica Julián Estévez, ingeniero industrial y responsable de este experimento dentro de este grupo de investigación de la UPV/EHU.

Vídeo 1. Experimento con dos drones esquivándose en el aire de manera autónoma.

Los drones del experimento usan la cámara que lleva cada uno de ellos en el centro y reaccionan ante los colores: huyendo de la cartulina roja y acercándose a la azul, tal y como se puede apreciar en los vídeos. Esto es posible ya que “hemos dividido la visión del dron en dos hemisferios y el dron sabe que si hay presencia de color rojo en el lado izquierdo, debe moverse a la derecha y viceversa. Este es el fundamento que hemos empleado para el experimento”, apunta Estévez. En su grupo llevan 10 años trabajando con drones, y 30 en inteligencia artificial y analítica de datos.

En cuanto al funcionamiento, no hay un único ordenador que controle todo el sistema al mismo tiempo, sino que trabaja de manera descentralizada. “Cada miembro del sistema decide por su cuenta, y no hace falta que intercambien información entre ellos”. Es decir que cada dron está controlado por un ordenador y, en cuanto ambos robots se cruzan en el aire, cada ordenador gestiona a su dron para que haga algo.

Vídeo 2. Visión ‘en primera persona’: esto es lo que ve el dron.

El objetivo último del grupo, además de trasladar estos experimentos del laboratorio al exterior, es lograr que los drones reconozcan de manera autónoma los objetos con los que pueden chocarse, como árboles o paredes, y el camino por el que pueden volar libremente, de la misma manera que en este experimento se han implementado mediante los colores azul (vuelo libre) y rojo (obstáculo). Sin embargo, se trata de una tarea muy complicada que, por otra parte, explica el hecho de que en la actualidad haya pocas tareas para drones plenamente autónomos, sin el control de un piloto.

Vídeo 3.  El dron vuela y se mantiene estable delante de la cartulina azul y cuando ve la roja, se mueve a izquierda o derecha de manera autónoma.

Estévez lo describe de forma muy clara. “Para que un dron sea capaz de esquivar un árbol, por ejemplo, necesitamos algoritmos de visión artificial muy especializados en el reconocimiento de árboles, y equipárselo a la cámara del dron. Para ello, es necesario entrenar a ese algoritmo, enseñarle toda la morfología, colores, tipos de ramas de los distintos tipos de árboles que se puede encontrar. Los algoritmos de visión artificial que mejor funcionan son aquellos que están especializados en la identificación de algo muy concreto”. Por ejemplo, en la actualidad, los drones que supervisan tareas de forma autónoma tienen aplicaciones muy específicas como la inspección de tendidos eléctricos, oleoductos, o aerogeneradores.

Esta no es la única investigación que han realizado dentro del grupo de la UPV/EHU en torno a los drones. También han trabajado en la investigación de un sistema de transporte colaborativo entre drones con objetos lineales deformables, como cables, cuerdas o mangueras; y recientemente han publicado un artículo científico sobre cómo transportar un péndulo doble por una trayectoria intentando que el péndulo oscile lo mínimo posible, un experimento similar a “la tarea de un camarero cuando transporta una bandeja con los vasos llenos”.

En conclusión, aunque se están probando para distintas aplicaciones civiles, comerciales y militares, los drones son, sobre todo, tal y como recalca Estévez, “una buena solución para situaciones en las que la inmediatez prima por encima del coste, como en situaciones de emergencia”. En este contexto, naveguen de forma autónoma o estén tripulados por un piloto en remoto, “son herramientas que pueden contribuir a mejorar los servicios de la sociedad, ya que pueden ayudar en la búsqueda de desaparecidos, en la prevención de incendios, en el transporte de medicamentos y vacunas a lugares muy aislados, o en la entrega de paquetes en zonas de difícil acceso”.

Julián Estévez Sanz es ingeniero industrial, doctor en Ingeniería Informática y miembro del grupo de Inteligencia Computacional de la UPV/EHU.

El artículo El papel de los drones en el cielo del futuro se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. ¿Son evitables los ataques con drones?
2. Drones militares y las nuevas reglas de la guerra
3. Naukas Bilbao 2021: Coches voladores, ¿transporte del futuro o cosas de la ciencia ficción?

Irati Diez

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

Genetika

DNA sekuentzia bitxi bat aurkitu dute Jill Banfield eta Basem Al-Shayeb mikrobiologoek lursail bateko lokatzetan. DNA zati hori sekuentziatu ostean, ikusi ahal izan dute inoiz ikusi ez den DNA-egitura bat dela: 1 milioi baseko luzera duela, geneen erdia ezezaguna dela, berezko sekuentzia-patroiak dituela hasieran eta bukaeran, DNA errepikakorra dagoela geneen artean eta bere burua kopiatzeko balizko gaitasuna duela. Borg izena jarri diote egitura honi, Star Trek frankizian agertzen diren organismo zibernetikoei erreferentzia eginez. Oraindik, hala ere, ez dute argi DNA-egitura bitxi hauen jatorria baina Methanoperedens deitutako arkeobakterioaren sekuentziak izan daitezkeela iradoki dute. Koldo Garciak azaltzen du Zientzia Kaieran.

Antzinako DNAren azterketaren bidez hainbat sekretu argitu dituzte ikertzaileek. Izan ere, batzuetak ikertzaileen lana detektibeena bezalakoa da. Horretan dihardu Iñigo Olalde genetistak EHUko Biomics ikertaldean, aspaldiko giza arrastoen genoma aztertzen bioinformatikari esker. Juanma Gallegok elkarrizketatu du eta Alea aldizkarian azaltzen du Iñigok genetikaren bidez, besteak beste, saiatu gaitezkeela ulertzen nolakoak ziren gure aurreko leinu zaharrak eta DNA hizkuntzen jatorria argitzeko tresna lagungarria izan daitekeela.

Fisika

Nanomaterialetan oinarrituta, neuronak estimulatzeko eta haien jarduera erregistratzeko hain inbasiboak ez diren tresnak eraikitzen hasi dira, DIPC Donostia International Physics Center eta Columbia Unibertsitatearen arteko lankidetza batean. NanoNeuro deitu diote ikerketa-ildo berri honi eta Nature Methods aldizkarian argitaraturiko artikuluan batean nanomaterial hauen erabilpenak azaldu dituzte, besteak beste, urre-nanopartikulak edo puntu kuantikoak neuronen jarduerak grabatzeko eta manipulatzeko nola erabili daitezken argitu dute. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian: NanoNeurok nanopartikulak sortuko ditu garunaren funtzionamendua aztertzeko.

Ingeniaritza

Nerbio ehunak birsortzearen inguruan elkarrizketatu dute Yurena Polo biologoa Unibertsitatea.net-en. Yurena Polo grafenoa eta polimero bioxurgagarriekin ari da lanean, hauen propietate fisiko-kimikoak direla eta, oso erraz modulatu baitaitezke ehun kaltetuak birsortzeko beharrezkoa den forma emateko. Material hauek, kaltetutako ehunen birsorkuntzan lagundu beharko lukete, pazientearen zelula ama propioen mugimendua eta desberdintzapena eraginez. Alabaina, euskarri nanoegituratu hauek gidatuak izan behar diren ehunak birsortzeko estrategia ona badira ere, oraingoz ez dute balio garuna bezalako ehun konplexu bat birsortzeko.

Ehun ingeniaritzaren helburu nagusietako bat matrize porotsu delako egiturak diseinatzen eta sintetizatzen datza. Matrize porotsu hauek kaltetuta dauden ehunen ordezko funtzionalak dira eta, hauek sortzeko, zelulak, molekula bioaktiboak (proteinak, hazkuntza faktoreak…) eta euskarri porotsuak beharrezkoak dira. Matrize porotsu hauek izan beharreko berezitasun nagusia zelulaz kanpoko giza matrizearen antza edukitzea da, horregatik, euskarri hauek sintetizatzeko gehien erabiltzen diren materialak hidrogel polimerikoak dira. Datu guztiak Zientzia Kaieran: Hidrogel injektagarriak eta haien aplikazioak ehun ingeniaritzan.

Geologia

Blanca Martinez geologoak 2003an eginiko ikerketa baten inguruan idatzi du Zientzia Kaieran, inoiz aurkitutako historiako lehen arraren inguruan. Orain dela 425 milioi urte inguru Ingalaterrako kostaldean bizi izan zen ostrakodo baten fosila da, 5 mm-ko krustazeo bat. Gehienetan, organismo bat hiltzen denean haren zati bigunak desegin egiten dira kanpo-eragileen ondorioz eta hori dela eta, gorputz-zati gogorrek soilik osatu ohi dute fosilen erregistroa. Ostrakodo honen kasuan, alabaina, duela 400 milioi urte ingeles kostaldeko eremu horretara iritsi zen bat-bateko errauts bolkanikoak dena estali zuen, bertan bizi ziren organismo asko barne. Honela, bizidun txiki horren ehun bigunak fosilizatuta gorde dira eta besteak beste, ugaltze-aparatuak ia osorik iraun du gaur egunera arte.

Arkeologia

Elhuyar aldizkarian irakur daitekeenez, bikingoak duela 1.000 urte izan ziren Ternuan. Horixe frogatu ahal izan dute Nature aldizkarian argitaratutako ikerketa batean, eta azaldu dutenez, Atlantikoa zeharkatuta europarrak Amerikara iritsi zireneko arrastorik zaharrena da, 1021. urtekoa, hain zuzen. Ternuako gune arkeologiko batean aurkitutako egurrezko tresna batzuk izan dira aurkikuntza honen iturri. Izan ere, ikusi dute Atlantikoaz bestaldeko egurra zela, duela mila urte moztua gainera, eta metalezko erremintekin egurrean egindako moldaketek berretsi dute ez zituztela inguruko herri indigenek sortu. Egurra datatzeko gainera, dendrokronologia delako teknikaz baliatu dira eta, egurrezko tresnen eraztunetako batzuetan ohikoa baino 14C-kantitate handiagoa finkatu zela ikusi zuten. Honek, diotenez, zehazki K.o. 993. urteko izpi kosmikoekin erlazioa izango luke. Berrian ere eman dituzte aurkikuntza honen inguruko xehetasunak.

Bilboko Begoña hilerriak urteak daramatza itxita eta Udalak bizia eman nahi dio parke bihurtuz. Egitasmoa aurrera eraman orduko, Aranzadi Zientzia Elkartea eta EHUko hainbat ikertzaile (arkeologoak, antropologoak, historialariak, geologoak, medikuak eta biologoak) dabiltza lursailean lanean iragana berreskuratzeko asmoz. Begoñako Argia izendatu dute egitasmoa eta Jakes Goikoetxeak Berriako “Autopsia hilerri bati” artikuluan azaltzen du hezurren azterketaz gain, hilerriko harriak, porlana edo lurra ere aztertuko dutela hezurretan zer faktorek eragiten duten ezagutzeko.

Astronomia

NASAk James Webb teleskopioari izena aldatzea baztertu du, mila pertsonak baino gehiagok, tartean astronomoek, egindako eskaera albo batera utziz. Hubble teleskopioa ordezkatuko du abendutik aurrera teleskopio berri honek eta bere izena, NASAko arduradun izan zen gobernuko funtzionarioaren omenez jarri diote. Alabaina, 1950 eta 1960ko hamarkadetan, Webbek hainbat langile kaleratu zituela salatu du talde handi batek, gay edo lesbiana izateagatik. Salaketak 1.200 sinadura baino gehiago bildu ditu, eta NASAk gaia ikertuko zuela agindu zuen. Orain eman du ordea erabakiaren berri: ez dio izena aldatuko, ez duelako salatzen den portaeraren ebidentziarik aurkitu. Datu guztiak Elhuyar aldizkarian.

Joan den urtean, Txinako Chang’e-5 misioak Ilargiaren laginak hartu zituen, besteak beste, haren jarduera magmatiko gazteena aztertzeko. Honen harira, Ilargiko arroka gazteenak 2 mila milioi urte dituela kalkulatu dute. Hau da, gutxienez ordura arte, Ilargia geologikoki aktiboa izan zela frogatu dute, eta Ilargiko bolkanismoak uste zutena baino gehiago iraun zuela. Ana Galarragak azaltzen du Elhuyar aldizkarian: Ilargiaren geologia hobeto ezagutzeko aukera ematen ari da Chang’e-5 misioa.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta unibertsitate bereko Kultura Zientifikoko Katedrako kolaboratzailea da.

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El gran evento de divulgación Naukas regresó a Bilbao para celebrar su décima edición en el magnífico Palacio Euskalduna durante los pasados 23, 24, 25 y 26 de septiembre.

Lo de los coches que vuelan es un tema recurrente en muchas creaciones de la ciencia ficción, pero ni es tan fácil diseñar uno funcional, como tampoco es funcional coordinarlos en el aire. Iván Rivera, autoproclamado como “el Grinch de la tecnología”, nos cuenta en esta charla cuáles son las posibilidades reales, tomando como base la tecnología que disponemos en la actualidad de ver algo parecido a lo que imaginamos.



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

N. del E.: Una crónica de esta charla puede leerse aquí

El artículo Naukas Bilbao 2021: Iván Rivera – ¿Dónde está mi coche volador? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Iván Rivera – Naukas Bilbao 2019: ¿Qué inventen ellos?
2. Adela Torres – Naukas Bilbao 2019: ¿Dónde está la mosca?
3. Naukas Bilbao 2021: Miguel Santander – Tecnomarcadores: buscar marcianos sin salir en Cuarto Milenio

 

Covid-19 pandemia hasi zenetik argi geratu zen ez ziola berdin eragiten mundu guztiari: asintomatikoak zeuden, batetik, eta sintomatologia arinetik larrira eta heriotza ere jasan dute beste batzuk. Klabea geneetan egon daitekeen susmoa dago: New gene variants associated with increased COVID-19 risk Rosa García-Verdugorena.

Zure tesi zuzendariak Nobel saria irabazi izanak aitzakia ezin hobea da lan horren muina azaltzeko: My Ph.D. supervisor just won the Nobel Prize in Chemistry for designing a safer, cheaper and faster way to build molecules and make medicine David Nagibena.

Giro tenperaturan eta presio baxuan supereroankortasuna lortzea da ideia. Zenbait hidrogeno konposatu Grial Santua izan daitekeen susma dago. Baina, supereroankortasuna posible egiten duen fisiko-kimika ulertu ezean, zaila. Hortxe DIPC:  Electronic bonding network and critical temperature in hydrogen-based superconductors

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

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La teoría de juegos aplicada a los encuentros celulares dentro de un tumor proporciona una perspectiva sociológica de los posibles comportamientos de las células en una colectividad, y ofrece una comprensión más completa de las complejas reglas que rigen una neoplasia. En el primer paso de un estudio que sigue desarrollándose, se ha llegado a la conjetura de que la metástasis se produce como respuesta a la heterogeneidad de los tumores.

Imagen: jezper / 123RF

La teoría de juegos es una teoría general que estudia situaciones estratégicas, en las que los actores o jugadores eligen diferentes acciones para maximizar sus beneficios. Por ello es aplicable a la evolución de las especies y permite explicar algunos patrones difíciles de comprender. Desde el enfoque de esta teoría, un juego es una situación conflictiva en la que priman intereses contrapuestos de individuos, y en ese contexto una parte, al tomar una decisión, influye sobre la decisión que tomará la otra; así, el resultado del conflicto se determina a partir de todas las decisiones tomadas por todos los actuantes.

La profesora Ikerbasque Annick Laruelle, experta en teoría de juegos del Departamento de Análisis Económico de la UPV/EHU, explica que esta teoría desarrollada en sus comienzos como una herramienta para entender el comportamiento de la economía “se usa actualmente en campos muy diversos, y también se ha empezado a aplicar en el estudio del cáncer, ya que permite entender mejor la dinámica de los procesos”. Un grupo compuesto por investigadoras de la UPV/EHU y patólogos de Biocruces y del Hospital San Giovanni Bosco de Turín (Italia) ha puesto en marcha un estudio para desvelar las intrincadas interacciones entre las propias células tumorales, por un lado, y entre las células tumorales y las del huésped, por otro, que no se comprenden del todo y siguen siendo una de las principales fronteras en oncología.

Las modernas tecnologías moleculares están desvelando progresivamente la complejidad genética y epigenética del cáncer, pero todavía se desconocen muchas cuestiones clave. Considerar el cáncer como una disfunción social en una comunidad de individuos ha aportado nuevas perspectivas de análisis con resultados prometedores. “Lo que busca la teoría de juegos son resultados estables a corto o largo plazo. En este primer paso, hemos intentado entender el efecto de la heterogeneidad de las células en un tumor. Por medio de modelizaciones podemos estudiar cómo se distribuyen los recursos entre las células; es decir, podemos proponer modelos para intentar ver cómo es la competición entre células en los tumores”, explica Laruelle.

En ese sentido, han analizado las interacciones entre células utilizando un enfoque de teoría de juegos y han planteado la hipótesis de que la metástasis puede ser simplemente una respuesta específica de un subconjunto de células tumorales, que consistiría en buscar la estabilidad colectiva lejos del tumor primario para mejorar su bienestar colectivo y evitar la extinción. La especialización espacial de los tumores con subclones metastásicos localizados en el interior del tumor, la capacidad demostrada de las metástasis para metastatizar y las interacciones sociológicas de las células tumorales desveladas por la teoría de juegos refuerzan el argumento de esta perspectiva en el sentido de que la búsqueda de un entorno mejor por parte de las células tumorales es un hecho constante en los tumores malignos.

“La conjetura que nos ha desvelado la teoría de juegos es que una mayor heterogeneidad celular en los tumores podría ser perjudicial para las células cancerígenas, y mejor para el paciente. Parece ser que un cáncer que tiene una gran diversidad celular es más favorable para el paciente que un cáncer donde el tumor es muy poco diverso”, afirma la profesora. Todo ello pone de manifiesto “que quizá a largo plazo no es necesariamente bueno eliminar todo tipo de células de un tumor, porque hay células que se hacen resistentes”, añade.

No obstante, Laruelle afirma que este es solo el punto de partida de una investigación que sigue adelante, ya que la teoría de juegos ha corroborado situaciones que se ven en la realidad. Además, la investigadora remarca la importancia de la colaboración entre personas de muy diversos campos: “Es muy complicado, porque hablamos distintos idiomas; pero a su vez es muy interesante, muy enriquecedor”.

Referencia:

Laruelle, Annick, Claudia Manini, Elena Iñarra, and José I. López (2021) Metastasis, an Example of Evolvability Cancers 13, no. 15: 3653. doi: 10.3390/cancers13153653

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

El artículo Teoría de juegos y metástasis se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Peajes de autopista: favoreciendo al desfavorecido con teoría de juegos
2. Un predictor de la evolución a metástasis del melanoma
3. Nanopartículas para reducir la metástasis hepática del cáncer de colon

Mikrobiota mikroorganismoen komunitateari deritzo, eta gure gorputzeko atal bakoitzean, hala nola, ahoan, azalean, edo hestean mikrobiota desberdinak ditugu. Gizakion gorputzean ez ezik, edozein ekosistemetan egon daitezkeen bakterioek eta birusek osatzen dute mikrobiota. Esaterako, gazta bezalako esnekietan ere aurki daiteke. 

Esnekien ekoizpenean hainbat prozesu biokimiko ematen dira: laktosaren degradazioa; esnean dauden proteinen degradazioa proteolisiaren bidez eta lipidoen edo gantzen degradazioa lipolisia prozesuaren bidez. Azken bi hauetan sortzen diren konposatuak gaztaren zaporea eta usaina zehazten dute neurri handi batean.

Gazta elikagai hartzitua da eta haren mikrobiota aztertzea garrantzitsua bilakatu da, izan ere, animalia jatorria duen kalitate nutrizional handiko esnekia da. Gainera, bakterioak dituen elikagai bat denez, patogenoetatik libre dagoela aztertu beharra dago giza kontsumorako segurua dela bermatzeko.

Gaiaz gehiago jakiteko, UPV/EHUko LACTIKER ikerketa taldeko Mailo Virto ikertzailearekin bildu gara. Virtok, besteak beste, Idiazabal gaztaren mikrobiota aztertzeko biologia molekularrak eskaintzen dituen teknika berriak aurkeztu dizkigu.

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

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“Desde tus balbuceos con lengua de trapo hasta que aprendiste a leer, las palabras solo existían en la voz. […] Los primeros relatos de tu vida entraron por las caracolas de tus orejas; tus ojos aún no sabían escuchar.

Irene Vallejo. El infinito en un junco.

Foto: Dylann Hendricks | 딜란 / Unsplash

El camino de los sonidos desde el aire hasta tu imaginación es doblemente acaracolado. Para empezar, las ondas sonoras deben recorrer el pabellón de tus orejas, una escultura retorcida digna del mismísimo Dalí. Sus recovecos filtran el sonido y te informan sobre la localización de su fuente en el espacio. A continuación, y una vez dentro de tu cabeza, las ondas vuelven a dar vueltas dentro del pasadizo espiral de la cóclea, un órgano capaz de descomponer el sonido en sus frecuencias fundamentales. Su nombre significa “caracol” en latín, precisamente debido a su forma.

Durante mucho tiempo, los científicos se preguntaron a qué podía obedecer esta geometría tan peculiar de la cóclea, pero hasta hace relativamente poco, la respuesta no estaba clara. Solo en el año 2006, un equipo multidisciplinar de investigadores pareció dar con la respuesta1: las caracolas de nuestros oídos podrían hacernos más sensibles a los sonidos graves.

Cuando las ondas sonoras llegan a nuestro tímpano, los diminutos huesos del oído transmiten sus vibraciones a la cóclea, que está rellena de fluido y recorrida por una membrana de rigidez decreciente (la membrana basilar). Como explica Don Monroe, “las propiedades de este tubo cambian gradualmente a lo largo de su longitud, por lo que las ondas crecen y luego se desvanecen, al igual que una ola del océano, que viaja hacia la orilla y se hace más alta y más estrecha antes de romper en la playa. Las diferentes frecuencias alcanzan su pico en diferentes posiciones a lo largo del tubo, lo que permite que la cóclea las distinga”. Los sonidos más agudos, resuenan a la entrada de este órgano en forma de caracol, mientras que los más graves llegan hasta el final de la cavidad. De este modo, la cóclea es capaz de descomponer las ondas en distintas frecuencias, como si calculase una transformada de Fourier por medios mecánicos.

Sin embargo, más allá de ahorrar espacio dentro de nuestra cabeza (que bastantes cosas tenemos ya), hasta hace poco no estaba muy claro que el enrollamiento de la cóclea afectase de alguna manera a su función. En el año 2006, la matemática Daphne Manoussaki y sus colegas, Richard S. Chadwick y Emilios K. Dimitriadisun, propusieron un modelo geométrico que parece dar respuesta a esta cuestión. Según su estudio, las caracolas de nuestro oído aumentan nuestra sensibilidad a las vibraciones de frecuencia más baja. Su curvatura creciente provoca que la energía se desvíe hacia la pared exterior de la cóclea, como un coche que girase el volante gradualmente para recorrer una curva cada vez más cerrada. Puesto que los tonos de menor frecuencia se sitúan en el último trecho de la espiral (la punta de la caracola), este efecto asimétrico resulta más relevante para los sonidos más graves. La pared externa de la espiral tiende a moverse más que la cara interna y provoca un movimiento de torsión en la membrana basilar, que la excita con mayor intensidad en esta región.

Los investigadores comparan la propagación del sonido dentro de la cóclea con las conocidas como «galerías susurrantes«, o “gabinetes de secretos” en el ámbito de la arquitectura. Al encontrarse con una superficie cóncava, los sonidos pueden rebotar sin perder energía, de modo que hasta los más silenciosos se oyen a cierta distancia con una intensidad inesperada. Este efecto fue descrito por primera vez por Lord Rayleigh, quien se dedicó a analizar los susurros de la Catedral de San Pablo en Londres. Las curvas de sus paredes actuaban como verdaderas antenas, capaces de concentrar el sonido en ciertos puntos del espacio. En el caso de la cóclea, además, los giros cada vez más cerrados de la espiral provocan que las ondas sonoras se concentren en la pared exterior2. Para que podamos escuchar los susurros de otros, aunque sean los de Barry White.

Referencias:

1Manoussaki, Daphne, et al. “Cochlea’s Graded Curvature Effect on Low Frequency Waves.” Physical Review Letters, vol. 96, no. 8, 2006, https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.96.088701.

2En un estudio posterior, los investigadores comprobaron que este modelo encuentra un reflejo en el reino animal. Aquellos mamíferos cuya cóclea es más cerrada, también son más sensibles a los tonos graves. Ver: Manoussaki, Daphne et al. “The influence of cochlear shape on low-frequency hearing.” Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 105, no. 16, 2008, https://www.pnas.org/content/105/16/6162.short.

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

El artículo Las caracolas de tus orejas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Entradas relacionadas:

1. Las caracolas de Helmholtz
2. Un fósil neuronal de 25 millones de años: los humanos también orientamos las orejas
3. #Naukas13 Las orejas del elefante

Sheila Maiz-Fernández, Leyre Pérez-Álvarez, Leire Ruiz-Rubio eta José Luis Vilas-Vilela

Ehun ingeniaritza kaltetuta dauden ehunen ordezko funtzionalak sintetizatzeko helburua duen medikuntzaren arloa da. Horretarako, zelulaz, molekula bioaktiboz (proteinak, hazkuntza faktoreak…) eta euskarri porotsuz osatutako matrizeak beharrezkoak dira, proliferazio eta diferentziazio prozesu zelularrak gerta daitezen.

Matrize porotsu hauek izan beharreko berezitasun nagusia zelulaz kanpoko giza matrizearen antza edukitzea da, horregatik, euskarri hauek sintetizatzeko gehien erabiltzen diren materialak hidrogel polimerikoak dira. Polimeroak unitate molekular errepikakorrez osatuta dauden makromolekulak dira eta hauen elkargurutzapenaren ondorioz, hidrogel izeneko sare polimerikoak eratu ahal dira.

Irudia: Hidrogel injektagarriak gorputzetik kanpo likido modura aurkitu daitezke eta behin gorputz barnean, bat-bateko gelifikazioa pairatzen dute. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Hidrogel edota hiru dimentsiotako matrize polimerikoak elastikotasun eta ur kantitate handiak barnean mantentzeko ahalmen handia daukate eta horregatik, giza ehunak imitatzeko gehien erabiltzen diren materialak dira. Hidrogel injektagarriak gorputzetik kanpo likido modura aurkitu daitezke eta behin gorputz barnean, kanpo estimulu bati (pH, tenperatura, ioiak, entzimak…) erantzun eta ondorioz, bat-bateko gelifikazioa (in-situ) pairatzen dute, kaltetuta dagoen ehunaren akatsa betez.

In-situ gelifikazioak, alde batetik, interakzio fisiko itzulgarrien bidez (elkarrekintza edo aldarapen elektrostatikoak, hidrogeno loturak, aldarapen hidrofobo-hidrofobikoak…) gerta daitezke, horrela, hidrogel termosentikorrak, pH sentikorrak edo ionikoak eratzen dira. Bestaldetik, hidrogel injektagarriak erreakzio kimikoetan ere oinarritu daitezke, hauei esker, hidrogel fotopolimerizagarriak edota entzimek katalizatutako gurutzamendu bidezko hidrogelak lortu daitezke. Guzti hau kontuan hartuz, lan honek azken urteotan hidrogel injektagarrien eskutik medikuntza arloan emandako haztapenen berrikuspen bat egitea du helburu, batez ere, ehun ingeniaritzan.

Iturria: Maiz-Fernández, Sheila; Pérez-Álvarez, Leyre; Ruiz-Rubio, Leire; Vilas-Vilela, José Luis (2020). Hidrogel injektagarriak eta haien aplikazioak ehun ingeniaritzan. Ekaia, 37, 129-143. DOI: https://doi.org/10.1387/ekaia.20837 Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 37
• Artikuluaren izena: Hidrogel injektagarriak eta haien aplikazioak ehun ingeniaritzan.
• Laburpena: Ehun ingeniaritzak kaltetuta dauden ehunen ordezko funtzionalak sintetizatzeko helburua dauka. Horretarako, zelulaz, molekula bioaktiboz eta euskarri porotsuz osatutako matrizeak beharrezkoak dira, hazkuntza eta zelulen diferentziazio prozesuak gerta daitezen. Matrize horiek solidotzeko gai den aitzindari baten injekzioz eratu daitezke kaltetuta dauden ehunetan. Hori dela eta, hidrogel injektagarriak ikerkuntza arlo biomedikoan izugarri hedatu dira azken urteotan. Biomaterial horien injektagarriak izateko gaitasuna sare polimerikoen in situ gurutzaketan oinarritzen da. Gurutzaketa horiek, alde batetik, interakzio fisiko itzulgarrien bidez gerta daitezke. Hala, hidrogel termosentikorrak, pH-sentikorrak edo ionikoak eratzen dira. Bestalde, erreakzio kimikoetan ere oinarritu daitezke, zeinetan hidrogel fotopolimerizagarriak edo entzimek katalizatutako gurutzaketa bidezko hidrogelak lor daitezkeen. Lan honen helburua da hidrogel injektagarriak sintetizatzeko erabiltzen diren estrategien eta ehun ingeniaritzan ikertutako sistemen aplikazioen berrikuspen bat egitea.
• Egileak: Sheila Maiz-Fernández, Leyre Pérez-Álvarez, Leire Ruiz-Rubio, José Luis Vilas-Vilela
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 129-143
• DOI: 10.1387/ekaia.20837

Egileez:

Sheila Maiz-Fernández, Leyre Pérez-Álvarez, Leire Ruiz-Rubio eta José Luis Vilas-Vilela UPV/EHUko Kimika Makromolekularra ikerketa-taldeko eta BCMaterials zentroko ikertzaileak dira.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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