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

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

Hona hemen gure bosgarren ariketa: Perimetroaren bila.

Goiko irudia egiteko √12 zentimetroko aldea duen karratu bat 2 zentimetroko erradioa duen zirkulu baten gainean ezarri dugu, biak zentro bera izanik. Zein da irudiaren perimetroa?

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Ariketak “Calendrier Mathématique 2021. Un défi quotidien” egutegitik hartuta daude. Astelehenetik ostiralera, egun bakoitzean ariketa bat proposatzen du egutegiak. Ostiralero CNRS blogeko Défis du Calendrier Mathématique atalean aste horretako ariketa bat aurki daiteke.

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En 2010 Phillip Beale, con la réplica de un barco fenicio, demostró que un barco así podía circunnavegar África.

Los fenicios contribuyeron muy significativamente al conocimiento antiguo en dos ámbitos principalmente: geografía y navegación. Los fenicios fueron los grandes marineros de la antigüedad, navegando en expediciones comerciales desde sus ciudades portuarias de Tiro, Sidón y Biblos en el Mediterráneo oriental. Abrieron toda la región mediterránea al comercio, navegando más allá del Estrecho de Gibraltar (los Pilares de Heracles) a finales del segundo milenio a.e.c.

Fundaron las ciudades portuarias de Cartago y Útica en el norte de África y Cádiz en España y los griegos estaban convencidos de que los fenicios habían creado la ruta comercial con Tartessos en la costa atlántica de la península ibérica. Fueron los fenicios de Cartago los encargados de crear un gran imperio comercial que se extendía desde el norte de África hasta Sicilia e Iberia y en el Atlántico desde las Islas Británicas hasta la costa occidental de África. La comprensión algo errática de Homero de la geografía en la Odisea debe mucho a la exploración fenicia.

Los griegos, que emergieron de su Edad Media en el siglo VIII a.e.c., tomaron prestado el alfabeto fenicio. Irónicamente, pocos registros sobreviven de las ciudades-estado fenicias, incluida Cartago. Las fuentes sobre la exploración y la ciencia fenicias son escritores griegos y romanos.

Fuente: Wikimedia Commons

Heródoto, escribiendo a mediados del siglo V a.e.c., describió en detalle a los pueblos del antiguo Oriente Próximo, registrando historias que había escuchado sobre los fenicios. Le dijeron, por ejemplo, que cuando el rey persa Jerjes marchaba contra los griegos en el 480 a.e.c., ordenó a los fenicios que construyeran un puente a través del Helesponto (el estrecho de los Dardanelos), el estrecho que separa Asia de Europa. Los constructores de puentes fenicios atravesaron el estrecho amarrando barcos juntos, uno al lado del otro, con gruesas cuerdas hechas de lino; finalmente colocaron enormes tablones a las cubiertas de los barcos que permitieron el paso de cientos de miles de tropas persas, la marabunta de servidores y comerciantes que seguía al ejército y todos los animales asociados a ambos grupos.

El mundo según Heródoto. Fuente: Wikimedia Commons

Heródoto también describió una de las más grandes expediciones de exploración de todos los tiempos. La conoció gracias a los egipcios, cuando viajó a Egipto para investigar para su libro. El faraón Necao II había ordenado, alrededor del año 600 a.e.c., a los marineros fenicios que descubrieran la extensión y la naturaleza de África, llamada por los griegos Libia. En el libro 4 de Historias, Heródoto narra el viaje de los fenicios, quienes zarparon desde el extremo norte del Mar Rojo, salieron al Océano Índico y prosiguieron a lo largo de la costa oriental de África. Sus pequeños barcos de madera eran lo suficientemente marineros como para navegar por las aguas someras cercanas a la costa. Heródoto afirma que haciendo gala de una excelente planificación y paciencia, hacían puerto al entrar el otoño, sembraban semillas, esperaban, exploraban y cazaban, recogían la cosecha y luego continuaban el viaje descansados, con la primavera bien entrada y bien provistos de alimentos. Emplearon más de dos años en hacer el viaje, durante el cual observaron y registraron sus hallazgos. Tras circunnavegar el continente, rodeando el Cabo de Buena Esperanza navegando de este a oeste, entraron en aguas del Atlántico y navegaron por la costa de África hasta el golfo de Guinea. Luego rodearon el cuerno de África, luchando contra los vientos y las corrientes contrarias, hasta llegar finalmente a los Pilares de Heracles y al Mediterráneo.

Una vez de regreso al río Nilo, informaron a Necao de un extraño fenómeno. Navegando hacia el oeste desde el océano Índico al Atlántico, rodeando el Cabo de Buena Esperanza, veían el sol en el lado de babor (a la derecha del sentido de avance) de sus barcos. Cuando Heródoto escuchó esto, se mostró incrédulo, sabiendo por su experiencia que los barcos que navegaban hacia el oeste en el Mediterráneo siempre tenían el sol a estribor (a la izquierda). De todos modos, registró la dudosa historia, proporcionando así a los observadores posteriores una clara evidencia de que los fenicios habían cruzado el Trópico de Capricornio hacia el hemisferio sur, donde para los viajeros que van de este a oeste, los rayos del sol siempre están hacia el norte.

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

El artículo Los fenicios fueron los primeros en circunnavegar África hace más de 2500 años se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Carlos de la Fuente Marcos

Tras intensos debates en la comunidad astronómica mundial y a pesar de las protestas de muchos aficionados, el 24 de agosto de 2006 Plutón dejó de ser un planeta y pasó oficialmente a ser un planeta enano. Mientras se acaba de zanjar la polémica, este cautivador mundo helado se ha convertido en la primera etapa de una nueva época de descubrimientos en los confines del sistema solar.

Imagen de Plutón captada por la nave New Horizons de la NASA cuando pasó cerca de este planeta enano en julio de 2015. Fuente: NASA/JHUAPL/SwRI

Hace casi un siglo, el 14 de marzo de 1930, periódicos de todo el mundo se hacían eco del descubrimiento de Plutón con titulares como este: “Descubierto el noveno planeta al borde del sistema solar: el primero encontrado en los últimos 84 años”.

Su clasificación como planeta se mantuvo durante décadas, pero justo hace ahora 15 años, el 24 de agosto de 2006, pierde ese estatus y pasa a ser clasificado como ‘planeta enano’, tras un encendido debate en la XXVI Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) celebrada en Praga (República Checa) y la subsiguiente votación: 237 votos a favor del cambio, 157 en contra y 17 abstenciones.

Pocos acontecimientos han dividido tanto a la comunidad astronómica mundial, tanto aficionada como profesional, como la reclasificación de Plutón. Sin embargo, este tipo de reclasificaciones de objetos una vez que se ha comprendido mejor su naturaleza no es ajena a la historia de la propia astronomía.

Ahí está el caso de Ceres. Cuando Giuseppe Piazzi anunció su descubrimiento el 24 de enero de 1801, los únicos objetos del sistema solar conocidos eran los ocho planetas, algunas de sus lunas y los cometas. Lógicamente y tras calcularse su órbita con una precisión razonable, Ceres fue clasificado en principio como planeta.

Asteroides y planetas menores

Pero los años pasaron y aunque los libros y otros materiales educativos seguían hablando del planeta Ceres, la comunidad astronómica continuó encontrando objetos con propiedades similares. Herschel acuñó el término ‘asteroide’en 1802 para referirse a ellos, el almanaque británico The Nautical Almanac and Astronomical Ephemeris comenzó a denominarles ‘planetas menores’ en 1841, y el Observatorio Naval de EEUU como ‘pequeños planetas’ en 1868.

Las palabras asteroide y planeta menor fueron aceptadas rápidamente por la comunidad astronómica y las designaciones estándar (1 Ceres, 2 Palas, 3 Juno, etc.) para los asteroides fueron adoptadas en 1851.

No fue necesario realizar una votación oficial para reclasificar a Ceres. El tiempo y la ausencia de una directriz oficial posibilitaron una transición paulatina y sin traumas.

A medida que se produjeron nuevos descubrimientos, la comunidad astronómica comprendió que estos eran fundamentalmente distintos de los planetas conocidos y dejó paulatinamente de referirse a ellos como planetas, comenzando a llamarles asteroides, planetas menores o cuerpos menores, aunque esta última acepción también incluye a los cometas.

De hecho, es poco habitual encontrar en publicaciones del siglo XX referencias a Ceres o a alguno de los asteroides del cinturón principal como planetas. El caso de Plutón guarda cierto paralelismo con el de Ceres, aunque el primero haya sido reclasificado oficialmente.

Unos años antes, el 30 de agosto de 1992, David C. Jewitt y Jane X. Luu observando desde el observatorio de Mauna Kea en Hawái (EE UU) descubrieron 15760 Albion, cuya designación provisional fue 1992 QB1. Era la primera vez que se descubría un objeto tan distante como Plutón y la prensa no tardó en referirse a él como el décimo planeta.

Pero poco duró: cientos de los llamados objetos transneptunianos fueron descubiertos entre 1992 y 2006, cuando la UAI decidió reclasificar a Plutón. Algunos tienen órbitas similares a la suya, otros se mueven en trayectorias mucho más excéntricas y distantes.

Varios de los objetos transneptunianos descubiertos, en concreto Eris (cuyo estudio condujo al ‘destierro’ de Plutón como planeta), Makemake y Haumea, rivalizan en tamaño con Plutón o lo superan. Junto a Ceres, son los cinco planetas enanos.

Comparación aproximada de tamaños de los planetas enanos Plutón (con su satélite Caronte), Haumea, Eris, Makemake y Ceres respecto a la Tierra y la Luna. Fuente: NASA, ESA, JPL, A. Feild (STScI)

Plutón había dejado de ser un objeto único, peculiar o especial. Como Ceres, para muchos ahora estaba claro que es fundamentalmente diferente de los ocho planetas clásicos, aunque haya sido también visitado por nuestras sondas espaciales. En concreto, por la nave New Horizons de la NASA, que el 14 de julio de 2015 se aproximó a una distancia de 12.500 km de Plutón.

Sin embargo, su naturaleza misteriosa había cautivado durante décadas la imaginación tanto del público en general como de sectores de la comunidad astronómica. Un cambio drástico como el que se votó aquel 24 de agosto de 2006 tenía que ser necesariamente polémico y suscitar reacciones encontradas.

Pasar página a una controversia que sigue

Desafortunadamente, la controversia asociada a la decisión de reclasificar a Plutón como planeta enano todavía persiste quince años después. Quizás ya es hora de mirar hacia adelante y dejar de lado controversias improductivas. En su momento, Plutón representó el salto de una barrera, la de las 30 unidades astronómicas o UA (1 UA es la distancia media entre la Tierra y el Sol, y 30 es la distancia media entre Neptuno y el Sol).

Pero los nuevos descubrimientos nos han llevado mucho más allá, abriéndonos horizontes previamente inexplorados, despejando viejas incógnitas y trayéndonos infinidad de nuevas cuestiones a resolver.

La controversia de Plutón ha restado brillo al reciente cruce de una nueva barrera, la de las 100 UA que define de forma aproximada el denominado frente de choque de terminación y la heliopausa o frontera que separa el viento solar del medio interestelar.

El 17 de diciembre de 2018 se anunció el descubrimiento de 2018 VG18 o FarOut, el primero objeto del sistema solar encontrado a una distancia más allá de 100 UA. Lo encontraron los astrónomos estadounidenses Scott S. Sheppard, David J. Tholen y Chadwick Trujillo a casi 124 UA de la Tierra.

Pero afortunadamente las buenas noticias no acaban aquí. El 10 de febrero de 2021, el mismo equipo anunció el descubrimiento de un objeto aún más lejano: 2018 AG37 (apodado Farfarout), situado a más de 132 UA.

La ventana de las 100 UA ya está abierta y la comunidad astronómica está lista para empezar a explorarla. Los astrónomos Malena Rice y Gregory Laughlin de la Universidad de Yale (EE UU) anunciaron en diciembre de 2020 el descubrimiento, con el telescopio espacial TESS, de ocho objetos situados a más de 100 UA, incluyendo un candidato localizado a más de 200 UA.

¿Nuevos planetas en el sistema solar?

Pero esto puede ser sólo el principio. El Atacama Cosmology Telescope (ACT) ha observado en microondas varios objetos candidatos situados a distancias de entre 300 UA y 2000 UA. La colaboración encabezada por Sigurd Naess cree que alguno de ellos podría corresponder a un cuerpo celeste con una masa igual o superior a las cinco masas terrestres; es decir, se trataría de un planeta propiamente dicho, pero de menor masa que Urano y Neptuno.

La confirmación y el eventual estudio de objetos tan remotos como estos necesitan de los mayores telescopios disponibles, como el Gran Telescopio Canarias (GTC) de 10,4 metros de diámetro, actualmente el mayor telescopio óptico operativo completamente orientable.

GTC ha sido capaz de observar 2018 VG18 y 2018 AG37 y ha comenzado un sondeo para intentar recuperar los candidatos anunciados por la colaboración ACT y quizás otros nuevos. Las primeras observaciones ya han sido realizadas y el análisis de los datos está en curso. Se esperan resultados preliminares antes de que acabe el año.

El descubrimiento de Plutón fue solo el principio, gracias a disponer de telescopios de mayor tamaño y de mejor tecnología ahora podemos ir mucho más allá. Probablemente surgirán nuevas controversias científicas, pero la exploración del sistema solar más distante, que comenzó con el hallazgo de Plutón, sin duda nos va a deparar grandes descubrimientos en los próximos años.

Diferencia entre planeta y planeta enano

En la misma asamblea de 2006 donde la UAI acordó que Plutón es un planeta enano, se definió planeta como un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su autogravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido, de modo que asume una forma de equilibrio hidrostático casi redonda, y (c) ha despejado [de objetos] la vecindad alrededor de su órbita.

En el caso de los planetas enanos coinciden los puntos (a) y (b), aunque respecto a que deben ser aproximadamente esféricos, alguno como Haumea es más bien elipsoidal. Pero en lo que son diferentes es en la (c), ya que los planetas enanos no han limpiado la vecindad alrededor de su órbita, es decir, puede tener objetos de similar tamaño en órbitas relativamente cercanas. En los planetas, no.

Por ejemplo, coorbitando con la Tierra se mueven los Arjunas, un tipo de objetos cercanos con período orbital en torno al Sol virtualmente idéntico al de nuestro planeta. Puede que haya cientos o incluso miles de ellos. Sin embargo, los Arjunas más grandes tienen tamaños del orden del kilómetro, miles de veces más pequeños que nuestro planeta.

Sin embargo, en el caso de los objetos del cinturón de Kuiper, hay varios con tamaños similares al de Plutón.

Sobre el autor: Carlos de la Fuente Marcos es astrónomo de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), especialista en objetos transneptunianos.

Este artículo se publicó originalmente en SINC. Artículo original.

El artículo 15 años con el planeta enano Plutón se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Eritasun zeliakoa asaldu autoimmune konplexu bat da, eta genetikoki aurrez prestatuta dauden pertsonei eragiten die. Egun, diagnostikoa baieztatzeko endoskopia egitea beharrezkoa da. Hau prozedura desatsegina izateaz gain, nahiko garestia izaten da. Alde batetik, gaixotasun zeliakoaren sintomatologia duten pazienteei endoskopia egiten zaie, baina kontuan euki behar da sintomak (tripako mina, pisu galera edo anemia, besteak beste) oso arruntak izaten dira, alegia, beste gaixotasun askoren antzekoak. Era berean, gaixotasun zeliakoa garatzeko arrisku handiena ematen duen aldaera genetikoa populazio osasuntsuaren ehuneko handi batean dago. Ondorioz, sintoma eta arrisku genetikoa duten paziente ez-zeliako askori behar ez den endoskopia bat egiten zaie.

Irudia: Listu laginen bilketa odola ateratzea baina erosoagoa da. (Argazkia: Tho-Ge – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Orain, Ikerbasqueko eta UPV/EHUko ikertzaileek, Biodonostia eta Biocruces institutuekin eta Txagorritxu eta Galdakaoko ospitaleekin lankidetzan, burutu berri duten ikerketa batean, gaixotasun zeliakoaren diagnostikoan laguntzeko metodo ez inbaditzaile bat garatu dute listua erabiliz. Endoskopia horiek ekidin edota murrizte aldera, ikerketa honetan listua erabiliz gaixotasun zeliakoa diagnostikatzeko metodo ez inbaditzaile baten garapena posible dela erakutsi dute.

Metodoa garatzeko prozedura

Lehenik eta behin, listuan ere zeliakoen hestean ikusten den inflamazioa ikusteko gai zirela ziurtatu zuten Ainara Castellanos ikerlari nagusiak eta Maialen Sebastian doktoratu aurreko ikasleak. Ondoren, paziente zeliakoen eta paziente kontrolen (hau da, paziente ez zeliako) listu laginetan inflamazioa kuantifikatu zuten. Listu lagin horietan gaixotasun zeliakoaren arrisku genetika ere aztertu zuten. Datu hauekin (inflamazioa eta arrisku genetika) iragarpen formula bat sortu zuten. Azkenik, eredu honen iragarpen ahalmena 100 listu laginetan itsuan frogatu zuten eta lortutako asmatze tasa %73koa izan zen. Gainera, euren iragarpen ereduak %91ko sentikortasuna aurkeztu zuen, hau da, gaixotasun zeliakoa dutenen artean asmatze tasa %91koa izan zen.

Iragarpen ereduak sentikortasun altua du eta beraz, gaixotasun zeliakoaren diagnostikoa baztertzeko egokia izan daiteke. Era berean, gogoratu behar da ereduarekin emaitza onak lortu diren arren ez dela %100 zehatza, eta beraz gaur egungo diagnostiko metodo tradizionala ezin dela guztiz baztertu. Ondorioz, eredu honek zeliakotzat iragartzen dituen pazienteei endoskopia egin beharko zaie. Edozein kasutan ere, metodo hau erabiliz egiten diren endoskopia kopurua asko murriztuko litzateke.

Gainera, konprobatu da, listu lagin berdinean gaixotasunaren arrisku genetika ere aztertu ahal denez, odolean egiten diren proba genetikoen alternatiba ez-inbaditzailea ere izan daitekela, listu laginen bilketa odola ateratzea baina erosoagoa baita.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Gaixotasun zeliakoa diagnostikatzeko metodo ez inbaditzailea.

Erreferentzia bibliografikoa:

Sebastian-delaCruz M, Olazagoitia-Garmendia A, Madrigal AH, Garcia-Etxebarria K, Mendoza LM, Fernandez-Jimenez N, Casales ZG, Navarro EdlC, Calvo AE, Legarda M, Tutau C, Irastorza I, Bujanda L, Bilbao JR, Castellanos-Rubio A. (2021). A novel non-invasive method based on salivary inflammatory biomarkers for the screening of celiac disease. Non-invasive diagnosis for celiac disease. Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology DOI:10.1016/j.jcmgh.2021.05.01

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Fuente: Wikimedia Commons

Las mangostas rayadas, Mungos mungo, no crían a su propia progenie. En casi todos los grupos de la especie las hembras adultas dan a luz el mismo día. La sincronía viene de semanas atrás. Todas entran en celo alrededor del décimo día después de haber parido. Tras quedar preñadas de nuevo, las que completan la gestación dan a luz a sus crías en un cubil bajo tierra. Se forma así una especie de camada comunal compartida.

Esa ajustada sincronía parece eliminar las claves de la maternidad, los elementos que permiten identificar a las crías propias. Durante el primer mes de vida de las recién nacidas, las madres amamantan a unas y otras con independencia de si son suyas o no; es más, las crías maman de diferentes madres. Ahora bien, en las raras ocasiones en que sí hay claves de maternidad, como cuando no se sincroniza la reproducción de todo el grupo de madres, o cuando a las de más edad se les suministran anticonceptivos, unas hembras matan a las crías de las otras en vez de cuidar de ellas. Esto sugiere que esas claves no existen en las camadas comunales sincrónicas propias de condiciones normales.

Transcurrido el periodo en que las crías son amamantadas, salen de la hura y se asocian de forma biunívoca con adultos, sus escoltas, que pueden ser cualquier macho o hembra del grupo, con independencia del grado de parentesco que haya entre ellos. Cada escolta se ocupa de su cachorro, lo alimenta y protege hasta que, con unos noventa días de edad, es capaz de mantenerse por sí mismo. Tanto los escoltas como las crías contribuyen a mantener el vínculo entre ambos. El escolta reconoce de forma individual y responde preferentemente a las llamadas del cachorro al que cuida, y lo busca activamente si se separa o se pierde. Lo alimenta casi de manera exclusiva; el cachorro recibe casi todo el alimento de su escolta y le pide comida de forma continua.

Salvo en los insectos sociales, en las especies en que hay cuidado parental, los progenitores cuidan de sus propios descendientes. De esa manera son ellos y, con ellos, sus propios genes, los que tienen mayor probabilidad de perpetuar su linaje. En Mungos mungo no ocurre tal cosa.

En un experimento reciente con mangostas rayadas en que se suministró más alimento a un grupo de madres que a otras, se observó que las que contaban con más recursos alimentaban preferentemente a las crías de menor tamaño. Crecían de esa forma más que las otras, y acababan teniendo todas similar peso. Así pues, en esta especie las madres invierten los recursos para la crianza de manera que minimizan el riesgo de que su propia progenie se encuentre en posición de desventaja, en vez de hacerlo de manera que la privilegien. Y es la ignorancia acerca de la relación de parentesco la que permite que se produzca la redistribución de recursos que reduce las posibles desigualdades.

Hasta ahora, solo en nuestra especie sabíamos de la disposición a pagar un precio por atenuar desigualdades, aunque tales desigualdades pudieran favorecer a los individuos que lo pagan. Se favorece así la cooperación, porque cuando hay incertidumbre con respecto al retorno esperable del desempeño de diferentes roles sociales, el compartir de forma igualitaria los recursos asegura a quienes interaccionan frente al riesgo de encontrarse en posición de desventaja. Las mangostas se comportan de acuerdo con la lógica del “velo de la ignorancia” de John Rawls: al ignorar quiénes son sus crías, el trato que les dan tiende a eliminar las desigualdades entre ellas.

Fuente: Marshall, H.H., Johnstone, R.A., Thompson, F.J. et al. (2021): A veil of ignorance can promote fairness in a mammal society. Nat Commun 12, 3717.

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

El artículo El velo de la ignorancia en mangostas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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En primer término la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) de Galindo. Fuente: FYSEG

Bizkaia tuvo un enorme desarrollo económico, tecnológico y social en la segunda mitad del siglo el siglo XIX, y alcanzó su máximo esplendor a finales de ese siglo y a principios del siglo XX. Este desarrollo fue consecuencia de la confluencia de varios factores, entre los que se encontraba la explotación eficiente de los recursos minerales del territorio. La industrialización asociada en el entorno de la ría del Nervión supuso un impacto ecológico enorme en el que solo las especies animales muy resistentes a la contaminación podían subsistir. La recuperación de la ría supuso una decidida inversión en infraestructuras con la vista puesta en el largo plazo, que es nuestro hoy. El vídeo forma parte del proyecto «La Ría del Nervión a la vista de las ciencias y las tecnologías».

Edición realizada por César Tomé López

El artículo Infraestructuras para el retorno de la vida a la ría del Nervión se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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David Hoyos, Andoni Kortazar y Gorka Bueno Mendieta

Un tren de alta velocidad a su paso por el viaducto de Roden (Zaragoza). Foto: Shutterstock / pedrosala

 

En 2022 se cumplirán 30 años desde la puesta en marcha de la primera línea de alta velocidad en España, Madrid-Sevilla. Tras más de 56 000 millones de euros invertidos en la segunda red más extensa del mundo (3 086 km), los argumentos sociales, económicos y ambientales favorables al modelo español de alta velocidad ferroviaria se han desvanecido a la luz de la evidencia científica acumulada.

La emergencia climática no hace sino apuntalar el sinsentido del AVE y urge a repensar la política española de transportes con medidas concretas y creíbles, consistentes con los compromisos climáticos del Acuerdo de París.

Piedra angular de la movilidad sostenible

La Comisión Europea declaraba 2021 como el año europeo del ferrocarril. La promoción de modos más sostenibles de transporte ha sido una de las prioridades de la política europea desde finales del siglo pasado. El objetivo ha sido reconciliar un crecimiento imparable del transporte de pasajeros y mercancías con unos crecientes efectos perjudiciales para la sociedad, el medio ambiente e incluso la propia economía.

El ferrocarril, central en esta nueva política de transporte, ha adquirido un protagonismo especial en el caso español en forma de inversiones masivas en alta velocidad ferroviaria.

Paradójicamente, entre 1990 y 2018, la cuota modal del ferrocarril ha bajado del 7 % al 6 % en el transporte de pasajeros y del 10 % al 4 % en lo que se refiere al transporte de mercancías. No es de extrañar que en el periodo de vigencia del Protocolo de Kyoto, el transporte es el único sector que ha aumentado sus emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) (+73 %), representando en la actualidad un 31 % del total.

Ineficiente en lo económico e injusta en lo social

La evaluación económica del modelo ferroviario de alta velocidad español ha concluido en la ausencia de rentabilidad financiera y social de todos los corredores. En otras palabras, la sociedad nunca recuperará el dinero invertido.

Detrás de estos resultados se encuentra una escasa demanda fruto de una planificación deficiente y alejada de las necesidades sociales y unas inversiones caracterizadas por permanentes retrasos, sobrecostes y corrupción –como han reflejado diversos informes de los tribunales de cuentas europeo y español–. Todo ello convierte a ADIF-Alta Velocidad en la empresa pública más endeudada del Estado.

Los promotores de este modelo ferroviario destacan la necesidad de culminar una red mallada en todo el Estado para mejorar su utilidad. Sin embargo, los estudios realizados concluyen que la rentabilidad social es aún menor en la medida en que se conectan núcleos con menor demanda potencial de pasajeros.

Desde el punto de vista social, la escasa demanda obedece a la inexistencia de una disposición a pagar alta velocidad por parte de los usuarios (que apenas alcanza a cubrir los costes variables del servicio). Esto se traduce en una regresividad de la inversión.

El AVE tampoco ha demostrado favorecer el desarrollo regional ni cambios en productividad. Sus mayores efectos se reducen a la propia construcción y a la reorganización (especulación) urbana en torno a las estaciones.

Otra de las consecuencias de las masivas inversiones en alta velocidad ha sido el abandono de la red española de cercanías. Esta da servicio al 90 % de los usuarios del ferrocarril en España y atiende fundamentalmente a la movilidad obligada.

Insostenible en lo ambiental

Dejando a un lado importantes efectos ambientales negativos, como la ocupación de suelo, el efecto barrera, el impacto paisajístico o la contaminación acústica y atmosférica, el debate sobre el carácter ecológico del tren de alta velocidad se ha centrado en el balance de emisiones de gases de efecto invernadero debido, lógicamente, a su implicación en el cambio climático.

Los defensores del tren de alta velocidad han argumentado, con razón, que dadas sus menores emisiones por persona/mercancía transportada, desviar tráficos desde la carretera y el avión hacia el ferrocarril de alta velocidad era beneficioso para el medio ambiente.

Sin embargo, estos análisis han contado con una carencia fundamental: obviar la contabilidad de las emisiones asociadas a la construcción de estas infraestructuras. Ninguna familia valoraría, por ejemplo, sustituir un electrodoméstico por otro de mayor eficiencia energética sin tener en cuenta el coste del nuevo electrodoméstico.

El análisis de ciclo de vida es vital en este contexto. La amenaza del cambio climático alienta numerosas propuestas de energías “limpias” que, tras ser debidamente analizadas, acaban teniendo un balance neto incluso negativo. Se ha visto recientemente, por ejemplo, en el caso del hidrógeno azul.

Según los resultados de nuestro reciente estudio, el primero –del que tengamos conocimiento– que ha intentado abordar este análisis en el marco de las publicaciones académicas, el balance medioambiental neto del conjunto de la red española de alta velocidad es, sin ser perjudicial, considerablemente más pobre de lo que se pensaba.

Teniendo como referencia el año 2016 (últimos datos disponibles), la red española de alta velocidad requiere una media de 15 años de funcionamiento para compensar las emisiones GEI asociadas a su construcción (hasta 62 y 87 años en lo que se refiere a emisiones de SO₂ y partículas PM₁₀ respectivamente). No obstante, encontramos diferencias notables entre los corredores: 9 años en el corredor andaluz, 12 en el catalán, 20 en el corredor levantino y 79 en el caso del corredor norte.

Al igual que ocurría con la evaluación económica, el factor más influyente en estos pobres resultados es la baja densidad de transporte, la escasa desviación de viajeros de modos más contaminantes como el automóvil o el avión y el hecho de ser una red exclusiva de pasajeros, dejando fuera el transporte de mercancías que se realiza casi exclusivamente por carretera.

El estudio constata, además, que los resultados empeoran a medida que la red se expande a corredores con menor demanda de transporte.

El problema, sin embargo, no es solo que algunos corredores no estén justificados. Una vez ponemos en su contexto los resultados del balance climático de la red española de alta velocidad, nos encontramos con que apenas contribuye a reducir un 1 % las emisiones anuales totales de transporte en España.

El AVE ante la emergencia climática

Todo lo anterior debería haber servido para alentar un debate en torno a la inversión en alta velocidad ferroviaria en España hace 20 o 30 años. Habría permitido abandonar unas inversiones que se han demostrado beneficiosas para las empresas constructoras y perjudiciales para el resto de la sociedad.

Sin embargo, el debate actual no es –o al menos, no debería ser– este. El debate actual nada tiene que ver con estar a favor o en contra del tren de alta velocidad como modo de transporte, ya que indudablemente tiene virtudes como su rapidez, comodidad y puntualidad.

El contexto ha cambiado radicalmente al encontrarnos en una situación inédita global de emergencia climática. La comunidad científica mundial ha hecho un llamamiento unánime a reducir drásticamente las emisiones de gases de efecto invernadero con el fin de limitar el aumento de la temperatura global a 1,5 grados. Una llamada a la acción que se está traduciendo en compromisos internacionales de reducción de emisiones cada vez más ambiciosos –neutralidad climática en 2050 y hasta un 55 % en 2030, en apenas 8 años–. “No hay plan B porque no hay planeta B”, decía recientemente Emmanuel Macron en el aniversario del Acuerdo de París.

Así, el debate necesario y urgente es en qué medida puede contribuir o no el AVE a la reducción drástica de emisiones comprometidas en París y que, a la luz de los resultados del último informe del IPCC, deberá ser aún mayor tras la Conferencia de Glasgow.

Y es en este contexto donde nos encontramos que el modelo ferroviario de alta velocidad no solo no es la solución, sino que la obstaculiza y nos hace perder un tiempo que no tenemos en la necesaria transición ecológica del transporte en España.

Sobre los autores: David Hoyos es profesor agregado en el Departamento de Métodos Cuantitativos, Andoni Kortazar, profesor interino en el Departamento de Economía Aplicada V y Gorka Bueno Mendieta, profesor titular de Tecnología Electrónica de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea.

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

El artículo Alta velocidad: ineficiente, injusta e insostenible se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Oier Pajuelo Corral, Jose Manuel Seco, Javier Cepeda

Koordinazio polimeroek (CPs) azken urteetan jasan duten hazkundea ikaragarria izan da material ez-organiko hibridoen arloan. Konposatu hauen karakteristikarik erakargarriena beraien egitura kristalinoa diseinatzeko erraztasuna eta hauek aurkezten dituzten propietate ugariak dira. Egitura horiek eraikitzeko bi osagai beharrezkoak dira: estekatzaileak eta metalak. Estekatzaileak atomo emaileak dituzten molekula organikoak dira eta nodoak metal edo kluster metalikoak (1. irudia).

1. Irudia. Metalen (berdea) eta estekatzaileen arteko konbinaketa sare moduko eraikin kristalinoa osatzen duen koordinazio polimeroa. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Esan bezala, konposatu horiek propietate anitzak erakusten dituzte haien egitura hibridoa dela medio, eta horrek hainbat aplikaziotan erabiltzeko gaitasuna ematen die. Horien artean, gehien nabarmentzen den erabilera gas edo molekula txikien (H2, CO2…) adsortzioa da, gas horien biltegiratze edo banaketarako prozesuak goitik behera aldatu dutenak “Metal-Organic-Frameworks” (MOFs) deritzon koordinazio polimeroetan. Bestalde, konposatu horiek beste ezaugarri interesgarri batzuk eskaintzen dituzte hala nola katalisi arloan edo luminiszentzian. Azken horien interesa asko hazi da azken urteetan gailu argitsu hobeak sortu ditzaketelako, aplikazio-esparru anitzak dauzkatenak, hala nola trafiko-seinaletan, pantaila digitalean edo faltsifikazio sistemetan. Halaber, ezaugarri hori konbina daiteke molekula zehatzak detektatu ditzaketen sentsore gisa erabil daitezkeen material berriak sortzeko.

Luminiszentziari materialak argia igortzeko duten gaitasunari deritzo, aldez aurretik energia xurgatu behar izan duelarik. Bi argi igorpen mota bereiz ditzakegu: fluoreszentzia eta fosforeszentzia. Lehenengoaren kasua argi igorpena oso azkarra da, aurrez aurretik xurgatuta energia xurgatu bezain laster bueltatzen dute argi moduan; beraz, energia iturria kenduz gero argia igortzeari uzten diote. Fosforeszentzian berriz, xurgatutako energiaren igorpena argi moduan askoz motelagoa da, igorpenak denboran luzatzea ahalbidetzen duena eta kitzikatze iturria behin kenduta argia igortzen jarraitzen dute. Denboran luzatzeko argi igorpenari iraupen luzeko fosforeszentzia (ingelesez Long-Lasting Phosphorescence, LLP) deitzen zaio.

2. Irudia. Koordinazio-polimero baten argi igorpena kitzikatzearen ondorioz. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Luminiszentzia konposatuaren izaera hibrido metal-organikotik dator, hau da, metalaren eta estekatzailearen ezaugarrien arteko konbinaziotik. Horretarako, metalaren eta estekatzailearen aukeraketa egokia egitea ezinbestekoa da gure konposatuak luminiszenteak izan dezaten. Metalen artean, geruza osoko metalak dira egokienak, hala nola zink (II) edo kadmio (II), biek d10eko konfigurazio elektronikoa dute. Geruza osoa izateagatik, d-d trantsizioetan oinarritutako erlaxazio prozesu ez-erradiatiboak (ez dutenak argirik igortzen) ezin dira eman eta ondorioz igorpen luminiszentea bermatzen du. Horrek esan nahi du beste metal batzuk ere baliagarriak direla koordinazio polimero luminiszenteak eraikitzeko baldin eta geruza osoko metalak baldin badira, hala nola metal-lurralkalinoek. Estekatzailearen aldetik, konposatu organikoak elektroi pare bakartiak dituzten atomoak eduki behar ditu, adibidez oxigeno, nitrogeno edo fosforo atomoak, eta elkarrekintza supramolekularrak sortzen laguntzen dituzten talde funtzionalak, hala nola eraztun aromatikoak edo karboxilato taldeak.

Dena den, konposatu hauek aurreko mendetik ezagunak diren arren, azkenengo hamarkadan hazkunde handia jaso dute bere egituraren natura hibridoa metal-organikoak osagaien konbinaketa mugagabea eskaintzen duelako eta horren ondorioz propietate luminiszenteak egokitzea erraza suertatzen delako. Horrenbestez, molekula adimenduak sor ditzakegu sistema optiko gisa erabiltzeko. Igorpen luminiszenteak dituzten koordinazio-polimeroak aplikazio gutxi batzuetan sustatu badira ere, bere garapena abiapuntuan baino ez dago eta; hortaz, ibiltzeko geratzen den bidean tarte handia dago oraindik ere iraupen luzeagoko argi igorpena erakusten duten material berri eta hobeak sortzeko.

Iturria:

Pajuelo Corral, Oier; Seco, Jose Manuel; Cepeda, Javier (2020). «Koordinazio polimero luminiszenteak: gailu argitsuen etorkizuna»; Ekaia, 37, 2020, 159-174. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20840) Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 37
• Artikuluaren izena: Koordinazio polimero luminiszenteak: gailu argitsuen etorkizuna.
• Laburpena: Koordinazio-polimero luminiszenteak aurreko mendetik ezagutzen diren arren, izugarrizko hazkundea izan dute aurreko hamarkadatik gaur egun arte, erakusten duten argi-igorpen gaitasun paregabeei esker. Material horiekin, gailu argitsuen arloan belaunaldi berri bat garatzen hasi da, bereziki sentsore gisa edo faltsifikazio-sistemetan erabiltzeko. Material hauen aplikazio gehienek intentsitate handiko igorpenak edota igorpen iraunkorrak izatera behartzen dute. Zentzu horretan, koordinazio-polimeroak aukera egokiak dira, beren izaera metal-organikoa dela eta; haien egitura kristalinoa nahi diren propietate fotoluminiszenteak erakusteko diseina daitezke, horrela eginkizun zehatz batera bideratzeko. Azpimarratzekoa da azken urteotan ikusi egin dela koordinazio-polimeroek iraupen luzeko argi-igorpenak emateko gaitasuna daukatela. Lan honen helburu nagusia da koordinazio-polimero luminiszenteak eta, bereziki, argi-igorpen fosforeszenteak sortzen dituztenak nola eraiki eta haietan gertatzen diren fenomenoak azaltzea.
• Egileak: Oier Pajuelo Corral, Jose Manuel Seco, Javier Cepeda
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 159-174
• DOI: 10.1387/ekaia.20840

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Egileez:

Oier Pajuelo Corral, Jose Manuel Seco eta Javier Cepeda UPV/EHUko Donostiako Kimika Zientzien Fakultateko Kimika Ez-organiko Sailekoak dira.

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Foto: Jarosław Kwoczała / Unsplash

Si me preguntan a mí, la temperatura más alta de la historia debió de producirse el sábado pasado en el salón de mi casa. No tenía ningún termómetro a mano, pero según mis estimaciones, la sensación térmica durante la ola de calor en el centro de Madrid ascendió a los 74,3 ºC (74,5 ºC cuando el ventilador apuntaba para otro lado).

Los climatólogos, en cambio, tienen su propia versión de los hechos. Según sus registros históricos, la temperatura más alta de la Tierra jamás anotada por un ser humano ascendió a 58 grados centígrados. Esta fue la cifra que nos legó un soldado italiano durante un tórrido verano en el desierto de Libia, en 1922. Sin, embargo no está exenta de polémica. Existen varias inconsistencias en estos registros que parecen apuntar a un error. Concretamente, a un error de usabilidad de su termómetro.

Pero pongámonos en contexto. Estamos en 1922. Imagina que eres un soldado destinado en la región de Al Azizia, cerca de Trípoli. En algún momento, te han dado instrucciones para apuntar diariamente lo que marca el termómetro, pero probablemente no te han explicado muy bien cómo hacerlo ni tampoco para qué. Y ahí estás tú, sudando como un pollo, viendo hincharse una barrita de Mercurio en medio del desierto africano.

Probablemente, la sensación térmica de ese soldado debió de parecerse bastante a la de mi piso de Madrid. Se le derretía el alma y la mollera, y él ni siquiera contaba con un triste ventilador. Aún así, tuvo la paciencia de fijarse en el termómetro cada día y fue anotando sus numeritos: 50, 56, 58, 53, 53… da calor solo de leerlo. Difícilmente podía saber que sus anotaciones pasarían a definir en el récord de temperatura registrada sobre la Tierra durante un total de 90 años.

Parte de la hoja de observación meteorológica original de El Azizia, septiembre de 1922. Fuente

 

Los apuntes de aquel soldado nos permiten rastrear las huellas de su posible error. Dos días antes del 13 de septiembre (el día en que se batió el récord), la caligrafía de los registros cambia. Resulta evidente que entra en escena un nuevo apuntador. El mismo día el orden de todos los datos se invierte: la temperatura máxima pasa a estar en la columna de la izquierda, la mínima a la derecha. Claramente, nuestro héroe no estaba prestando mucha atención. ¿Pero es posible que se confundiese, también, al interpretar su aparato de medición?

Esta es la hipótesis que defienden los autores de un estudio publicado hace algunos años por la Organización Meteorológica Mundial (OMM)1. Durante 2010 y 2011, un panel internacional de expertos llevó a cabo una investigación en profundidad sobre este récord en los registros y concluyó que no podían darse por buenos. Las mediciones de aquel soldado no solo son incoherentes con las registradas en otras estaciones cercanas. Tampoco pueden compararse con los valores de temperatura observados posteriormente en el mismo lugar, y constituirían un microclima impropio de la región. Pero además, parece que el propio termómetro podría haber jugado un papel en aquel error. Se trataba de un modelo Bellani-six, con dos masas flotantes sobre dos columnas de fluido. Al contraerse o dilatarse, el fluido empujaba las masas, que se superponían sobre una escala e indicaban la temperatura máxima y mínima del aire durante el día. Pero aquellas masillas eran bastante alargadas y era importante saber que la temperatura debía medirse en su punto más bajo (esto es, inmediatamente, encima de la columna de fluido).

Si aquel soldado italiano, por inexperiencia o por falta de atención, hubiese anotado la temperatura que figuraba encima de la masa del termómetro, todas sus mediciones habrían resultado anormalmente altas, como de hecho sucede. Un error que recuerda poderosamente al de cierto compositor europeo, que se aceleró, quizás, al anotar los tempi de sus sinfonías2.

En 2012 y tras concluir su estudio, la Organización Meteorológica Mundial decidió descartar los registros de Al-Haziza de 1922. Desde entonces, la temperatura más alta registrada en la Tierra ha descendido 1,3 ºC. El 7 de julio de 1913, en el Valle de la Muerte de Estados Unidos, California, algún desdichado con el cerebro achicharrado anotó una temperatura de 56,7 ºC (esperamos que con algo más de acierto, aunque tampoco está del todo claro).

Referencias:

1K.I, El & Cerveny, R.s & Burt, Christopher & Eden, Philip & Parker, David & Brunet, Manola & Peterson, Thomas & Mordacchini, Gianpaolo & Pelino, Vinicio & Bessemoulin, Pierre & Stella, José & Driouech, Fatima & M.M, Abdel & Pace, Matthew. (2013). World Meteorological Organization Assessment of the Purported World Record 58°C Temperature Extreme at El Azizia, Libya (13 September 1922). Bulletin of the American Meteorological Society. 94. 199-204. 10.1175/BAMS-D-12-00093.1.

2Martín-Castro A., Ucar I. (2020). Conductors’ tempo choices shed light over Beethoven’s metronome. PLOS ONE 15 (12) : e0243616. doi: 10.1371/journal.pone.0243616

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

El artículo El error de usabilidad que definió la temperatura más alta de la Tierra se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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3. Escaneando la Tierra con neutrinos solares

 

Había pensado empezar esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica diciendo que el verano es un buen momento para jugar a cualquier tipo de juego, ya sea un juego popular, de ingenio, de estrategia, de azar, de construcción, solitario, matemático o del tipo que sea, aunque la verdad es que cualquier época del año es un buen momento para jugar. No nos olvidemos nunca de jugar.

En otras entradas de la sección Matemoción ya hemos hablado de algunos juegos, como el molino o alquerque de nueve (en la entrada Mujeres jugando (el juego del molino) relacionada con un cuadro del Museo de Bellas Artes de Bilbao), el tangram (por ejemplo, en las entradas Tangram o Un teorema sobre el tangram), el tchuka ruma (en la entrada Tchuka Ruma, el mancala solitario), el juego coreano kono (en la entrada El juego coreano kono), …

El juego koreano Kono

 

… el salto de la rana, el cinco por cinco, veinticuatro, o el puzle dieciséis inglés (en El salto de la rana y familia), el juego Vee-21 (en la entrada Embaldosando con L-triominós (Un ejemplo de demostración por inducción)), el clásico y universal mancala (en Juegos del mundo: el mancala), el Tetris (en Tetris, embaldosados y demostraciones), algunos juegos con tabletas de chocolate (como los comentados en la entrada Juegos matemáticos con tabletas de chocolate), el rompecabezas geométrico cubo soma (en El cubo soma: diseño, arte y matemáticas), el juego de cartas SET (cuyo análisis matemático presentamos en dos entradas, Matemáticas en el juego de cartas SET (1) y Matemáticas en el juego de cartas SET (2)), el juego probabilístico que analizó el matemático inglés Arthur Cayley, la ratonera (explicado en la entrada La ratonera, el juego de Cayley), el Sim (en El juego del Sim), el solitario locura instantánea (en la entrada Locura instantánea, un rompecabezas con cubos de colores), el tradicional juego de la morra (en La morra, jugando a contar con los dedos), algunos rompecabezas matemáticos (en las entradas Rompecabezas matemáticos con números y Más rompecabezas matemáticos con números) o el margarita y el bloqueado (analizados en la entrada La simetría como estrategia ganadora: la margarita y bloqueado).

En esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica me ha parecido una buena idea recuperar un juego tradicional, estos son siempre una fuente de inspiración y de entretenimiento, que analicé en el libro Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos (RBA, 2015), el pong hau ki.

Tablero del Pong Hau Ki

 

El pong hau ki es un juego tradicional chino, que también encontramos en Corea, con el nombre ou moul ko no, en Tailandia como sua tok tong o en la India como do guti, cuyo tablero y forma de juego nos recuerda al clásico tres en raya. En Europa no se empezó a jugar hasta más recientemente, quizás en la época medieval, con el nombre la herradura, así como una variación más moderna de este, el madelinette.

El tablero del pong hau ki está formado por cinco vértices, los cuatro de un cuadrado y el dado por la intersección de las dos diagonales del mismo, y siete aristas que los unen, todas las posibles, menos uno de los lados del cuadrado (véase la imagen de arriba o el esquema de abajo). Hay dos fichas de cada color (por ejemplo, blancas y negras), colocadas inicialmente como se muestra en la siguiente imagen, y cada color le corresponde a un jugador.

Tablero del Pong Hau Ki, con las dos fichas blancas y negras en la posición inicial del juego

 

Las reglas del pong hau ki son las siguientes. Cada uno de los dos jugadores, por turnos, mueve una ficha de su color hacia la casilla adyacente que esté vacía. Por ejemplo, en la posición inicial, tanto las blancas como las negras, si empiezan la partida, solo pueden mover una de sus fichas a la casilla central. Gana el jugador que consigue bloquear las dos fichas de su oponente, de forma que este no pueda mover a la casilla libre.

Se considera que este es un juego infantil por su sencillez, como ocurre con el tres en raya o el salto de la rana, pero al igual que estos, tiene más interés del que pueda parecer a primera vista.

Empecemos analizando cuál es el número de posiciones posibles en el juego ou moul ko no. Tenemos cuatro fichas que debemos colocar en el tablero y dejar un hueco vacío. Si todas las fichas fuesen distintas (por ejemplo, las denominamos blanca 1, blanca 2, negra 1 y negra 2) y marcásemos la casilla vacía con una ficha trasparente, entonces el número de formas de colocar las cinco fichas en las cinco casillas sería el factorial de 5, denotado en matemáticas como 5!, cuyo valor es 5! = 5 x 4 x 3 x 2 x 1 y que son el número de permutaciones de cinco elementos (véase El problema matemático de las cartas extraviadas). Sin embargo, las dos fichas blancas son iguales, luego podemos intercambiar las casillas en las que están y sigue siendo la misma posición, luego debemos dividir entre dos. Lo mismo para las fichas negras. De hecho, hemos obtenido la regla para calcular las permutaciones con repetición. En consecuencia, hay 30 posiciones distintas en el juego, ya que:

Por otra parte, si miramos la simetría respecto al eje vertical central del tablero, hay dos posiciones que son simétricas respecto a ese eje, es decir, la parte de la izquierda de la posición es igual a la parte de la derecha (que se corresponden con las posiciones 1 y 9 de la siguiente imagen), y catorce pares de posiciones relacionadas, esto es, al intercambiar las fichas de un lado y otro del eje se pasa de una posición a la otra (por ejemplo, la posición 2 de la siguiente imagen –las dos fichas negras abajo, una ficha blanca en medio y una ficha blanca en la posición de arriba a la derecha– se corresponde con la posición simétrica siguiente: las dos fichas negras abajo, una ficha blanca en medio y una ficha blanca en la posición de arriba a la izquierda). Luego, esencialmente tenemos que hay 16 posiciones distintas (salvo simetría) en el sua tok tong.

Si numeramos las casillas del 1 al 5, de arriba abajo y de izquierda a derecha, y etiquetamos cada posición diciendo qué ficha está en cada casilla (B para blanca, N para negra y 0 para vacía), por ejemplo, BN0NB es la posición inicial, podemos listar las 16 posiciones del juego.

Las dieciséis posiciones posibles, salvo isometría, del Pong Hau Ki

 

El matemático Philip D. Straffin, en su artículo Position graphs for Pong Hau K’i and Mu Torere (Mathematics Magazine, 1995), analizó mediante grafos (véase Locura instantánea, un rompecabezas con cubos de colores o El problema de los tres caballeros y los tres criados), la estrategia ganadora del Pong Hau Ki. Cada una de las dieciséis posiciones del juego es un vértice del grafo y existe una arista entre dos vértices si es posible realizar un movimiento que lleve de una posición a otra. El grafo es además etiquetado, puesto que cada arista llevará la etiqueta B o N, dependiendo de si el movimiento lo realiza el jugador que juega con blancas, o el que juega con negras. El grafo no es dirigido puesto que el movimiento entre dos posiciones puede ser en ambos sentidos.

En consecuencia, el grafo asociado a la herradura, teniendo en cuenta las dieciséis posiciones esenciales del mismo, es el siguiente.

Solo existe una posición ganadora para las blancas, si les toca mover a las negras, que es la posición 15, 0BBNN. Lo mismo para las negras, si mueven blancas, la posición 13, 0NNBB (vemos que es la misma configuración, solo se intercambia la posición de las casillas de las fichas blancas y negras). Para que las blancas lleven la partida a la posición 15, tienen que hacerlo a través de las posiciones 14 o 16, sin embargo, las negras pueden evitar esas posiciones. Lo mismo ocurre para las negras, en relación a la posición 13. De hecho, el juego, bien jugado, se mantendrá en un movimiento infinito entre los ciclos 1-2-3-4-5-6 y 4-11-10-9-8-7. Lo cual implica que el pong hau ki siempre terminará en tablas, salvo que se cometa un error, como ocurre con el tres en raya.

Una forma alternativa de jugar a la herradura, para darle un poco más de interés, es que el tablero esté inicialmente vacío y que los jugadores empiecen colocando por turnos cada una de sus fichas en el mismo. Si observamos el grafo anterior, la táctica para no perder es la misma que partiendo de la posición inicial dada (posición 1), solo que ahora hay que evitar las posiciones conflictivas al ir colocando las fichas al principio. Si empiezan las blancas, las negras evitarán las posiciones en las que tocándole mover a las blancas ganen, que son las posiciones 14 y 16, y las blancas evitarán la posición 13, que es la posición ganadora para las negras si mueven blancas (o, en ambos casos, sus posiciones simétricas).

Tablero y posición inicial del juego conocido como el mandelinette

 

El madelinette es una versión más compleja e interesante del juego de la herradura, que podría haber sido inventada por el militar y matemático aficionado francés Henri August Delannoy (1833-1915). El madelinette se juega con tres fichas de cada color y al tablero se le añade el segmento horizontal que pasa por el centro, obteniéndose así un total de siete casillas (como se muestra en la imagen anterior). Según el matemático francés Édouard Lucas (1842-1891), en sus Recreaciones matemáticas, las posiciones ganadoras, perdedoras y de tablas de los juegos la herradura y el madelinette fueron estudiadas por Henri Delannoy.

El madelinette se puede jugar a partir de la posición inicial que aparece en la anterior imagen, o con el tablero vacío, y el objetivo es de nuevo bloquear las fichas del jugador contrario.

Con un argumento similar al del juego pong hau ki se obtiene que el número de posiciones distintas del madelinette es

que dan lugar a 70 parejas de posiciones simétricas, una de la otra, respecto al eje vertical central.

Si pintásemos el grafo etiquetado asociado a este juego, resulta ser más complejo que el del pong hau ki, puesto que de cada posición (vértice del grafo) podemos pasar mediante un movimiento a más posiciones que antes. Por ejemplo, si empezasen moviendo las fichas negras, de la posición inicial se podría pasar a una de las siguientes tres posiciones siguientes. Además, aunque en la primera posición las blancas solo tendrían un movimiento posible, en las otras dos posiciones existirían dos opciones de movimiento.

Delannoy estudió qué posiciones son ganadoras, perdedoras o que terminan en tablas, jugando bien, suponiendo que mueven blancas (un razonamiento simétrico se obtiene si mueven negras). De las 70 posiciones diferentes (salvo simetría) hay 21 ganadoras para las blancas, 12 para las negras y 37 que serán empates.

A continuación, como ejemplo mostramos tres posiciones, una ganadora para las blancas, otra ganadora para las negras y otra que termina en empate, suponiendo que mueven blancas:

Al contrario que en la herradura, aquí hay más posiciones ganadoras para ambos colores, hay muchas más combinaciones y es fácil cometer fallos o despistes. Por eso mismo, el juego se hace más interesante.

Para terminar, lo que decimos siempre, lo mejor de un juego es jugar y disfrutarlo. Divertíos.

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Del ajedrez a los grafos, la seriedad matemática de los juegos, El mundo es matemático, RBA, 2015.

2.- Philip D. Straffin, Position graphs for Pong Hau K’i and Mu Torere, Mathematics Magazine, vol. 68, n. 5, 1995.

3.- Édouard Lucas, Recreaciones Matemáticas, vol. 1 – 4, Nivola, 2007, 2008.

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

El artículo Siempre es buen momento para jugar: Pong Hau Ki y Madelinette se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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

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

Hona hemen gure laugarren ariketa: Auto ibilbidea.

Jonek ibilbide bat egin du kotxez. Batez besteko abiadura 55 km/h izan da eta ordu-kopuru oso bat behar izan du ibilbidea egiteko. Hasieran, kilometro-kontagailuak abc markatzen zuen, a ≥ 1 eta a + b + c ≤ 7 izanik. Amaieran, cba irakurri du Jonek kontagailuan. Zein zen hasierako abc zenbakia?

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Ariketak “Calendrier Mathématique 2021. Un défi quotidien” egutegitik hartuta daude. Astelehenetik ostiralera, egun bakoitzean ariketa bat proposatzen du egutegiak. Ostiralero CNRS blogeko Défis du Calendrier Mathématique atalean aste horretako ariketa bat aurki daiteke.

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Apolo, Zeus y Hera. Fuente: Wikimedia Commons

Los mitos son una expresión de la existencia de la especie, un espejo en constante cambio de las percepciones de la condición humana. Los mitos se basan en un pasado real impreciso en el tiempo, una realidad del comportamiento humano que trasciende un tiempo y un lugar determinados. La ciencia también tiene estos atributos. La estrecha asociación entre el mito y la ciencia se ve claramente cuando se considera la ciencia antigua. Los antiguos lucharon por explicar el entorno natural y su propia humanidad con respecto a lo divino. Las explicaciones iniciales incorporaron dioses y héroes, sucesos fantásticos y acontecimientos dignos de ser recordados. Debajo de lo fantástico y lo extraordinario de la tradición oral, los poemas cantados por el antiguo bardo, existía un verdadero intento de comprender y describir la naturaleza y al propio ser humano.

La antigua civilización sumeria fue el resultado de la organización, el trabajo y la ingeniería de los diques y canales que controlaban los ríos Tigris y el Éufrates, muy propensos a las inundaciones, y que irrigaban la tierra reseca durante la estación seca. La cultura sumeria se basa en última instancia en al agua y sus usos. La epopeya sumeria de la creación, Enûma Elish, describe a Apsu, la personificación deificada de las aguas originales de la creación; a Adad, la de las tormentas; a Ea, la de las aguas; a Ennugi, la del riego; Ningirsu, la de la fertilidad del suelo regado; a Ninurta, la de los de pozos de agua dulce.

Los sumerios está clero que pensaban mucho en el agua. La lluvia y el agua del río daban lugar a abundantes cosechas, vigiladas por Nisaba, la diosa de las cosechas. Ninhursag, la diosa madre, también supervisaba todas las plantas y animales o, lo que es equivalente, a todos los alimentos. Una vez que se recogían las cosechas, Shulpae se encargaba del éxito de los banquetes; Siduri aportaba lo suyo, como diosa del vino que era. Los milagros del agua, la comida, la abundancia, la bebida, los banquetes y los estómagos llenos tenían que ser explicados, y no era concebible otra que no fuese por la benevolencia de los dioses.

Serket protegiendo la caja de vasos canopos de Tutanjamón (Tutankamón). Fuente: Wikimedia Commons

Los egipcios, igualmente, dependían del clima, como todas las civilizaciones, pero especialmente del Nilo y sus inundaciones anuales, y del Sol siempre presente. El Sol era tan importante que se necesitaban varios dioses para compartir su poder: Amón, Ra (el sol al mediodía), Atón (el sol al mediodía), Atón (el disco solar), Jepri (el sol en el este), Atum (el sol en el oeste). También se necesitaban varias deidades para el Nilo, gobernando varias regiones de Egipto según la ubicación del propio Nilo (alto o bajo Egipto). Los dioses y diosas de la fertilidad se asociaban con frecuencia con el Nilo: Happi era el dios de las inundaciones del Nilo durante el verano. Nun y Nefertum eran deicaciones de las aguas del abismo que estuvieron presentes en la creación. Sobek, el dios cocodrilo, era el dios del pantano.

Los egipcios, dedicados a comprender la naturaleza de la que tanto dependían, adoraban a los dioses de la ciencia y el saber. Imhotep, quien supuestamente fue un constructor durante la era de las pirámides en el tercer milenio a. e. c., evolucionó hasta ser un dios de la curación y la magia. Serket era su contraparte femenina, la diosa de la curación. Seshat y Thoth eran las deidades de la erudición, de los escribas y de la sabiduría.

Prometeo (1868) de Gustave Moreau.  Fuente: Wikimedia Commons

Grecia es un paisaje de profundos valles, enormes crestas, bosques ocultos y montañas infranqueables. Los dioses de Grecia eran, por tanto, los de las montañas, los bosques, los ríos, la costa rocosa y las islas del Egeo y el Adriático. Se cree que antes de la llegada al poder de los griegos micénicos, los primeros griegos y la gente de Creta y las islas adoraban a las deidades de la naturaleza dominadas por las diosas de la fertilidad. Atenea, Afrodita, Hera, Artemisa, Hestia, Deméter y Rea fueron una vez, en el pasado mítico, los principales objetos de culto entre los griegos.

En un momento dado, el hijo de Rea, Zeus, dio un golpe de estado divino ocupando el lugar de su padre Cronos y llevando al poder también a sus hermanos Poseidón y Hades. Zeus gobernaba a través de la fuerza, a través del terrible rayo, que solo él controlaba, y que inspiraba terror tanto a dioses como a humanos. Poseidón personificó el mar; Hades se identificó tanto con su cometido que terminó convirtiéndose en él, el inframundo. Las diosas de la fertilidad perdieron poder o cambiaron de forma; por ejemplo, Atenea se convirtió en una virgen con apariencia de hombre; Hera se convirtió en una diosa malhumorada e impotente, siempre regañando a su hermano y esposo Zeus; Afrodita pasó a ser una diosa casquivana del amor que siempre metía a dioses y humanos en líos con la lujuria y el adulterio como fatores comunes; Deméter conservó su papel de diosa de la fertilidad del grano y de la agricultura.

Los poemas de Homero y de Hesíodo ilustran cómo los antiguos bardos personificaban los fenómenos naturales y humanos por medio de los dioses y diosas. Hesíodo explicó la presencia del mal mediante Pandora y su estúpido esposo Epimeteo, quien poseía el don de la retrospectiva pero no el de la previsión, que era la especialidad de su hermano Prometeo. Las mentiras y los robos se explican por la presencia de Hermes, experto en juegos de manos. Hesíodo, creyente en el recurrente concepto a través de los tiempos de que vivía en una época que encarnaba el declive de la cultura de «los buenos tiempos», argumentó que su época era una Edad de Hierro de maldad y desesperación, a diferencia de las edades anteriores de la humanidad: la Edad de Oro de los hombres que eran como dioses; la Edad de Plata, cuando Zeus castigó la arrogancia humana; la Edad del Bronce, cuando los humanos eran gigantes; y la Era Heroica, cuando existían héroes, descendiente de los dioses, pero destruida por la Guerra de Troya.

Los himnos homéricos y la Ilíada y la Odisea describen una cosmovisión totalmente antropomórfica. Los dioses y diosas se mezclan constantemente con los humanos, tanto que los humanos nunca están completamente seguros de quién es dios y quién es mortal. Quizás el extraño en la puerta sea un ser divino enviado para probar al ser mortal, une duda y preocupación recurrentes en los personajes de la Ilíada y la Odisea. Los dioses simbolizan la mente consciente y lo que hoy llamaríamos el subconsciente, por ejemplo, cuando Aquiles quiere destruir a Agamenón en el Libro 1 de la Ilíada, es la diosa Atenea la que interviene personalmente para calmar su ira y proporcionándole razón y paciencia.

La Odisea describe la dicotomía de civilización (el pensamiento, personificado por Ulises) y salvajismo (el cíclope). Ulises utiliza repetidamente su ingenio, artimañas, engaños y, en fin, el pensamiento analítico para salir de apuros. Ulises tiene sabiduría, es decir, ejerce la razón sobre las pasiones, tiene previsión y retrospectiva, tiene paciencia cuando los demás son impulsivos. Las divinidades de la sabiduría, el pensamiento y el ingenio lógicamente ayudan a Ulises. Atenea lo cuida, al igual que Hermes (después de todo era su bisnieto).

De hecho, encontramos en la mitología griega un énfasis en las deidades que personifican el pensamiento humano de una forma u otra. Además de Atenea, Apolo es un dios de la sabiduría, de la lira, de los sueños, de la profecía, de los videntes. Prometeo enseña a los humanos la creatividad, el pensamiento analítico, la inventiva y la curación.

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

El artículo Los mitos como protociencia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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María Larumbe / GUK

Células madre mesenquimales humanas de origen adiposo (AT-MSCs) encapsuladas en hidrogeles de alginato. Tinción live/dead: células viables (verde) y no viables (rojo).

La enfermedad inflamatoria intestinal (EII) es un concepto amplio que se usa para describir distintas patologías inmunomediadas, inflamatorias y crónicas, como la enfermedad de Crohn y la colitis ulcerosa, que presentan inflamación crónica del tracto digestivo. En la descripción que da la ACCU – Confederación Crohn y Colitis Ulcerosa – ambos trastornos alteran la capacidad del organismo para digerir los alimentos y absorber los nutrientes. Las personas que padecen esta enfermedad pueden presentar diarrea, sangre en las heces, cansancio, dolor abdominal, pérdida de apetito y peso o fiebre, entre otros síntomas.

En los últimos años, se está viviendo un aumento de la incidencia de la EII en la población a nivel mundial, sobre todo en las zonas urbanas de los países desarrollados. Más allá de las causas de componente genético, se sabe que algunos factores como el estrés que conlleva un estilo de vida frenético, las sustancias tóxicas presentes en el ambiente y la alimentación juegan un papel fundamental en la alteración de la flora intestinal. Esto provoca una respuesta inmune anómala que da lugar a la inflamación y sintomatología de la EII, dando como resultado que se reporten más casos de esta enfermedad.

Hasta la fecha no existe ningún tratamiento que cure esta enfermedad. Los fármacos disponibles en el mercado — como los aminosalicilatos, corticoesteroides e inmunomoduladores — tratan de disminuir la inflamación intestinal, evitar brotes de los síntomas y mantener la dolencia en remisión, pero no consiguen dar una respuesta definitiva.

Sin embargo, la evolución de las terapias avanzadas en farmacia y medicina abre la puerta al tratamiento efectivo de este tipo de patologías inflamatorias e inmunológicas. En concreto, en el grupo de investigación de NanoBiocel de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU — expertos en el desarrollo y encapsulación de medicamentos — llevan desde 2017 trabajando en un proyecto que tiene como objetivo desarrollar un medicamento efectivo para tratar esta enfermedad basado en células madre mesenquimales.

¿Por qué se han decantado por este tipo de células? Como explica Rosa Hernández — catedrática en Farmacia y responsable del proyecto dentro del grupo — “las células madre mesenquimales poseen una gran capacidad terapéutica a través de las sustancias que secretan entre ellas múltiples citoquinas y factores de crecimiento, y que pueden regular el funcionamiento de un sistema inmune alterado como sucede en el caso de pacientes con enfermedad de Crohn o colitis ulcerosa”.

Las terapias celulares no son desconocidas. Se llevan aplicando desde hace tiempo para el tratamiento de enfermedades como la leucemia. Es el caso del trasplante de médula ósea, que consiste en el reemplazo de células enfermas por células madre sanas.

Sin embargo, la aplicación de las terapias celulares en el tratamiento de la EII, presenta, según Hernández, ciertos problemas que son necesarios solventar para desarrollar un medicamento efectivo. “La célula es un organismo vivo que no se puede comprimir al igual que otros principios activos sintéticos como el ácido acetilsalicílico — principio activo de la Aspirina —. Por tanto, es necesario desarrollar nuevos sistemas que puedan encapsular esas células para implantarlas en el cuerpo y que sean capaces de secretar las sustancias terapéuticas durante largo tiempo”.

En este sentido, como afirma Hernández, no son los primeros en tratar de aplicar este tipo de terapias al servicio del tratamiento de la EII. “Partiendo de investigaciones previas en este ámbito, nuestro objetivo es desarrollar un sistema de administración que consiga potenciar y alargar los efectos positivos de las células madre, evitando además los problemas asociados a este tipo de terapias como son la rápida eliminación del organismo y la generación de trombos. Para ello, la correcta encapsulación de la célula es clave”.

Se trata de una investigación ambiciosa y colaborativa, financiada por el Ministerio de Ciencia e Innovación, que cuenta — además de con la participación del propio grupo de la UPV/EHU — con la colaboración de expertos en medicina, bioquímica, farmacia y biología de otras universidades como Harvard (EE.UU), la Universidad Católica de Lovaina (Bélgica) o centros médicos como el servicio de patología del Hospital Universitario de Álava.

Una factoría celular 24/7

Dentro de esta investigación multidisciplinar y colaborativa, el principal reto consiste en conseguir encapsular las células madre de forma efectiva y lograr que estén el suficiente tiempo en el organismo para mitigar la inflamación persistente y regenerar los tejidos dañados.

Para conseguir este objetivo, altamente complejo, han trabajado en el desarrollo de tres elementos fundamentales: un hidrogel para encapsular las células (soporte); las propias células madre (principio activo del medicamento) y el interferón gamma (sustancia activadora de las células).

Desarrollo de un sistema multifuncional para potenciar las propiedades terapéuticas de las células madre mesenquimales (MSCs). Las MSCs se encapsulan en hidrogeles de alginato-colágeno que contienen micropartículas cargadas con interferón para promover su efecto inmuno-modulador y favorecer la retención del implante.

En primer lugar, para resolver el problema de la encapsulación, han desarrollado un hidrogel en colaboración con la Universidad de Harvard, el cual funciona a modo de soporte y protege la célula. “Este hidrogel, compuesto por polímeros de origen natural, posee unas características biomiméticas que permiten que la célula se encuentre ‘como en casa’, proporcionando las condiciones adecuadas para que su supervivencia sea mayor”. Además, al introducir las células en este hidrogel, se tienen localizadas y se evita que puedan migrar a cualquier otra parte del organismo.

Por otro lado, el segundo componente que se ha utilizado para desarrollar este medicamento es el más importante: el propio principio activo, es decir, la célula. “En este caso, hemos optado por células madre mesenquimales de origen adiposo. A futuro, si todo va bien, al realizar la traslación clínica, el objetivo sería poder obtener las células de la grasa del propio paciente para que fuese un trasplante totalmente autólogo y que ocasione menos problemas desde el punto de vista de la respuesta inmune”. En este sentido, también se está investigando en el uso de otras células como las del folículo piloso, que tienen muy buenas propiedades inmuno-moduladoras y requieren de técnicas muy poco invasivas.

Por último, el tercer componente busca activar las células madre para que puedan secretar de manera continuada y prolongada las sustancias inmuno-moduladoras requeridas para tratar esta enfermedad. “Lo que hemos desarrollado son unas micropartículas que hemos unido a una sustancia ‘activadora’ llamada interferón gamma, que da las señales a la célula madre para que secrete las sustancias beneficiosas que disminuyan los síntomas de la EII.”

Este trabajo se ha realizado con el objetivo de crear un sistema multifuncional para su administración a nivel subcutáneo en el paciente, de forma que libere ininterrumpidamente estas sustancias terapéuticas, como si se tratara de una fábrica celular en constante funcionamiento.

Actualmente, la investigación se encuentra en fase preclínica. “Acabamos de realizar la primera prueba de concepto en ratones, siguiendo el modelo en estos animales para conseguir reproducir la enfermedad al igual que en los humanos”. Para llevar a cabo esta tarea, han contado con la colaboración del servicio de patología del Hospital Universitario de Álava, que diagnostica la enfermedad patológica en humanos y les han apoyado en la creación del modelo en ratones.

Tras realizar la autopsia a los ratones, “lo que se ha comprobado es que las células encapsuladas continúan vivas y siguen secretando las sustancias inmuno-moduladoras, lo que supone un paso hacia adelante en la investigación”, afirma Hernández. Sin embargo, hasta que no comprobemos los resultados histológicos no podremos determinar si este tratamiento ayuda a la regeneración tisular, es decir, de los tejidos del organismo”, afirma Hernández.

Tratamiento para otras enfermedades inmunológicas

La investigación, que comenzó hace cuatro años, tiene todavía un largo camino por delante. “Tendremos que acometer ajustes e ir controlando poco a poco el sistema, incorporando nuevos elementos que conseguirán mejorar el comportamiento de la célula en cuanto a las secreciones. Además de esto, probaremos otro tipo de células con propiedades inmuno-moduladoras, aunque las que estemos utilizando actualmente sean el gold standard.

A futuro, este tipo de terapias, tal y como explica Hernández, “se podrán introducir en el tratamiento de otras patologías inmunológicas en las que también aparecen inflamaciones o respuestas inmunes disfuncionales, como es el caso del lupus u otras enfermedades autoinmunes. Además, hoy en día también las estamos aplicando en terapias de regeneración de heridas crónicas con buenos resultados”.

En este sentido, las terapias celulares se están utilizando incluso en ensayos clínicos para la investigación de la COVID-19, tratando de frenar la respuesta inmune exacerbada en algunos pacientes con este virus.

Conseguir dar el salto del laboratorio al paciente y traducirlo en una mejora de su calidad de vida es el objetivo último de esta investigación. “Queremos aportar todo nuestro conocimiento en el desarrollo de fármacos para ayudar a conseguir unos tratamientos que sean más prolongados en el tiempo, más seguros y que mejoren la calidad de vida de los pacientes con estas patologías”.

Grupo de investigación NanoBioCel de la Facultad de Farmacia de la UPV/EHU.

Rosa Hernández es catedrática en Farmacia y Tecnología Farmacéutica y miembro del grupo de investigación NanoBioCel de la Universidad del País Vasco UPV / EHU.

El artículo Células madre para el tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Zanbranako (Araba) paisaia subtropikalean orain dela 37 milioi urte bizi ziren ugaztun paleoteridoen (sasizaldi) beste bi espezie ezezagunak deskribatu ditu UPV/EHUko Ornodunen Paleontologiako ikertaldeak. Leire Perales-Gogenolak zuzendutako ikerketa honi buruz Journal of Vertebrate Paleontology nazioarteko aldizkariak artikulu bat argitaratu du duela gutxi. Leptolophus cuestai eta Leptolophus franzeni izendatu dituzte espezie berriak, Miguel Ángel Cuesta eta Jens Lorenz Franzen paleontologoen omenez (lehendabizikoa Palentzian sortua, eta bigarrena, berriz, Bremengoa; biak ere Europako Eozenoan adituak).

Gaur egun, ugaztun hipomorfoen (edo ekuoideoak) barruan genero bakar bat (Equus) eta zaldi, asto eta zebra espezie gutxi batzuk baino ez daude, baina Eozenoan (duela 56-33,9 milioi urte bitarte) aniztasun handiagoa zegoen. Paleoteridoak izan ziren Europan gehien hedatutako taldeetako bat –garai hartan Europa artxipelago bat zen–. Montmartreko (Paris) harrobietan topaturiko fosiletatik abiatuta, George Cuvier naturalista frantses ospetsuak 1804an deskribatutako Palaeotherium generotik datorkie izena.

1. irudia: Duela 37 milioi urteko Zanbrana lakuaren ertzaren xehetasuna (Araba). Ezkerrean, Leptolophus cuestai motako paleoterido berria, eta erdian eta eskuinean, beste perisodaktilo ekuoideo bat, Pachynolophus zambranensis. (Argazkia: Paleoilustrazioa, Ulises Martínez Cabrera. Iturria: UPV/EHU prentsa bulegoa)

Europako artxipelagoan, paleoteridoen (edo sasizaldien) dozena erdi genero baino gehiago zeuden, erdiak baino gehiago endemikoak Iberiar uhartean, eta Eozenotik Oligozenorako trantsizioan izaniko krisi klimatiko-biologikoan (Stehlinen Grande Coupure edo Eten Handia ere esaten zaio) desagertu ziren. Gorputzaren itxura aintzakotzat harturik, paleoteridoak egungo zaldien antzekoak ziren, baina txikiagoak. “Imajinatzen duzue fox terrierraren, dogo alemaniarraren eta asto baten neurriko hiru behatzeko zaldiak Arabako paisaia subtropikal batean? Sasizaldi horietako asko Zanbranako aztarnategian deskribatu dira –zehaztu du Ainara Badiola doktore eta ikertaldeko kideak–. Adibidez, Pachynolophus zambranensis eta Iberolophus arabensis espezieak kokagune paleontologiko horretantxe definitu ziren lehenbizikoz”.

Orain arte ezagutzen ez ziren espezie horien hortzen ezaugarri atipikoek pentsarazten dute eremu iberiarrean ingurumen baldintzak desberdinak zirela Europako erdialdekoekin alderatuta. Baita areagotu egiten dute paleoteridoen faunen erregistro fosila eta biodibertsitatea. “Atzeko haginek koroa oso altua dute, eta zementuzko geruza lodi batez estalita daude. Hortz mota hori beste paleoterido iberiar batzuetan ere ageri da, eta litekeena da eremu iberiarraren eta Europa erdialdearen arteko ingurune-baldintzen diferentziaren adierazgarri izatea: Iberia aldean baldintza idorragoak edo baso ez hain itxiak, eta eremu irekiagoak izatea”, azaldu du Perales-Gogenolak.

Europan, baso intertropikalak galduz joan ziren Eozeno amaieran, eta bide eman zieten landare komunitate epelagoei, eremu irekiagoei. Zaldi modernoak edo ekidoak gerora agertu ziren Europan, Miozenoan (23-5,3 milioi urte). Haien hortzek koroa oso garaiak dituzte, eta egokiturik daude silize askoko landaredian bazkatzeko (larreak). Zanbranako (Araba) goi Eozenoko aztarnategiko Leptolophus cuestai espezie berriaren atzeko haginek ere ohi baino koroa altuagoak dituzte, Europako lehen ekidoetako batzuen antzekoak.

Interes paleobiologikoaz gainera, Zanbranako ugaztunen askotariko fosilek –primateak, karraskariak, martsupialak, haragijaleak, artiodaktiloak eta perisodaktiloak– informazio berria ematen digute Europan eta gure inguruan denbora geologikoan izaniko klima eta ingurumen aldaketei buruz.

Gaur egun, UPV/EHUko Ornodunen Paleontologiako ikertaldea paleoteridoen material gehiago deskribatzen ari da, eta litekeena da perisodaktilo ekuoideoen artean ezohiko hortz ezaugarriak dituzten genero eta espezie berriak deskribatzea.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Duela 37 milioi urteko sasizaldi espezie ezezagunak

Erreferentzia bibliografikoa:

Leire Perales-Gogenola, Ainara Badiola, Asier Gómez-Olivencia & Xabier Pereda- Suberbiola. (2020). New Leptolophus (Palaeotheriidae) species from the Iberian Peninsula and early evidence of hypsodonty in an Eocene perissodactyl. Journal of Vertebrate Paleontology. DOI:10.1080/02724634.2021.1912061

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Juan Ignacio Pérez Iglesias, lector

Cuando vi por primera vez una imagen de la portada de este libro pensé “no puede ser, es amarillo”. “Es raro que algo de fuste merezca una cubierta amarilla”. Lo pueden comprobar, echen un vistazo a su biblioteca y verán que el amarillo es uno de los colores más escasos. No es que esté por completo ausente, en nuestra biblioteca hay algunos, pero son raros; no hay más de tres de cada cien libros que tengan el lomo de ese color, y menos aún los que lo sean enteramente.

Cuando compramos “Se suponía que esto era el futuro” y lo abrimos, nos dimos cuenta, sin embargo, de que el color de la portada encajaba con el tratamiento que la editorial había querido dar a la maqueta. El uso del color en este libro es espectacular; juega un papel fundamental en la presentación porque ayuda a definir espacios y secciones, y a poner el foco en los conceptos clave que se tratan a lo largo del texto.

El libro de Alvy y Wicho es tan denso de contenido como ligero en su presentación y lectura. Está lleno de nociones e ideas, algunas ciertamente complejas, pero tratadas con un lenguaje que permite hacerlas accesibles a personas de muy diferente nivel de formación y contexto cultural. A quienes tengan por costumbre leer el blog Microsiervos, no les resultará nueva la forma de tratar los temas. A quienes no conozcan el blog o no acostumbren a leerlo, seguramente sí. Por resumir, Alvy y Wicho llevan lustros haciendo comprensibles y amenos conceptos que, de suyo, no lo son. Tras tanto adiestramiento, se nota que dominan el arte de la anotación breve, un difícil arte. Esto, en lo que a la forma se refiere.

Y si nos vamos al fondo, lo que tenemos son una pléyade de nociones de ciencia y, sobre todo, tecnología, esenciales para hacernos una idea cabal de a dónde nos han conducido los avances habidos durante el último medio siglo, aproximadamente, en áreas tales como informática, telecomunicaciones, exploración espacial, y otras relacionadas (o no tanto). Los autores son escépticos, y eso tiene reflejo en la forma en que tratan los temas y también en algunos de sus contenidos. Y dedican algunos apartados a desmontar mitos muy arraigados. El libro es, en cierto sentido, un destilado asequible de cultura tecnológica contemporánea. Y para quienes -como quien suscribe- el futuro siempre resultó una quimera inalcanzable, una valiosa guía para orientarme por sus vericuetos extraños.

Una última observación: me parece un libro muy útil para personal docente de enseñanza primaria y secundaria obligatoria, y también para padres y madres de criaturas y adolescentes; mucho de lo que se trata en este libro debería transmitírseles a los chicos y chicas que se desenvuelven con aparente (a la par que engañosa) normalidad en un entorno cuyos recovecos, con sus sombras y sus luces pueden ofrecer, más que una vista fiel de la realidad, un caleidoscopio de espejismos. Mejor incluso: regálenles el libro.

Post scriptum: Después de leer “Se suponía que esto era el futuro” he llegado a la conclusión de que solo podía tener cubierta amarilla.

Ficha:

Autor: Álvaro «Alvy» Ibáñez  & Javier «Wicho» Pedreira

Título:  Se suponía que esto era el futuro

Año: 2021

Editorial: Montena

 

En Editoralia personas lectoras, autoras o editoras presentan libros que por su atractivo, novedad o impacto (personal o general) pueden ser de interés o utilidad para los lectores del Cuaderno de Cultura Científica.

El artículo Se suponía que esto era el futuro, una reseña se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Bizkaia tuvo un enorme desarrollo económico, tecnológico y social en la segunda mitad del siglo el siglo XIX, y alcanzó su máximo esplendor a finales de ese siglo y a principios del siglo XX. Este desarrollo fue consecuencia de la confluencia de varios factores, entre los que se encontraba la explotación eficiente de los recursos minerales del territorio. La industrialización asociada en el entorno de la ría del Nervión supuso un impacto ecológico enorme en el que solo las especies animales muy resistentes a la contaminación podían subsistir. Eso ha cambiado tal y como se muestra en este vídeo. El vídeo forma parte del proyecto «La Ría del Nervión a la vista de las ciencias y las tecnologías».

 

Edición realizada por César Tomé López

El artículo Recuperación de fauna en la ría de Bilbao se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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La fecha de introducción y el origen geográfico determinan en gran medida la abundancia, extensión geográfica y amplitud ecológica de las plantas invasoras; y sus características biológicas, ligadas a un crecimiento rápido, juegan un importante papel en ese éxito. Estas tres dimensiones biológicas (abundancia, extensión geográfica y amplitud ecológica) son fundamentales para entender el éxito de esas especies invasoras.

Esta es una de las conclusiones principales de un estudio internacional en el que ha participado Idoia Biurrun, profesora del Departamento de Biología Vegetal y Ecología, de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la UPV/EHU, aportando datos de la presencia y abundancia de plantas exóticas en comunidades vegetales del norte de la Península Ibérica, así como colaborando en la interpretación de los resultados del estudio. Estos datos, combinados con datos de toda Europa, han sido imprescindibles para calcular el éxito de cada especie exótica en las tres dimensiones: abundancia local, extensión geográfica y amplitud ecológica. Este marco tridimensional mejorará nuestros conocimientos sobre la dinámica de la distribución de las plantas y, por tanto, ayudará a anticipar y gestionar futuras invasiones.

Cortaderia selloana, Fuente: Wikimedia Commons

Las plantas exóticas son aquellas que crecen lejos de su hábitat natural, tras haber sido introducidas en estos nuevos territorios gracias a la acción humana. Las que son capaces de establecerse en estos nuevos ambientes y mantener poblaciones capaces de reproducirse son las especies naturalizadas, y algunas de ellas se vuelven invasoras y pueden producir graves impactos ecológicos y socioeconómicos. Como comenta Idoia Biurrun, son bien conocidos en nuestro ámbito el carrizo de la pampa (Cortaderia selloana) o el bambú japonés (Reynoutria japonica). No todas las especies introducidas tienen la misma “invasividad”, concepto que expresa el éxito o la efectividad a la hora de invadir nuevos hábitats. En consecuencia, un equipo internacional de científicos encabezados por el profesor Mark van Kleunen, experto en invasiones biológicas mundialmente reconocido, ha investigado los diferentes tipos de “invasividad”, así como los potenciales factores que la determinan en las especies introducidas en Europa.

Se investigaron estas tres dimensiones (abundancia local, extensión geográfica y amplitud ecológica) en el ámbito continental europeo para una gran proporción de la flora, tanto nativa como exótica. La introducción temprana en Europa y la capacidad de crecer rápido son características comunes de muchos “super invasores”. Estos descubrimientos mejoran nuestro conocimiento sobre la distribución de las especies vegetales –tanto invasoras como nativas– y pueden ayudar a una mejor predicción y gestión de futuras invasiones.

¿Son todas las especies exóticas igualmente invasoras?

Los expertos en el campo de la ecología son cada vez más conscientes de que el término “invasor” no describe una única propiedad. Existen diferentes características en la distribución de las especies que nos informan sobre su posible carácter invasor. Con el objetivo de conocer más sobre las diferentes vías que pueden seguir las especies introducidas para hacerse invasoras, los autores han combinado dos grandes bases de datos: la base de datos global sobre flora exótica naturalizada (the Global Naturalized Alien Flora –GloNAF-) y la base de datos europea de vegetación (European Vegetation Archive –EVA-).

El estudio partía de la premisa de que estas dimensiones deberían estar relacionadas en las plantas exóticas, tal y como lo están en las distribuciones nativas. Después de todo, las especies exóticas en un lugar son nativas en algún otro lugar. El estudio demostró que las asociaciones entre las tres dimensiones (abundancia local, extensión geográfica, amplitud ecológica) de las especies exóticas que son invasoras en Europa siguen el mismo patrón que la flora nativa europea: las plantas que tienen éxito en una de las dimensiones también tienden a tenerlo en las otras.

A pesar de las similitudes entre plantas nativas y exóticas en sus patrones de asociación, existe una diferencia decisiva entre ambos grupos: a diferencia de las plantas nativas, las invasoras no evolucionaron en los hábitats invadidos en los que se han introducido recientemente. Por ello, los autores del estudio se propusieron como segundo objetivo identificar los condicionantes o factores clave para el éxito de la invasión en cada una de las tres dimensiones, independientemente de que las tres dimensiones puedan estar relacionadas.

Descubrieron que las plantas que tienen valores altos en las tres dimensiones tienden a proceder de otros continentes, como Asia o América, mientras que las plantas que se han introducido desde otras partes de Europa no suelen tener gran éxito como especies invasoras. Además, los “super-invasores” extra europeos a menudo tienen propiedades biológicas que les ayudan a crecer rápido, a cambio de mecanismos de defensa menos desarrollados. Estos resultados apoyan la hipótesis conocida como enemy release hypothesis, que se podría traducir como “hipótesis del escape de los enemigos”. La idea es que las especies invasoras, cuando invaden nuevos territorios, dejan atrás muchos de sus patógenos, herbívoros y competidores, con los que evolucionaron en sus hábitats nativos. Ello les permite “crecer fuera de control”, y este efecto puede ser aún más pronunciado cuando en el proceso de invasión se han cruzado fronteras continentales, tales como océanos o grandes cordilleras.

El equipo científico también encontró excepciones a la regla antes mencionada por el que las plantas con éxito en una dimensión de la invasión también lo tienen en las otras dimensiones, e identificaron algunas causas posibles para estas excepciones. Por ejemplo, cuanto más reciente es la fecha de introducción, más probable es que la planta invasora no cumpla esta regla. Ello se debe a que estas plantas son nuevas en el territorio, y todavía no han desarrollado su potencial. Ello implica que nos debemos de preocupar por las plantas invasoras que tienen éxito en una única dimensión pero son de introducción reciente, pues es bastante probable que se expandan también en las otras dimensiones. Por consiguiente, este marco de las “dimensiones de la invasividad” no solo es una herramienta eficaz para explicar los actuales patrones de naturalización y mejorar nuestro entendimiento sobre la dinámica de la distribución de las especies, también nos puede ayudar a anticipar futuras invasiones y desarrollar estrategias de gestión individualizadas para un mejor control de las plantas invasoras.

Referencia:

Fristoe TS, Chytrý M, Dawson W, Essl F, Heleno R, Kreft H, Maurel N, Pergl J, Pyšek P, Seebens H, Weigelt P, Vargas P, Yang Q, Attorre F, Bergmeier E, Bernhardt-Römermann M, Biurrun I, et al. (2021) Dimensions of invasiveness: Links between local abundance, geographic range size, and habitat breadth in Europe’s alien and native floras PNAS doi: 10.1073/pnas.2021173118

 

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

 

El artículo Claves del éxito invasor de especies vegetales en Europa se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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Sandra Benito, Nora Unceta, Alicia Sánchez-Ortega, Alberto Gómez-Caballero, M. Aránzazu Goicolea, Ramón J. Barrio

Giltzurrun gutxiegitasun kronikoa (GGK) da arazo funtzional zein estrukturalen ondorioz giltzurrunek bere zeregina betetzeko duten gaitasunaren galera. GGKaren ondorioz, haurrek zailtasun-metabolikoak, zailtasun-kardiobaskularrak eta garapen-zailtasunak pairatzen dituzte, eta hori dela eta, populazio-talde horietan morbilitate eta heriotza-tasak handiak dira. Ildo horretan, esku-hartze terapeutiko eraginkorra lortzeko, diagnostiko azkarra ezartzea premiazkoa da. Egun, gaixotasunaren diagnostikoan serumeko kreatinina biomarkatzaile klasiko bezala erabiltzen bada ere, faktore anitzek kreatininaren kontzentrazioa aldatzea eragin dezakete. Hori dela eta biomarkatzaile honek sentikortasun mugatua du, bereziki gaixotasunaren lehenengo faseetan. Hortaz, diagnostiko goiztiarragoa eta erantzun hobea lortzeko biomarkatzaile berriak aurkitzeko beharra dago GGK pairatzen duten paziente pediatrikoetan.

Metabolomika lagin biologikoen profil metabolikoaren azterketa sistematikoaren bidez biomarkatzaile berriak aurkitzea ahalbidetzen duen tresna da, 1500 Da arteko molekula txikiak helburu dituena. Kontrol-taldearen eta talde gaixoaren arteko profil metabolikoen konparaketan zenbait metabolitoren kontzentrazioen igoera edo jaitsiera identifika daiteke, eta hortaz, metabolito horietako batzuk biomarkatzaile bezala erabili daitezke.

Irudia: Giltzurrun gutxiegitasun kronikoaren ondorioz, haurrek zailtasun-metabolikoak, zailtasun-kardiobaskularrak eta garapen-zailtasunak pairatzen dituzte, beraz diagnostiko azkarra ezartzea premiazkoa da. (Argazkia: Wagner Souza e Silva – Domeinu publikoan. Iturria: Wikimedia)

Lan honetan bi estrategia erabili dira haurretan gertatzen den GGKaren diagnostiko azkarra ezartzeko: metabolomika bideratua (edo targeted) eta metabolomika ez-bideratua (edo untargeted). Ikerlan hauetan Gurutzetako Unibertsitate Ospitalean jasotako GGK zuten haurren eta haur osasuntsuen plasma erabili da.

Metabolomika bideratua bide metaboliko, entzima sistema edota talde metaboliko jakinekin erlazionatuta dauden eta aldez aurretik definitutako metabolito ezagunen determinazioan eta kuantifikazioan oinarritzen da. Kasu honetan, analizatzen diren konposatuak ezagunak direnez, laginaren tratamendua oso espezifikoa da eta analisiak sentsibilitate ahalik eta handiena izateko diseinatzen da. Aurretik egin diren ikerketetan oinarrituz, urearen zikloan, argininaren metilazioan eta arginina-kreatina bide metabolikoetan parte hartzen duten 16 aminoazido, aminoazidoen eratorri eta erlazionatutako metabolito ezberdinak GGK duten haurren eta kontrolen plasman analizatzeko helburua planteatu da. Horretarako, metabolomika metodo bideratu bat garatu eta balioztatu da, likido kromatografia-masa espektrometria bidez kuadrupolo-hegaldi denbora analizatzailearekin (LC-QTOF). Gurutzetako haurren plasma laginak analizatu eta emaitzak aldagai anitzeko analisi estatistikoaren bidez aztertu eta gero, GGK zuten pazienteen plasman kreatinina, zitrulina, S-adenosilmetionina eta dimetilarginina simetrikoaren kontzentrazioa altuagoa dela ikusi da. Hortaz, azken hiru metabolito hauek biomarkatzaile berri posibletzat hartu dira, kreatinina biomarkatzaile klasikoarekin batera.

Metabolomika ez-bideratuaren helburua, ordea, jatorri desberdineko lagin taldeen artean ahalik eta metabolito gehienen konparazioa egitea da, inongo aldez aurretikako hautaketarik gabe, bi taldeen artean esanguratsuak diren metabolitoak soilik identifikatzeko. Kasu honetan, lan fluxua ondorengoa izaten da: laginen prestaketa eta bereizmen altuko masa espektrometria ekipoen bitarteko analisia (QTOF erako ekipoak, kasu), datuen prozesamendua, analisi estatistikoa edo kimiometrikoa eta azkenik, adierazgarriak diren metabolitoen identifikazioa, datu baseen eta kandidatuen estandarren analisiaren bidez. Gurutzetako haur osasuntsuen eta GGK pairatzen zuten haurren plasmak LC-QTOF teknikaren bidez konparatu eta gero, 232 entitate ezezagun lortu dira. Analisi kimiometrikoaren bidez entitate murrizketa egin eta gero, GGK duten haurren eta haur osasuntsuen metabolomen artean estatistikoki desberdinak diren 5 entitate aurkitu dira. Azkenik, bost metabolito horien artean lau identifikatzea posible izan da datu-baseak eta estandar analitikoak erabiliz: n-butirilkarnitina, cis-4-dezenoilkarnitina, bilirrubina eta esfingosina-1-fosfato.

Ikerketa metabolomiko bideratu eta ez-bideratu hauen emaitzak batera hartuta, kreatinina biomarkatzaile klasikoaz gain beste zazpi biomarkatzaile berri proposatu dira GGK duten haurren diagnostiko goiztiarra egitea ahalbide lezaketenak. Etorkizunera begira, zazpi biomarkatzaile horiek GGK duten haurrak eta haur osasuntsuak bereizteko esanguratsuak diren egiaztatzeko populazio pediatriko ezberdin eta zabalago bat ikertzea proposatzen da.

Iturria:

Benito, Sandra; Unceta, Nora; Sánchez-Ortega, Alicia; Gómez-Caballero, Alberto; Goicolea, M. Aránzazu; Barrio, Ramón J. (2020). «Ikerketa metabolomikoek bultzatutako biomarkatzaile berrien identifikazioa haurretan ematen den giltzurrun gutxiegitasun kronikoaren diagnostikorako»; Ekaia, 37, 2020, 65-81. (https://doi.org/10.1387/ekaia.20859)

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: Ekaia 37
• Artikuluaren izena: Ikerketa metabolomikoek bultzatutako biomarkatzaile berrien identifikazioa haurretan ematen den giltzurrun gutxiegitasun kronikoaren diagnostikorako.
• Laburpena: Giltzurrun gutxiegitasun kronikoaren (GGK) ebaluazioa egiten da iragazpen glomerularraren tasaren (IGT) bidez, eta kalkulatzen da serumeko kreatininaren kontzentrazioan oinarritutako ekuazioen bidez. Hala ere, serumeko kreatinina kontzentrazioa hainbat faktoreren arabera alda daiteke, eta horrek GGKaren diagnostikoa arriskuan jar dezake, bereziki gaixotasunaren fase goiztiarrenetan. Haurretan GGKak, arazo metaboliko eta kardiobaskularrez gain, garapen-arazoak eta malnutrizioa eragiten ditu. Haur osasuntsuekin alderatuta, zailtasun horiek 30 aldiz handitzen dute heriotza-tasa GGkaren fase aurreratuenetan dauden haurretan. oro har, gaixotasun jakin baterako biomarkatzaileen presentziak diagnostiko goiztiarragoa eta erantzun hobea ahalbidetzen dute. Hori dela eta, GGK pairatzen duten helduetan ikerketa integrala egin da biomarkatzaile berriak topatzeko, baina populazio pediatrikoan ikerlanak oraindik oso mugatuak dira, eta biomarkatzaile berrien beharra dago. Helburu horrekin, haur osasuntsuen eta GGK pairatzen duten haur gaixoen arteko profil metabolikoen konparazioa egin da, metabolomika bideratu zein ez-bideratuak aplikatuz. Ikerketaren ondorioz, GGK pediatrikoaren detekzio goiztiarrean erabilgarri izan daitezkeen zazpi metabolito berri aurkitu dira, kreatinina biomarkatzaile klasikoarekin batera. Metabolito horiek, kreatininarekin batera erabiliz, kreatinina soilaren erabilerarekin ez bezala, haur gaixoak eta osasuntsuak bereiztea ahalbidetzen dute.
• Egileak: Sandra Benito, Nora Unceta, Alicia Sánchez-Ortega, Alberto Gómez-Caballero, M. Aránzazu Goicolea, Ramón J. Barrio
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 65-81
• DOI: 10.1387/ekaia.20859

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Egileez:

Sandra Benito, Nora Unceta, , Alberto Gómez-Caballero, M. Aránzazu Goicolea eta Ramón J. Barrio UPV/EHUko Farmazia Fakultateko Kimika Analitikoa Sailekoak dira

Alicia Sánchez-Ortega UPV/EHUko Lascaray Ikerguneko Analisirako Zerbitzu Zentralekoa da

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Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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César Menor-Salván

Imagen tomada por el módulo de aterrizaje de la sonda Viking 2 que muestra la Utopia Planitia en Marte. Fuente: NASA

 

El 20 de julio se cumplía el 45 aniversario del aterrizaje en Marte de la histórica misión Viking. Días después, fallecía Gilbert Levin, uno de los investigadores principales de la misión. A pesar del tiempo transcurrido, y (en mi caso) de modo muy tangencial, aún pudimos participar en la discusión de uno de los aspectos más polémicos de la misión: las evidencias de vida en Marte. Esta es la historia.

Hacia 2007, en el Centro de Astrobiología de Madrid estábamos iniciando una línea de investigación sobre los restos moleculares que los seres vivos dejan en materiales geológicos (biofirmas orgánicas o biomarcadores). Acabábamos también de proponer instrumentación para estudiar la composición orgánica de Titán y Encelado, que viajaría en la futura misión TandEM.

Nuestro trabajo llamó la atención de Christopher McKay, del Centro de Investigación Ames de la NASA, quien nos envió una muestra del suelo número 726. Era el último coletazo de 30 años de discusión científica sobre los resultados de la misión Viking a Marte.

La misión Viking constaba de dos naves, cada una de ellas formada por un orbitador y un aterrizador (lander). Viking 1 aterrizó en Marte el 20 de Julio de 1976 en Chryse Planitia. Viking 2 lo hizo el 3 de septiembre en Utopia Planitia, al otro lado del planeta. Los landers transmitieron datos hasta noviembre de 1982. Los objetivos de la misión eran obtener imágenes, datos ambientales, geofísicos y de composición de la atmósfera y suelo. También intentaba responder a la gran pregunta: ¿hay o hubo vida en Marte?

Modelo a tamaño real del aterrizador Viking, situado en el Centro de Astrobiología. Se observa el brazo para toma de muestras de suelo. Foto: Jorge Pla García

Viking en busca de vida

Los Viking realizaron, entre otros, dos experimentos:

• El experimento LR (labeled release o radiorespirometría), desarrollado por los equipos de Harold Klein, director del Equipo de Biología, y Gilbert Levin.
• El experimento de análisis molecular (molecular analisis experiment), usando el instrumento GCMS, desarrollado por el químico del MIT Klaus Biemann.

Para el experimento LR, se incubó suelo con nutrientes orgánicos marcados con carbono-14, midiéndose la emisión de CO₂ radiactivo, lo que sugeriría la presencia de actividad metabólica.

El objetivo del instrumento GCMS era identificar compuestos orgánicos presentes en el suelo o el aire. Para el análisis, una muestra de suelo se calentaba a alta temperatura, para volatilizar posibles compuestos orgánicos. Los compuestos orgánicos volatilizados entrarían en el analizador para identificarlos.

El método es intuitivo: si calentamos cualquier muestra de suelo a temperatura elevada, emitirá compuestos orgánicos procedentes de la vida microscópica y restos vegetales presentes en el suelo. En la Tierra, ni siquiera es necesario calentar, pues el petricor, que hace tan agradables las tormentas veraniegas, ya es un biomarcador.

En Marte, el experimento LR dio un resultado positivo. Sin embargo, el instrumento GCMS no detectó ningún compuesto orgánico en el suelo marciano. ¿Qué significaba? ¿Había vida en el suelo, pero no se podían detectar sus componentes? ¿Acaso no había vida y el resultado se debía a un efecto químico?

El suelo número 726

Los datos de la misión Viking no respondían a la pregunta sobre si había vida en Marte, pero tampoco lo negaban. Más bien abrían nuevas cuestiones. Antes del lanzamiento de la misión, los instrumentos se probaron con diversos tipos de suelos, para obtener una librería de referencia que ayudara a interpretar los datos de Marte.

El equipo de Gil Levin realizó los experimentos con el suelo 726. Este fue recogido en 1966 en la Antártida, en un remoto nunatak llamado Coalsack Bluff, en las montañas Transantárticas. En las pruebas, el suelo 726 daba un resultado similar al del suelo marciano: positivo en el experimento LR y ningún compuesto orgánico detectado con el instrumento GCMS.

El suelo 726 contenía trazas de partículas de carbón y kerógeno, un material de origen biológico común en las rocas. ¿Significaba esto que en Marte había algo de vida? ¿Por qué el GCMS no podía detectar compuestos orgánicos en el suelo 726? ¿Era debido a que el diseño del instrumento no era adecuado? Había que discutirlo, ya que no podemos permitirnos enviar un instrumento cuestionable para detectar huellas de vida.

Para Levin, los datos de Viking sugerían la presencia de vida. Para otros, el resultado del experimento LR era explicable si el suelo es químicamente oxidante. Se discutió la capacidad del instrumento GCMS para detectar pequeñas cantidades de componentes orgánicos.

Se planteó que el problema no era el instrumento, un prodigio técnico, sino que el tratamiento de la muestra no era adecuado para la misión. Tal como estaba diseñado, solo podría detectar ciertos compuestos orgánicos presentes en una cantidad elevada. Por ello, McKay nos envió muestras del suelo 726 a varios implicados en el estudio de biomarcadores. El objetivo era comprobar si podían verse componentes orgánicos en el suelo, y decidir si el tratamiento de muestra del Viking era adecuado o no.

Aspecto del suelo 726 a simple vista y bajo el microscopio. Está formado por minerales de origen volcánico, como olivinos y diópsido. Foto: César Menor-Salván

Perclorato y la esterilidad del suelo de Marte

La discusión terminó en 2008, cuando el Phoenix Mars Lander descubrió perclorato en el suelo de Marte. Una explicación a los resultados de la Viking era el carácter oxidante del suelo. Las sales de perclorato son oxidantes y se descomponen formando hipoclorito (lejía), entre otras cosas, debido a la radiación que asola la superficie marciana. La combinación de oxidantes y radiación sugería que el suelo marciano es estéril e incompatible con la materia orgánica.

Así, la superficie no es el lugar idóneo para buscar vida o biomarcadores. Aun en el caso de que los hubiera en el suelo, estables gracias a la baja temperatura y sequedad del planeta, en el momento en el que se intentaran analizar serían destruidos por el perclorato. Por ello, Viking no podía identificar huellas de vida en ningún caso. Había que cambiar de estrategia: buscar huellas de vida en el subsuelo o atrapadas en arcillas, así como evidencias indirectas a través del estudio de minerales y rocas.

Materia orgánica extraída de 100 g de suelo 726 en nuestro laboratorio. La masa marronácea contiene hidrocarburos, biofirmas de bacterias y plantas y contaminantes de origen humano. Foto: César Menor-Salván

¿Y el suelo 726? Sí, contenía biomarcadores. McKay y sus colaboradores tenían razón: el experimento de análisis molecular, tal como estaba configurado en la Viking, no tenía sensibilidad suficiente, aunque ya daba igual. Ahora sabemos que los experimentos de Viking se diseñaron bajo una perspectiva demasiado geocéntrica. Se necesitaba otro enfoque, que se aplica en los rovers Curiosity y Perseverance.

Un instrumento similar al GCMS de Viking, sin embargo, puede ser importante en la exploración de otros lugares, como Europa o Titán, donde los compuestos orgánicos son claves. Será fascinante ver los datos de las misiones en curso y futuras.

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

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

El artículo El misterio del suelo número 726 y la búsqueda de vida en Marte se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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El matemático Stephen Mack Stigler (1941) es profesor emérito de la Universidad de Chicago. Especialista en estadística, su investigación se ha centrado en la historia de esta disciplina y en la teoría de estimadores robustos.

Stephen Mack Stigler, Robert King Merton y Carl Benjamin Boyer.

 

Es muy conocido por la llamada ley de Stigler, un axioma que formuló en 1980 y que puede enunciarse del siguiente modo:

«Ningún descubrimiento científico recibe el nombre de quien lo descubrió en primer lugar».

En el artículo Stigler’s law of eponymy, Stephen Mack Stigler comienza hablando del sociólogo Robert King Merton (1910-2003) quien, según afirma el matemático, es el verdadero creador de “su ley”, la ley de Stigler.

Pero empecemos por el principio. En 1968 Merton analizó el fenómeno que denominó efecto Mateo en su artículo The Matthew Effect in Science. En este ensayo, el sociólogo estudiaba cómo los científicos de mayor prestigio reciben a menudo un crédito excesivo por sus contribuciones, mientras que aquellos menos conocidos obtienen menor reconocimiento por sus descubrimientos o avances en investigación.

Merton comenzó a pensar en este efecto a raíz de su artículo Resistance to the Systematic Study of Multiple Discoveries in Scienceen el que analizaba las posibles explicaciones del fenómeno de «descubrimiento simultáneo» por el que dos o más científicos logran un descubrimiento idéntico, aproximadamente al mismo tiempo y de manera independiente. El sociólogo argumentaba que, en general, el investigador más famoso consigue el crédito de ese avance en investigación, independientemente de quién fue el primero o de la importancia real de la contribución en comparación con la de la otra persona. Merton lo denominó efecto Mateo en referencia al versículo de la Biblia (Evangelio de Mateo 25:29) que dice: «Porque a todo el que tiene se le dará y le sobrará, pero al que no tiene, se le quitará hasta lo que tiene».

En 1979 se invitó a Stigler a contribuir con un artículo en un libro en homenaje a Merton. El matemático conocía su trabajo sobre el efecto Mateo y el término de profecía autocumplida también acuñada por el sociólogo. Y decidió escribir un texto incorporando ambos conceptos: Stigler’s law of eponymy. Con este título confirmaba, además, que los nombres de los hallazgos o invenciones no suelen ser los de sus creadores…

Algunos ejemplos de la ley de Stigler en matemáticas

• El teorema de Pitágoras, del que Bartel Leendert Van der Waerden decía (ver [2]): «Estoy convencido de que el excelente matemático neolítico que descubrió el teorema de Pitágoras tenía una prueba del teorema».

• El teorema de Euler para poliedros, que fue anunciado hacia 1635 por René Descartes (ver [2]).

• La regla de l’Hôpital, que fue descubierto por Johann Bernoulli (ver [2]).

• El triángulo de Pascal, que ya era conocido por los matemáticos árabes en el siglo XI (ver [2]).

• La distribución normal o de Gauss, descubierta por Abraham de Moivre (ver [3]).

• La ley de Benford, descubierta medio siglo antes por Simon Newcomb (ver [4]).

Algunos ejemplos de la ley de Stigler en ciencia

• La ley de Coulomb y la ley de Ohm, ambas debidas a Henry Cavendish.

• La posición de Trendelenburg, técnica nombrada anteriormente por médicos como Aulo Cornelio Celso o Guy de Chauliac.

• El efecto Auger, descubierto por Lise Meitner en 1922.

• La ley de Hubble, renombrada como ley de Hubble-Lemaître ya que Georges Lemaître la descubrió dos años antes que Edwin Hubble.

• Y otras muchas que pueden encontrarse en [4].

Nota 1

En 1972, casi de manera simultánea a Merton, el matemático Hubert Kennedy (1931) acuñó el nombre de ley de Boyer en su artículo Who Discovered Boyer’s Law?. Esta ley afirma que:

«Las fórmulas y teoremas matemáticos generalmente no reciben el nombre de sus descubridores originales».

Es prácticamente la ley de ley de Stigler. ¿Y quién es Boyer? Es el historiador de las matemáticas Carl Benjamin Boyer (1906-1976) quien, en su libro A History of Mathematics (1968), daba algún ejemplo de este fenómeno descrito por Kennedy. Tras hablar de las llamadas series de Maclaurin y de cómo otros autores habían hablado antes de ellas, Boyer comentaba en su libro: «Clío, la musa de la historia, ¡es a menudo voluble al asignar nombres a los teoremas!». Por este motivo Boyer forma parte del título de esta entrada.

Nota 2

El efecto Matilda alude a la discriminación sistemática que han sufrido las mujeres en el ámbito de la ciencia. Recibe este nombre por la activista Matilda Joslyn Gage quien fue la primera persona en hacerse eco de este fenómeno.

La socióloga Harriet Zuckermann sufrió este efecto: sus investigaciones fueron cruciales para que Merton reconociera, describiera y definiera el efecto Mateo en The Matthew Effect in Science, sin citar a la científica excepto en algún pie de página. Ya lo decía Mateo: «Porque a todo el que tiene se le dará y le sobrará, pero al que no tiene, se le quitará hasta lo que tiene».

Recomiendo el artículo de Uxune Martinez Mujer, ciencia y discriminación: del efecto Mateo a Matildapara saber más del tema.

Referencias:

[1] Karl Smallwood, Stigler and “his” law of eponymy, Today I found out,17 febrero 2016

[2] Richard H. Williams and Roy D. Mazzagatti, Mathematical Firsts—Who Done It?, Mathematics Teacher 79 (5) (1986) 387-391

[3] Wikipedia, ley de Stigler

[4] List of examples of Stigler’s law

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 La ley de Stigler… o de Merton, ¿o quizás de Boyer? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

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