Zientzia

El virus del papiloma humano (VPH) es un patógeno muy común en el ser humano que se transmite principalmente por contacto sexual o piel con piel. Tan frecuente es que se calcula que entre el 80 y el 90 % de la población sexualmente activa se infecta por el VPH alguna vez en su vida. En muchos casos, esta infección desaparece por sí misma y pasa desapercibida. Sin embargo, en otras ocasiones esta puede provocar verrugas y, en el peor de los casos, cáncer.

Imagen: Ally White / Pixabay

Algunos tipos del VPH (hay más de 200 identificados) tienen la capacidad de transformar las células que infectan, que comienzan a proliferar de forma descontrolada originando, con el tiempo, tumores. El principal cáncer que provoca este conjunto de virus es el de cuello uterino, pero también puede causar cáncer genital, de boca, garganta o anal, entre otros. Para prevenir este desenlace, en España se incluye desde 2007 la vacuna contra el VPH en el calendario vacunal. Primero su administración se dirigió a niñas y ciertos grupos de riesgo y, con el tiempo, se ha extendido su aplicación a niños.

El colectivo de hombres que tienen sexo con hombres con el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) son un colectivo con especial riesgo de sufrir cáncer anal desencadenado por el VPH, pues tienen hasta 300 veces más riesgo de padecerlo que la población general. En la actualidad, la detección temprana de las lesiones en la región anal, provocadas por el virus del papiloma, que tienen una elevada probabilidad de convertirse en cáncer (conocidas como lesiones escamosas intraepiteliales de alto grado o HSIL) resulta un desafío. Normalmente, este tipo de neoplasia se detecta en una etapa tardía, tanto por su localización, como por sus síntomas y signos poco claros y específicos, lo que lleva a un peor pronóstico. Además, el método actual que se utiliza para el cribado de este tipo de lesiones, la citología anal, es poco específica (50 %): da con frecuencia muchos falsos positivos (casos detectados como de alto riesgo de cáncer que realmente no tienen este riesgo). 

Detectar mejor el cáncer anal

Hace unos meses, un equipo internacional de investigadores, entre los que se incluyen científicos españoles, mostraron al mundo un enfoque innovador para detectar el cáncer anal de forma temprana y con más precisión que con la citología actual: la detección de dos biomarcadores asociados al microbioma de la región anal: la cobalamina (vitamina B12) y el succinil-CoA. Este hallazgo se ha publicado en la revista Nature Medicine.

Para el estudio, se seleccionaron a 213 participantes con VIH, principalmente (94 %) hombres cis que tenían sexo con hombres, a los que se les realizaron endoscopias anales y biopsias (toma de muestras de las lesiones sospechosas de poder convertirse en tumores). Los voluntarios se dividieron, a su vez, en dos grupos: 167 pacientes para investigar qué biomarcadores asociados al microbioma podían indicar alto riesgo de cáncer (HSIL) y 46 pacientes para validar los resultados.

Los investigadores comprobaron que no había ninguna composición particular del microbioma que se asociara claramente con un elevado riesgo de cáncer. Sin embargo, sí que detectaron que aquellos pacientes con HSIL tenían en la región anal bacterias que producían más cobalamina y succinil-CoA que en circunstancias normales. Es decir, existía algún tipo de interacción entre las células precancerosas, con alto riesgo de provocar cáncer y las bacterias, que modificaban su nivel de síntesis de ambas moléculas. De hecho, cuanto mayor era el riesgo de que la lesión se convirtiera en un tumor maligno, más altas eran las concentraciones de ambos biomarcadores. Otras investigaciones han encontrado también interrelaciones entre ciertos tipos de cáncer y cambios en la microbiota, como la asociación de cierta composición de la microbiota vaginal con un mayor riesgo de cáncer de cérvix uterino o con una mayor probabilidad de detectar la presencia del VPH.

El paso siguiente de la investigación fue comprobar cuál era la capacidad para detectar HSIL si se consideraban los niveles de dichas moléculas en los 46 pacientes del grupo de validación. Los científicos descubrieron que el cribado mediante el análisis de la cobalamina y el succinil-CoA ofrecía resultados mucho mejores que la citología convencional. En concreto, la sensibilidad (la probabilidad para detectar como positivo un caso de HSIL) de este método era de un 96,6 % frente al 91,2 % que aportaba la citología. Además, la mejora era mucho más notoria en la especificidad: la detección de los niveles de ambas moléculas arrojaba una especificidad (la probabilidad de que una persona sin HSIL arroje un valor negativo en la prueba) del 81,8 %, en comparación con el 34,1 % de la citología.

En otras palabras, el análisis de la cobalamina y el succinil-CoA en muestras anales ofrecía muchos menos falsos positivos de pacientes con lesiones anales con un alto riesgo de transformarse en cáncer. Ante estos resultados, los autores proponen usar ambos biomarcadores derivados del microbioma para mejorar la actual estrategia de screening de cáncer anal mediante citología (un método que podría hacerse sin problemas en muchos entornos clínicos). Con este enfoque habría muchos menos falsos positivos y, por tanto, una menor necesidad de biopsias para descartarlos, lo que supondría menos riesgos para los pacientes y un uso más racional de los recursos sanitarios. En todo caso, serán necesarios más estudios para validar este enfoque de cribado y confirmar su utilidad. De ser así, el screening actual solo mediante citología anal podría combinarse o sustituirse con este método en los próximos años.

Sobre la autora: Esther Samper (Shora) es médica, doctora en Ingeniería Tisular Cardiovascular y divulgadora científica

El artículo El microbioma da pistas sobre el riesgo de sufrir cáncer anal se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ibai ekologia ikerketa-taldeak hondakin-uren araztegi handi bateko urekin egindako esperimentu batek erakutsi du araztegi-urek ibaietako dibertsitatean eta sare trofikoan (elikatze-sarean) eragiten jarraitzen dutela ondo tratatuta eta oso diluituta isuri arren. Ikerketan frogatu dute litekeena dela hondakin-urak tratatzeko gaur egun ezarrita dauden mugak eta erabiltzen diren prozedurak nahikoak ez izatea sare trofikoen propietate naturalak babesteko.

Ur zikinen araztegiek asko hobetu dute mundu osoko uraren kalitatea, ingurumen-arautegien prozeduren arabera asko murriztu baita ur-ekosistemetara iristen diren kutsatzaileen kantitatea. Nolanahi ere, zoritxarrez, araztegietatik isurtzen diren efluenteek, tratatuta egon arren, kutsatzailez, nutrientez eta patogenoz osatutako koktel konplexua izaten jarraitzen dute. Haien ingurumen-efektuak oharkabean gera daitezke, beste faktore batzuek ezkutatuta. Araztegi aurreratuenek nutrienteak, materia organikoa eta metalak murrizteko tratamendu gehigarriak aplikatzen dizkiete ur zikinei. Baina, efluente horiek ere, oso diluituta isuri arren, efektu leunak izan ditzakete luzaroan mantentzen badira.

Irudia: BACI (Before-After-Control-Impact) diseinu esperimentalaren marrazki eskematikoa. Kontrol-tartea efluentea isurtzen den lekutik gora dago. Eragina gertatzen den lekuan, tratatutako efluentea jasotzen da ondorengo aldian. (Iturria: de Guzman, Ioar; et. al.)

“Araztegi horien efektuak behar bezala aztertzeko, ekosistema osoa manipulatzeko aukera eman zigun esperimentu berritzaile bat diseinatu genuen, zenbait urte iraun zituena”, azaldu du Ioar de Guzmán UPV/EHUko Ibai ekologia taldeko ikertzaileak. Lehenik, kutsadurarik gabeko errekasto batean aukeratutako bi tartetan hainbat aldagai neurtu zituzten urtebetez, ikusteko ea tarte horien artean zer alde zegoen. “Horrela bagenekien errekastoaren aldagai horiek nola aldatzen ziren denboraren eta tokiaren arabera”, zehaztu du. Ondoren, araztegi batean ondo tratatu eta asko diluitutako urak tarte horietako batera desbideratu zituzten uretan beherena zegoen tartera. “Beste urtebetez neurketak egin genituen bi tarteetan, isuri horiek errekako dibertsitatean eta sare trofikoan (janari-harremanen arabera antolaturiko organismo-multzoan) eta ekosistemaren funtzionamenduan zer aldaketa eragiten zituzten ikusteko”.

Aldaketa garrantzitsuak ekosisteman

Ikerketan frogatu dute hondakin-ur tratatuek eragin garrantzitsuak izan ditzaketela ekosistema-mailan, eta errekastoetako komunitateen egituran eta funtzionamenduan eragin dezaketela diluzio-maila oso altuekin isurita ere. Efluentearen toxikotasuna txikia izan zela ikusi bazuten ere, “oro har, ornogabeen dibertsitatea murriztu egin zen eta komunitateak heterogeneoagoak bihurtu; alga-kantitateak handitu ziren, eta herbiboria (edo landarez elikatzeko joera) areagotu—azaldu du ikertzaileak—. Nahiz eta efluente-urak tratatuta egon, nutriente jakin batzuk iristen dira errekastora. Hauek algak eta materia organikoa sustatzen lagundu dezakete, baina aldi berean kutsatzaileek eragin dezakete ornogabe sentikorrak desagertzea eta haien tokia erresistenteagoak diren beste batzuek hartzea”.

Agerian geratu da, beraz, gaur egun hondakin-urak tratatzeko erabiltzen diren prozedura aurreratuenek ere ur gezatako ekosistemetan eragiten jarraitzen dutela. Baita uretako sare trofikoak kontserbatzeko, ur kutsatuak tratatzeko ahaleginak areagotu behar direla ere. “Uste dugu legediak markatzen dituen mugetara doituta arazoak lausotzen direla, baina oraindik ere inpaktuak sorturik kontuan hartu behar dugu erreketako sare trofikoak modu optimoan kontserbatzeko tratamendu horiek are eta zorrotzagoak izan behar dutela”, esanez amaitu du Ibai ekologia taldeko ikertzaileak.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Araztegi-urek ibai-ekosisteman eragiten dute, ondo tratatuta eta oso diluituta egon arren.

Erreferentzia bibliografikoa:

de Guzman, Ioar; Elosegi, Arturo; von Schiller, Daniel; González, Jose M.; Paz, Laura E.; Gauzens, Benoit; Brose, Ulrich; Antón, Alvaro; Olarte, Nuria; Montoya, José M.; Larrañaga, Aitor (2023). Treated and highly diluted, but wastewater still impacts diversity and energy fluxes of freshwater food webs. Journal of Environmental Management, 345. DOI: 10.1016/j.jenvman.2023.118510

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Quizás haya oído hablar o haya leído acerca del dilema del tranvía. Este es un dilema moral en el que se plantean dos alternativas: provocar la muerte de una persona para salvar la vida de varias o no hacerlo. Hasta ahora se ha asumido que quienes renuncian a provocar la muerte de una persona, aunque ello conlleve la pérdida de más vidas humanas, actúan guiados por el principio deontológico de no hacer daño de forma deliberada. Y que quienes, por el contrario, optan por sacrificar una vida para que se salven más, actúan en virtud de principios utilitaristas, pues buscan maximizar el número de vidas salvadas.

Source: Bethesda Game Studios / Fallout 4

Las respuestas al dilema del tranvía se han interpretado en virtud del denominado “modelo de procesamiento dual”. De acuerdo con tal modelo, en la decisión participan dos sistemas cognitivos. El sistema 1 se compone de emociones, heurísticos e inferencias que producen intuiciones morales, mientras que el sistema 2 realiza un razonamiento deliberativo. La mayoría de especialistas asume que los cálculos del sistema 1 son automáticos, no conscientes, sin esfuerzo y rápidos, mientras que los cálculos del sistema 2 son controlados, conscientes, requieren esfuerzo y son lentos.

Joshua Greene –uno de los autores más influyentes en el campo de la psicología de las opciones morales y proponente destacado del sistema de procesamiento dual– ha propuesto, además, que las emociones producen respuestas inflexibles, que la flexibilidad (responder al contexto considerando múltiples factores) requiere razonamiento deliberativo, y que los juicios utilitarios se producen mediante el razonamiento, mientras que los juicios deónticos se producen mediante las emociones.

No todo es blanco o negro

Hay, sin embargo, quienes no comparten ese punto de vista. Cuando las intuiciones morales chocan, generalmente son posibles soluciones que logren un equilibrio entre valores morales en conflicto. Pero los estudios anteriores no pueden encontrar esas soluciones porque utilizan dilemas morales que obligan a realizar juicios extremos: aquellos que satisfacen plenamente un valor moral mientras descartan otros por completo.

Consideremos, por el contrario, un dilema que, aunque comparte muchas propiedades con los dilemas del tranvía, no conduce necesariamente a formular un juicio extremo. Es el siguiente:

Dos países, A y B, han estado en guerra durante años. La guerra la empezaron los gobernantes de B contra la voluntad de su población civil. Recientemente, el equilibrio militar se ha roto y es seguro que A ganará. La pregunta es cómo, cuándo y con qué costes.

El país A dispone de dos estrategias: (1) atacar al ejército contrario con armas convencionales o (2) bombardear a la población civil. Podrían usar una, la otra o una combinación de ambas. Los bombardeos desmoralizarían al país B: cuantos más civiles mueran, antes se rendirá B y menos soldados morirán: aproximadamente la mitad de ambos lados, todos reclutados por la fuerza. Los combates convencionales minimizarán las bajas. Es más, si el país A decide no bombardear al país B, entonces morirán 6 millones de soldados, pero casi ningún civil. Si 4 millones de civiles son sacrificados en los bombardeos, B se rendirá inmediatamente y casi ningún soldado morirá. Y, si A elige una solución intermedia, por cada cuatro civiles sacrificados, morirán aproximadamente seis soldados menos.

¿Cómo debería A poner fin a la guerra? ¿Qué cree que es moralmente correcto?

El modelo de procesamiento dual no le sería de aplicación a este dilema y, por tanto, no solo a este, sino al conjunto de los dilemas morales.

Un modelo alternativo, el sistema de compensación moral

Un grupo de investigación liderado por Leda Cosmides, de la Universidad de California en Santa Barbara, ha formulado un modelo alternativo. Lo denominan modelo de sistema de compensación moral (moral trade-off system) y debería poder producir todo el espectro de juicios posibles: extremos y consistentes en soluciones intermedias, de compromiso.

En ese modelo, los sistemas cognitivos implicados en la vida social que son activados por un dilema determinan qué variables son moralmente relevantes para su resolución. El sistema de compensación debe poder sopesar los valores morales en conflicto y elegir la solución más correcta, presentándola como un juicio moral intuitivo. Además, el sistema de compensación moral debe cumplir varios requisitos. Así, los juicios deben poder cambiar en función de incentivos y de variables moralmente relevantes, como la voluntad, la justicia, la reciprocidad, el derecho, el mérito y la honradez.

Los autores proponen que el sistema (mental) de compensación moral está compuesto por tres subsistemas: el de los “valores morales”, el del “conjunto factible” y el que “maximiza la bondad” (o corrección o adecuación) de la opción.

El subsistema de los valores morales evalúa diferentes soluciones al dilema y establece cuál es la mejor o más correcta. Este subsistema y los sistemas cognitivos que le proporcionan la información son universales, pero están calibrados por las experiencias del individuo. De ahí que, ante una misma situación, diferentes personas asignen valoraciones morales diferentes y, en consecuencia, sus juicios morales pueden diferir.

Por otro lado, hay ciertas variables o condiciones que determinan qué soluciones al dilema son factibles y, por lo tanto, de qué soluciones dispone el sistema para elegir. La representación mental de esas posibles soluciones es el “conjunto factible”. El correspondiente subsistema trabaja en paralelo al de valores morales.

Finalmente, está el subsistema que determina cuál es la solución más correcta a partir de las soluciones disponibles. Es el que establece que “la solución X es la mejor” (por ser, de entre las disponibles, la más correcta).

Esos tres subsistemas operan de manera inconsciente: sus cálculos no se realizan mediante razonamiento deliberativo. El sistema de compensación moral opera como el sistema visual: sus productos finales son objetos de la consciencia, pero la computación para producirlos no lo es. Del mismo modo que “vemos” objetos, “sentimos” que algunas opciones son más correctas que otras. Al igual que la visión de un objeto, la sensación de que “la solución X es la mejor” es una representación que pueden leer otros sistemas mentales, incluidos aquellos que han de decidir cómo comportarse. Además, aunque el sistema de compensación moral opera de manera inconsciente, las deliberaciones conscientes pueden desempeñar un papel en el juicio.

Juicios de compromiso

Un sistema cognitivo con esta arquitectura puede producir juicios de compromiso; responde a incentivos y variables moralmente relevantes; y asigna ponderaciones a bienes morales en conflicto, lo que le permite elegir la solución factible que sea más correcta.

El equipo de investigación sometió a contraste su modelo testando el cumplimiento de una serie de predicciones emanadas de aquel. Para ello, plantearon a más de 1700 personas un dilema semejante al del tranvía, que oponía las vidas de los civiles a las vidas de los soldados en un supuesto de conflicto bélico similar al descrito antes. El dilema se les planteaba en diferentes escenarios, caracterizados por incentivos tales como el número de soldados salvados por cada civil sacrificado y por variables relevantes en términos morales, como si la población civil había sido partidaria de la guerra o no,  o si los soldados habían sido reclutados de forma voluntaria o forzosa. En este caso, y a diferencia de otros dilemas, los sujetos podían elegir opciones intermedias, que sacrifican a algunos (pero no a todos) los civiles para salvar a más (pero no a la mayoría) de los soldados.

Los resultados respaldaron las predicciones del modelo ensayado. Pero, a juicio de los autores, la evidencia más decisiva es que la gran mayoría de los sujetos actuaron de forma racional. Lo hicieron con independencia de cuál era la combinación de juicios extremos y de compromiso que hicieran, y se mantuvieron racionales en todos los escenarios, incluso cuando sus juicios cambiaron con la voluntad (de participar o apoyar la guerra) de los soldados o civiles. Según los autores eso es una prueba muy sólida de que el proceso maximiza la corrección.

En conclusión, el razonamiento deliberativo, sin más, no puede explicar los resultados obtenidos en este trabajo, ni tampoco una competición entre emoción y razón. Los resultados fueron los que cabe esperar de un sistema cognitivo que sopesa consideraciones morales en competencia y elige la solución que maximiza la corrección, la mejor solución.

Fuente:

Guzmán R.A., Barbato M.T., Sznycer D., Cosmides L., A moral trade-off system produces intuitive judgments that are rational and coherent and strike a balance between conflicting moral values. Proc Natl Acad Sci U S A. 2022 Oct 18; 119 (42): e2214005119. doi: 10.1073/pnas.2214005119.

 

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 Cómo decidir la mejor opción ante un dilema moral se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Ingurumena

Ikerketa berri baten arabera, baso tropikaletan zuhaitz espezie gehiago bil daitezke, zuhaitzen plantulak gurasoengandik hurbil daudenean ez direlako hain ondo hazten. Prozesu hori “espezieen aldarapena” teoriaren bitartez azaldu dute ikertzaileek. Teoria horren arabera, haziak, askotan, ez dira hain ondo hazten beren guraso zuhaitzetatik gertuko lurzoruetan, baina bai loturarik gabeko zuhaitzetatik gertu dauden lekuetan. Informazio gehiago Zientzia Kaieran: ‘Espezieen aldarapenak’ biodibertsitate handia ahalbidetzen du zuhaitz tropikaletan.

Osasuna

Garikoitz Azkona UPV/EHUko Oinarrizko Psikologia Prozesuak eta Garapena Saileko ikertzaileak Zientzia Kaierako artikulu batean deskribatu ditu gizarte-isolamenduak eragindako depresioaren neurobiologian egin diren aurrerapenak. Azaldu duenez, isolamendu sozialak eragindako bakardade-sentimenduak eragina izan dezake estres kronikoan. Estres kronikoak, bestalde, garuneko serotonina-maila gutxitzea eragin dezake eta, ondorioz, depresioa eragin. Azkonak adierazi du munduan 280 milioi pertsonak dutela depresioa (%3,8), eta intzidentzia emakumeetan handiagoa dela.

Paleontologia

Zestoako Erralla koban aurkitu da orain arte munduan identifikatu den txakur fosil zaharrena. Izatez, animalia horren aztarnak 80ko hamarkadan topatu ziren, baina ezin izan zuten hura segurtasun guztiz identifikatu. 2022. urtean, ordea, UPV/EHUko Human Evolutionary Biology ikerketa taldeak humeroaren arrastoetan datazio erradiokarbonikoa egin zuten. Hala ziurtatu ahal izan zen duela ~17.000 urte bizi izan zela animalia hura, eta, genetikoki, kanidoa txakur bat zela. Aurkikuntza horrek galdera berriak sortu ditu txakurraren etxekotze-prozesuaren inguruan, uste baino lehenago gertatu baitzen. Datu guztiak Zientzia Kaieran: Txakurraren jatorriaz mintzo den fosil zaharrena.

Astronomia

Artizarraren balizko jarduera bolkanikoaren azterketa gori-gorian dagoen gaia da. Orain arte ziurtatu ahal izan da, gaur egun aktiboa ez bada, duela gutxi izan dela. Azken kronologien arabera, planetaren azalerarako adin-tarte zabala da: 1.000tik 150 milioi urtera doa. Adin horiek azaleko kraterrak zenbatuz kalkulatu dira, zenbat eta krater gehiago, orduan eta antzinakoagoa izaten baita azalera. Gainera, informazio hori erabiliz, ikerketa berri batek adierazi du Artizarrak Lurrak baino talka askoz energetikoagoak jasango zituela bere historian. Horrek planetako nukleoan bero handia pilatuko zukeen, eta ondorioz planetak jarduera bolkaniko handia izango luke. Azalpenak Zientzia Kaieran: Artizarraren azaleraren gaztetasuna.

Nautika eta Itsas Garraioa

June Madariaga Navarrok Nautika eta Itsas Garraioa gradua ikasi zuen, eta gai berdinaren inguruan masterra egin ondoren, doktoregoa egiten dabil. Buia bat da bere ikerketako erreminta nagusia; harekin ikertzen ari dira nola areagotu pertsonen segurtasuna kostan. Azaldu duenez, emakumezkoak gutxiengoa dira berak egindako ikasketetan, eta are gutxiago ikerketan. Gainera, Madariagaren esanetan, itsasontzi batzuetan ez dituzte emakumeak hartu nahi izaten. Itsasoko lana, oro har, gogorra dela dio, baina gogoko baduzu, oso polita. Ikertzaile honen inguruko informazio gehiago Zientzia Kaieran: June Madariaga, nautikako ikertzailea: “Nautika oso polita da, baina lanbide hau gustatu egin behar zaizu”

Klima-aldaketa

AZTIk txosten berri batean ohartarazi duenez, itsas maila 65 zentimetro igo daiteke mende amaierarako. Egin dituzten kalkuluen arabera, 1990etik hamarkada bakoitzean 1,5-3,5 zentimetro artean igo da itsas maila. Guillem Chust AZTIko Klima-aldaketa arloko koordinatzailearen hitzetan, igoera horrek hondartza gehienak, padurak eta belardiak galtzea eragingo du. Itsasoaren tenperaturari ere erreparatu diote, eta datuek adierazi dute mende amaierarako 3,5 gradu igoko dela Bizkaiko golkoan. Olatuen muturreko altuerak ere gora egingo du, eta hogei arrain talderen banaketak poloetarantz mugituko dira. Datu guztiak Berrian.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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La jornada Las Pruebas de la Educación tuvo lugar con el objetivo de analizar la validez de las estrategias educativas puestas en marcha durante los últimos años. El enfoque STEAM o las clases virtuales fueron analizados desde la evidencia científica por un grupo de expertos y expertas que se reunió en la Facultad de Educación de Bilbao de la Universidad del País Vasco. La jornada, fruto de la colaboración entre la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la facultad de Educación de Bilbao, tuvo lugar el 27 de octubre pasado.

Esta sexta edición volvió a estar dirigida a profesionales del ámbito de la educación y a quienes, en un futuro, formarán parte de este colectivo. Su objetivo ha sido reflexionar, desde la evidencia científica, sobre la validez de las estrategias utilizadas hoy en día. El seminario ha contado, una vez más, con la dirección académica de la vicedecana de Investigación y Transferencia de la Universidad Autónoma de Madrid, Marta Ferrero González.

Beatriz Baro Torija es doctora en Didáctica de las Ciencias Experimentales y licenciada en Biología por la Universidad de Santiago de Compostela. Actualmente es Profesora Titular de Universidad del Departamento de Didácticas Específicas (área de Didáctica de las Ciencias Experimentales) en la Universidad Autónoma de Madrid.  Ella es la encargada de analizar en esta charla los resultados del enfoque STEAM implantado durante los últimos años.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo STEAM e indagación en el aprendizaje de Ciencias Experimentales se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Hitz funtzionalak hizkuntza baten % 60 dira, karga semantiko txikia dute, hizkuntza guztietan daude eta erabilera baliokideak dituzte. Adibide bat erakusleak lirateke. Norbaiten ustez beharrezkoa da sistematikoki egiaztatzea. Juan F. Trillok Yes, we all use ‘this’ and ‘that’, so what?

Material bat isolatzailea izatetik supereroalea izatera pasa daiteke argi pixka batekin, eta, horrek, askotariko aplikazioetan etengailu izateko hautagai bihurtzen du. Purple bronze, from insulator to superconductor and back

Zelulen zatiketa gertatzen den zehaztasunaren eta neurona neokortikalen kopuruaren eta, beraz, gaitasun kognitiboen, arteko korrelazioa ikusi da. Precise cell division and cognition in modern humans, Daniel Moreno Andrésen eskutik.

James Webb Espazio Teleskopioa, unibertsoaren adina bezalako arazo kosmologikoak birplanteatzera behartzen ari da. Dena galaxia primitiboekin hasten da…  Rajendra Guptak Is new physics needed to explain the early galaxy problem?

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

 

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Los vehículos autónomos han sufrido un verano muy intenso, particularmente las empresas Waymo y Cruise, propiedades de los gigantes Google y General Motors, respectivamente. Se trata de dos de las startups más adelantadas en la carrera por dominar esta tecnología que, sin embargo, han tenido que frenar en seco en los últimos meses.

 

El 11 de agosto de 2023 ambas compañías obtuvieron la aprobación del estado de California para comenzar a ofrecer servicios de taxis autónomos 24 horas al día, los 7 días a la semana, y cobrando (hasta entonces, su actividad estaba restringida a unos horarios de poca densidad de tráfico). La ciudad de San Francisco se abría por primera vez a estos servicios.

(Comenzar el vídeo en 1:40.)

Poco les duró la alegría. Unos días más tarde, el 19 de agosto, las autoridades estatales penalizaron a Cruise por varios fallos graves ocurridos la noche anterior. Primero, un robotaxi se empotró contra un camión de bomberos que acudía una emergencia. En otro incidente, unas horas más tarde, fue un coche normal, pilotado por un humano, el que se saltó un semáforo y arrolló a uno de estos robotaxis.

En total, Cruise tuvo que reducir los 300 vehículos que tenía circulando por la ciudad a la mitad. Sin embargo, aún le faltaba la puntilla a la startup de General Motors, y ésta llegó hace unos días, cuando saltó la noticia de que el estado de California le retiraba la licencia de vehículos autónomos después de que uno de sus modelos no detectara que tenía a una persona atropellada debajo. Tras ello, Cruise anunció que cancelaba todas sus operaciones en Estados Unidos. Waymo ha optado por frenar su ritmo de expansión.

La cruda realidad es que una startup que no circula es una startup que no genera beneficios. Esto es un problema cuando estás inmerso en una carrera empresarial y tecnológica por quemar dinero, demostrar resultados, y seguir quemando dinero de inversores, todo ello hasta que a estos se les agote la paciencia o una de las empresas se erija vencedora.

¿Cuál es la situación de los robotaxis ahora?

Tecnológicamente, el hecho de que hayan estado circulando por ciudad cientos de vehículos autónomos es una gran hazaña. Waymo y Cruise han recorrido un total de casi 13 millones de kilómetros sin conductor, incluidos más de 6,4 millones de kilómetros en San Francisco desde principios de 2023. Debido a que la ley de California exige que las empresas de vehículos autónomos informen de cada accidente importante de forma pública, sabemos mucho sobre su desempeño.

En total, las dos empresas han informado de algo más de 100 accidentes con vehículos sin conductor. Puede parecer mucho, pero ocurrieron en unos 10 millones de kilómetros de conducción. Eso equivale a un accidente cada 100 000 kilómetros, unos cinco años de conducción para un automovilista habitual.

Sin embargo, en estas estadísticas no se cuentan otros incidentes también importantes, como atropellos a perros, golpes de chapa en los que el robotaxi huye, o que el vehículo autónomo arda espontáneamente.

Si echamos la vista atrás, lo que las grandes tecnológicas nos prometían eran transportes en ciudad más baratos, rápidos y seguros. Uno de los mayores críticos de esta tecnología es el investigador Filip Piekniewski, quien ya advirtió que, después de 100 000 millones de dólares invertidos en esta tecnología, seis empresas han quebrado, tres están intentando sobrevivir y solo a dos parece irles bien.

Probablemente, la actitud de Piekniewski sea demasiado radical. En mi caso, estoy convencido de que la conducción autónoma se logrará, aunque quizás necesitemos cambios más profundos.

En muchos medios se puede encontrar el dato de que entre el 90 y 94 % de los accidentes en carretera se deben a errores humanos. La historia de esta cifra se remonta nada menos que a 1979. Posteriormente, la autoridad en seguridad vial de EE UU, la NHTSA, publicó en 2015 un documento de dos páginas que decía que “la razón crítica, que es el último evento en la cadena causal del accidente, fue asignada al conductor en el 94 % de los accidentes”. Un poco más adelante, el organismo subrayaba que, “aunque la razón crítica es una parte importante de la descripción de los eventos que condujeron al accidente, no debe interpretarse como la causa del accidente”.

El argumento de sustituir al conductor por un algoritmo para reducir ese 94 % de causas humanas es, por lo tanto, falso. Numerosas voces autorizadas en seguridad vial han levantado la voz sobre este uso tramposo de las estadísticas.

Quizás, por lo tanto, los vehículos autónomos no deban reflejar como métrica principal el número de accidentes, sino que debieran tener sus propias métricas. Y probablemente también sea importante recordar que cada vehículo autónomo en la vía pública tiene un conductor humano de seguridad a bordo o en algún lugar observando y controlando de forma remota.

Los vehículos autónomos podrían no serlo tanto

Precisamente hace unos días, el New York Times publicó un artículo que saca los colores a Cruise y a estos conductores de seguridad.

Según los periodistas del New York Times, la empresa de vehículos autónomos empleaba una media de 1,5 conductores de seguridad por vehículo, y tenían que intervenir en la conducción muy frecuentemente. Si esto fuera cierto, sería lógico cuestionarse si el resto de startup de robotaxis están haciendo las mismas trampas. Siendo así, estaríamos aún muy lejos de la conducción autónoma del imaginario popular.

Quizás la conducción autónoma no sea la solución a nuestros problemas de tráfico. Tal vez haya que pensar en una conducción tecnológicamente asistida, que complemente al humano y que le ayude a no fallar. Al fin y al cabo, puede que la viabilidad técnica de vehículos tan complejos que rocen la inteligencia e intuición humana sea imposible en los marcos de movilidad urbana de nuestras ciudades.

Probablemente, también sea importante entender que los robotaxis no son solo un invento tecnológico, sino uno en gran medida socioeconómico.

Sobre el autor: Julián Estévez Sanz, Profesor e investigador en Robótica e Inteligencia Artificial, Universidad del País Vasco / Euskal Herriko Unibertsitatea

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

El artículo Los robotaxis hacen trampas: la conducción autónoma podría no serlo tanto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ana Galarraga / Elhuyar Zientzia

Nautika eta Itsas Garraioa graduan, emakumezkoak gutxiengoa dira. Eta are gutxiago dira gradu hori egin ondoren ikerketara jauzia ematen dutenak. June Madariaga Navarro da gutxi horietako bat, eta, aitortu duenez, oso pozik dago bere aukerarekin.

Doktoretzaren lehen urtea egin du, eta horrela azaldu du zertan dabilen: “Zunibal enpresak eta EHUk elkarlanean buia bat jarri genuen, eta orain Euskalmetena da. Buia horrekin, ikertzen ari gara nola areagotu pertsonen segurtasuna kostan, bai hondartzetan, bai uretako jarduerak egiten ari direnena”. Dioenez, hasiera batean, irakasle batzuen ideia izan zen, eta haiek bultzatuta sartu zen proiektuan. “Orain buia bat da, baina gehiago jartzeko asmoa dugu”.

Irudia: June Madariaga Navarro nautikako ikertzailea.

Itsasoa ez zaio arrotza Madariagari: “Nire aitite makinista zen; aita arrantzalea da; beste aitite oso errotuta dago… Orduan, bokazioz aukeratu nuen Nautika eta itsas garraioa gradua eta masterra ikastea, eta orain, horretan nago lanean, eta, gainera, doktoregoa egiten”.

Onartu du, etxekoek eta ingurukoek bere erabakia babestu bazuten ere, beldurra ere bazutela: “Beti pentsatzen duzu, hasieran behintzat, nabigatzen hilabete asko emango dituzula etxetik kanpo, eta auskalo nolako itsasontzia egokitzen zaizun… Baina ni jada ibili naiz itsasoan, eta orain portuan nago, eta pozik”.

Itsasoan eta portuan, bietan aritu da, beraz, lanean. Eta itsasoa polita bada ere, oso gogorra dela ohartarazi du: “Ez zaude etxean, ez dakizu zer gertatzen den ari den gertatzen, bakarrik kontatzen dizutena, eta batzuetan falta handia sentitzen duzu… Portuan, berriz, zortzi ordu ematen dituzu lanean, eta gero jada etxean zaude”.

Doktore-tesia egiteak ere ematen dio bertigo pixka bat, neurri batean, bere arloan ez direlako ikerketa asko egiten. “Baina irakasleek asko laguntzen didate, eta beti daude hor, adibidez, kongresu batera joateko, edo argitaratzeko… Adibidez, haiei esker, Bilboko Ingeniaritza Eskolako Teknalia gelan parte hartu dut aurten, eta hor ikusi dut garbi tesia egin nahi dudala; lehen ez nengoen hain ziur”.

Bestalde, maskulinizatutako arloa da, oraindik ere. Justu berak ikasi zuen urtean, ohi baino emakume gehiago ziren, baina normalean, 10etik 2-3 izaten dira. Eta itsasontzi batzuetan, ez dituzte emakumeak hartu nahi izaten. Berak, hala ere, zortea izan zuen: “Ikasle modura, urtebete egin behar dugu nabigatzen, eta, nire itsasontzian, ni nintzen emakume bakarra, baina gutxi ginen; guztira, bederatzi. Besteak Galiziakoak eta Euskal Herrikoak ziren, eta tratua oso ona izan zen. Baina ezin nuen beste emakume batekin hitz egin, eta horren falta nuen. Dena dela, gehienetan, eskifaia nazioartekoa da, eta gehiago izaten dira, eta horrelakoetan are zailagoa da. Bueno, eta askotan ez dute emakumerik hartzen”.

Hala eta guztiz ere, emakumeak bide hori hartzera animatuko lituzkeen galdetuta, baietz dio, baina ohar batekin: “Gustatu egin behar zaizu”. Berak bai, gustuko duela berretsi du, eta tesia egiteko gogotsu dagoela baieztatu du, gainera. “Badakit gogorra izango dela, baina orain hori da nire bidea, eta poliki-poliki ekingo diot”.

Fitxa biografikoa:

June Madariaga Navarro Portugaletekoa da, eta 2000. urtean jaio zen. Nautika eta Itsas Garraioa gradua egin zuen UPV/EHUn, eta, jarraian, izen bereko masterra. Orain, tesia egiten dabil, kostako segurtasuna areagotzeko buia-sistema baten inguruan.

Egileaz:

Ana Galarraga Aiestaran (@Anagalarraga1) zientzia-komunikatzailea da eta Elhuyar aldizkariko zuzendarikidea.

Elhuyar aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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José María Bermúdez de Castro, codirector de los yacimientos de Atapuerca, reflexiona en este texto sobre la repercusión de un inquietante estudio sobre lo cerca que estuvo la humanidad de la extinción durante el Pleistoceno.

Cráneo de neandertal (a la izquierda) y de Homo sapiens (a la derecha). Fuente:  The Trustees of the Natural History Museum

Un prestigioso equipo de investigadores de varias instituciones científicas de China, formado, entre otros, por Hu Wangjie, Ha Zigian, Pan Y-Huan y Li Haipeng, publicó hace poco un trabajo en la revista Science, cuyas conclusiones resultan inquietantes. Estos científicos han estudiado el ADN de una muestra de más de 3.000 individuos actuales procedentes de diferentes regiones del planeta y han desarrollado un nuevo modelo genético (FitCoal), extremadamente complejo para la comprensión de quienes no somos genetistas y matemáticos.

Este modelo posibilita proyectar la variación genética actual hacia el pasado y estimar el tamaño de las poblaciones pretéritas. Los resultados del estudio sugieren que hace entre 813.000 y 930.000 años la humanidad experimentó un cuello de botella y quedó reducida a poco menos de 1.300 individuos reproductores. Ese cuello de botella, quizá causado por las severas condiciones climáticas de finales del Pleistoceno inferior, duró nada menos que 117.000 años y habría dejado al linaje humano al borde de su desaparición.

Esta conclusión nos deja con un nudo en el estómago, pero también con algo de escepticismo en relación con los titulares que el propio editorial de la revista Science ha propiciado. Sabemos que en aquella época existían varias especies del género Homo distribuidas por África y Eurasia: Homo antecessor, Homo erectus, Homo ergaster, Homo floresiensis y tal vez alguna más. Con esta diversidad, parece seguro que nuestra genealogía habría tenido, en conjunto, una respuesta adaptativa suficiente como para salir del cualquier atolladero.

Tras meditar sobre las conclusiones del artículo de nuestros colegas, hemos intentado poner un poco de orden en nuestra mente, sin dejarnos llevar por la autoridad de los trabajos de investigación publicados por una revista de tanto prestigio como Science y por un modelo tan complejo, cuya comprensión está al alcance de pocos.

Un “agujero negro” en la evolución humana

Es cierto que el registro fósil de hace aproximadamente un millón de años es limitado. Tanto es así que desde siempre se ha comentado entre los expertos la existencia de un verdadero “agujero negro” en la evolución de los homininos. Esa falta de yacimientos con fósiles humanos podría explicarse por causas geológicas. Además, el territorio inexplorado por arqueólogos y paleontólogos hasta la fecha por razones económicas, políticas y sociales es inmenso.

Poco a poco, ese agujero negro se ha ido llenando de contenido y ya han empezado a contabilizarse un cierto número de yacimientos de esa época tanto en África como en Eurasia. No olvidemos, por ejemplo, que el nivel TD6 del yacimiento de la cueva de la Gran Dolina, en la sierra de Atapuerca (Burgos), se ha datado en aproximadamente 850.000 años, precisamente en los límites temporales de ese cuello de botella sugerido por los resultados del modelo de los científicos chinos.

El yacimiento de la Gran Dolina y otros yacimientos europeos de la misma época sugieren que el sur de Europa estuvo habitado hacia finales del Pleistoceno inferior por una población humana relativamente numerosa y viable. Ciertamente, cada vez tenemos mayor constancia de la existencia de homininos de esa época en el este de África o China. ¿Entonces?, ¿qué significado tienen los resultados del equipo de científicos chinos?, ¿se trata solo de un modelo, que puede estar equivocado? No necesariamente.

Pienso que el propio resumen realizado por el editorial de la revista Science nos ha confundido a todos. Los medios de comunicación de todo el mundo han publicado titulares llamativos acordes con ese resumen, que no se ajustan a la realidad de lo que pudo haber sucedido hace 900.000 años.

En ese tiempo, una de las poblaciones de homininos, todavía por determinar, pudo ser el origen de los neandertales, los denisovanos y los humanos modernos. Hasta el momento, nadie ha sido capaz de identificar con seguridad esa población enigmática que, en mi opinión, vivió en Oriente Próximo. Mientras tanto, en varias de regiones de África y Eurasia prosperaban otras poblaciones de diferentes especies: Homo antecessor, Homo erectus, Homo ergaster, Homo floresiensis…

¿Cómo lograron sobrevivir tan pocos tanto tiempo?

Mi interpretación de los resultados de los científicos chinos es que el modelo FitCoal conduce únicamente a esa población misteriosa de la que surgió finalmente la humanidad actual, junto a los neandertales y los denisovanos.

Si lo que pienso es correcto, no sería de extrañar que esa población enigmática se hubiera originado como resultado de ese cuello de botella que sugiere el modelo FitCoal. Siendo una población de tamaño tan exiguo, es normal que las excavaciones arqueológicas y paleontológicas no hayan dado todavía con algún yacimiento de esa población. Pero todavía quedaría una pregunta por responder: ¿cómo es posible que una población tan pequeña pudiera sobrevivir durante más de 100.000 años?

Si el cuello de botella hubiera persistido durante tanto tiempo, las posibilidades de supervivencia de la población habrían sido casi nulas. Los autores de la investigación son plenamente conscientes de ese problema y plantean la misma pregunta en el último párrafo de su artículo en Science.

Los modelos son eso precisamente: modelos, que no tienen por qué ajustarse necesariamente a la realidad. La hipótesis de que sapiens, neandertales y denisovanos comparten un mismo ancestro común, cuyo origen puede situarse en algún lugar de África o Eurasia hace unos 900.000 años, es ampliamente aceptada por la comunidad científica. El modelo FitCoal seguramente ha podido llegar en sus estimaciones hasta esa población “misteriosa”, pero habría obviado esas otras poblaciones que medraban por buena parte de África y Eurasia a finales del Pleistoceno inferior.

Si esta interpretación es correcta, la población originaria del linaje que condujo finalmente hasta nosotros estuvo pendiente de un hilo. Caso de que esa población enigmática hubiera fracasado por falta de efectivos, otras especies humanas habrían prosperado. ¿Imaginan los lectores un planeta habitado por los descendientes de Homo erectus?

Para saber más:

La humanidad ante su propia extinción
Quince virus que han cambiado la historia de la Humanidad

Sobre el autor: José María Bermúdez de Castro. Investigador ad Honorem. Centro Nacional de Investigación sobre la Evolución Humana (CENIEH), Burgos.

Este texto apareció originalmente en SINC.

El artículo Al borde de la extinción en el Pleistoceno se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Garikoitz Azkona Mendoza

Depresio nagusia pairatzen duen pertsona batek gutxienez bi aste irauten duen gertakari depresibo bat pairatu behar du, eta gertakari horrek aldaketa argiak eragin behar dizkio aldartean, interesetan eta plazerran (anhedonia), baita aldaketak kognizioan ere, eta sintoma begetatiboak erakutsi behar ditu. Munduan 280 milioi pertsonak dute depresioa (%3,8), eta intzidentzia emakumeetan handiagoa da, sintoma larriagoekin eta emaitza kliniko okerragoekin.

Depresio nagusia gaixotasun sistemiko bat da eta bere etiologian hainbat mekanismok parte hartzen dute, eta haren heredagarritasuna %35 ingurukoa da. Gainera, ingurumen-faktoreak, hala nola isolamendu soziala eta bakardadea oso lotuta daude depresio nagusia garatzeko arriskuarekin. Ikerketak diotenez isolamendu sozialak estres kronikoa eragingo luke. Pertsonak hauek, hipotalamo-hipofisi-guruin adrenala ardatzaren desregulazio kronikoa pairatuko luke, kortisol maila altuekin. Metanalisi berri baten emaitzen arabera, kortisola depresio nagusiaren iragarle posible bakarra da.

Irudia: isolamendu sozial kronikoak aldaketak eragingo lituzke nerbio-sisteman, sistema endokrino eta immunologikoan eta hauek depresio nagusia eragin lezakete. (Argazkia: Quintin Gellar – erabilera libreko irudia. Iturria: Pexels.com)

Baina beste aldaketa molekular asko deskribatu dira ere. Gero eta ebidentzia gehiagok erakusten dute hantura kronikoak depresio nagusia garatzen lagundu dezakeela eta zitokina proinflamatorionen maila altuekin. Era berean, azken urtetako hipotesi zabalduenaren arabera, depresioaren sintomak nerbio-sistema zentraleko serotoninaren maila baxuen ondorioa dela dio. Serotonina monoaminen familiako neurotransmisorea da eta triptofanotik eratorritako molekula da. Triptofanoa animalia-jatorriko proteinetan eta zerealetan dagoen funtsezko aminoazido bat da. Dietaren bidez jasotako triptofanoarekin, gure organismoak erreakzio biokimiko batzuei esker serotonina ekoizten du. Baina serotonina de novo ekoizteaz gain, birzikla daiteke. Mekanismo hori mintz presinpatikoan dauden garraiatzaile batzuei esker egiten da. Hauek, sinapsiko serotonina berreskuratu eta besikula sinapikoetan gordetzen dute berriro. Hainbat ikerketa genetikok garraiatzaile honentzat kodetzen duen genearen polimorfismoa identifikatu dute, eta bi alelo bereizten dira, motza eta luzea. Bietatik, alelo motzak, terminal presinpatikoan serotonina sartzerakoan eraginkortasun txikiagoa duen garraiatzailea emango luke.

Nahiz eta organismoan duen funtzio fisiologikoa askoz konplexuagoa izan, serotonina zoriontasunaren eta plazerraren molekula bezala ezagutzen da. Sistema serotoninergikoaren desorekak antsietate, depresio eta psikosiaren mekanismoekin erlazionatu ohi dira. Hipotesi hori indartu egiten da depresioa duten paziente askok tratamendu farmakologikoari erantzuten diotelako garuneko serotonina maila emendatzearren droga serotoninergikoak hartu eta gero, fluoxetina, adibidez. Hala ere, ez dakigu zehatz-mehatz zeintzuk diren serotonina mailak murrizteko mekanismoak eta metanalisi berri batek adierazten duenez, serotonina eta depresioaren arteko loturak ez du erakusten ebidentzia sendorik.

Baina faktore bakarrak ez du azaltzen depresio nagusiaren sintomatologia. Halaber, beste monoamina batzuen maila baxuak ere lotu izan dira depresioarekin, hala nola dopamina eta noradrenalina. Monoamina bakar baten maila igotzen duten antidepresiboek depresioaren sintomak arintzen dituzte pazienteen ehuneko mugatu batean. Bestalde, monoamina bati baino gehiago zuzendutako antidepresiboek emozioen eta kognizioen zirkuitoen funtzioak hobetzen dituzte, eta frogatu da ekintza horrek funtsezko zeregina duela farmako hauen eraginkortasun terapeutikoan. Anatomiari dagokionez, irudi ikerketek hipokanpoaren, gongoil basalen, talamoaren eta garun-azaleko hainbat eskualdeen bolumen txikiagoa aurkitu dute depresio nagusia duten pazienteetan. Hauetan, afektibitateari eta kognizioari lotutako garun-zirkuitu jakin batzuetako alterazioak ere aurkitu dira, baita alterazio neurotrofikoak ere, BDNF-TRKB sistemetan.

Laburbilduz, isolamendu sozial kronikoak aldaketak eragingo lituzke nerbio-sisteman, sistema endokrino eta immunologikoan eta hauek depresio nagusia eragin lezakete. Hala ere, ez dira zehatz-mehatz ezagutzen azpiko mekanismo molekularrak. Hortaz, ikerketa gehiago behar dira prozesu honen mekanismo molekularrak zehaztu ahal izateko.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 44
• Artikuluaren izena: Isolamendu soziala, estres kronikoa eta depresioa.
  
• Laburpena: Ingurumen-estimulu batek aldaketak eragin ditzake garuneko neurokimikan eta nahasmendu neuropsikiatrikoak eragin. Hori horrela, isolamendu sozialak eragindako bakardade-sentimenduek eragina izan dezakete estres kronikoan. Estres kronikoak aldaketa neuroendokrinoak eta immunologikoak eragiten ditu, eta aldaketa horiek serotonina maila gutxitzea eragin lezakete garunean eta, ondorioz, depresioa eragin. Artikulu honetan, gizarte-isolamenduak eragindako depresioaren neurobiologian egin diren aurrerapenak deskribatzen dira.
• Egilea: Garikoitz Azkona Mendoza
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 257-271
• DOI: 10.1387/ekaia.23996

Egileez:

Garikoitz Azkona Mendoza UPV/EHUko Psikologiako Fakultateko Oinarrizko Psikologia Prozesuak eta Garapena Saileko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Con esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica cerramos una serie dedicada a tres curiosas superficies relacionadas con la banda de Moebius, a saber, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real, y a cómo algunos artistas contemporáneos han representado estas superficies en sus obras de arte. La primera entrada, titulada El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I), estaba dedicada a la superficie del toro y se mostraban esculturas del artista japonés Keizo Ushio, del escultor minimalista estadounidense Richard Serra o del artista británico Jack Eagan, entre otros. Mientras que la segunda entrada, titulada El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (II), se centraba en la superficie conocida con el nombre de botella de Klein y en obras de artistas como el mexicano Pedro Reyes, la parisina Bettina Samson o la matemática y artista argentina Moira Chas. Y la serie se cierra, en esta entrada, con el plano proyectivo real.

Down Force / Fuerza hacia abajo (2015), del escultor estadounidense Harry Pollitt, es una escultura en madera de una larga banda de MoebiusTodo empieza con una superficie rectangular

Antes de introducir la extraña superficie conocida con el nombre de plano proyectivo real, vamos a repasar cómo se construían el toro y la botella de Klein. Se empieza con una tira de papel rectangular ABCD (véase la siguiente imagen), en general, una superficie “topológica” rectangular, es decir, que nos permitiremos estirarla si fuese necesario, ya que estamos interesados en la creación de superficies topológicas, en este caso, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Tira de papel ABCD

 

Dada esa superficie rectangular ABCD, si se pegan los lados AB con DC se obtiene un cilindro, pero en función de cómo se junten los otros dos lados se generan dos nuevas e interesantes superficies. Si lo hacen de forma directa (AD con BC, como indican las flechas de la siguiente imagen) será la superficie cerrada con dos caras, denominada en matemáticas “toro”, que tiene forma de rosquilla o flotador.

Construcción de la superficie del toro

Si los otros dos lados se pegan en el sentido contrario (AD con CB), girando media vuelta antes de pegarse, entonces se construye la superficie topológica llamada “botella de Klein”, que es una superficie cerrada que solo tiene una cara. Como se explicaba en la anterior entrada y se muestra en la siguiente imagen, los extremos del cilindro no se pegan de forma directa, sino en sentido contrario, luego sería como si se pegaran “por detrás”. El problema es que para hacer esto tenemos que cruzar la propia superficie para poder unir esos dos extremos en la forma descrita. De esta manera, lo que se genera es una “representación” de la botella de Klein que se autointerseca, como se muestra en la imagen.

Construcción de la botella de Klein con autointersección

También explicábamos en la anterior entrada, que la botella de Klein, tal cual la hemos definido, no debiera de tener autointersecciones. El problema está en que esta construcción geométrica “ideal” no genera una superficie que esté dentro de nuestro espacio tridimensional, sino que su espacio natural es el espacio de dimensión cuatro, y aquí nos encontramos con un gran problema, ya que no somos capaces de visualizar la cuarta dimensión. Por este motivo, nos quedábamos en la anterior entrada con esta representación, que al menos habita en el espacio visual, el espacio de dimensión tres.

Un material muy interesante para observar y entender bien la botella de Klein, en particular, su realización en el espacio tridimensional, es el cristal. En la siguiente imagen podéis disfrutar de una botella de Klein realizada en cristal. Aquí os presento mi botella de Klein construida en cristal, que me ha regalado la junta directiva de la Sociedad Madrileña de Profesores de Matemáticas (SMPM) Emma Castelnuovo, por mi participación en las jornadas formativas de enseñanza y aprendizaje de las matemáticas, de este año 2023. ¡Muchísimas gracias por tan hermoso presente!

Botella de Klein construida en cristal

 

Por otra parte, mi amiga Mariel García, la conocida “Mariel Mates”, que tiene hermosas creaciones textiles relacionadas con las matemáticas, como las geniales y coloridas bufandas “pi-bufanda” y “fibo-bufanda”, ha tejido recientemente una interesante y hermosa botella de Klein, que podéis ver en la siguiente imagen.

Fibobufanda (2023), de la matemática y artista Mariel MatesEl plano proyectivo real

La superficie que nos ocupa para cerrar esta serie, el plano proyectivo real, es una interesante superficie desde el punto de vista matemático, pero también complicada de entender, aunque vamos a intentar definirla siguiendo la línea constructiva que hemos trazado en esta serie.

Volviendo a nuestra tira rectangular ABCD, si se pegan los dos extremos opuestos, pero girando media vuelta uno de los extremos, por ejemplo, en el rectángulo de la siguiente imagen se pega AD con CB, se forma la banda de Moebius, como ya hemos explicado en muchas entradas anteriores y mostramos en la siguiente imagen.

Construcción de la banda de Moebius, pegando los extremos AD con CB de una tira rectangular ABCD

Pero, si ahora, dada esa banda de Moebius, pegamos los otros dos extremos del rectángulo, girando media vuelta de nuevo a uno de ellos, es decir, se pega AB con CD, se obtiene la conocida superficie denominada “el plano proyectivo real”, que resulta ser otra superficie cerrada (sin borde) con una sola cara. Para intentar realizar una “imagen” de esta superficie, tenemos que darnos cuenta de que las dos parejas de lados opuestos del rectángulo ABCD se pegan en sentido contrario, DA con BC y AB con CD. Esta forma de pegar los lados opuestos es como si pegáramos DAB con BCD, como se muestra en la siguiente imagen. El problema está, de nuevo, que no hay forma de pegar DAB con BCD sin pasar a través de la propia superficie, por lo que la imagen que se muestra a continuación es una realización tridimensional, con autointersecciones, del plano proyectivo real (que se conoce con el nombre de “gorra cruzada”, del inglés “cross cap”). Al igual que ocurría con la botella de Klein, el plano proyectivo real tampoco está, de forma natural, en el espacio tridimensional, sino que habita de forma natural en el espacio de dimensión cuatro. Por lo tanto, lo que nosotros podemos ver son proyecciones del plano proyectivo real, que existe en el espacio de dimensión cuatro, sobre el espacio tridimensional. Luego no vemos toda su realidad, sino proyecciones del mismo.

Representación tridimensional, luego con auto-intersecciones, de la construcción del plano proyectivo real, a partir de una tira rectangular ABCD, pegando los extremos DA con BC y AB con CD, o lo que es lo mismo, pegando DAB con BCD. A esta representación del plano proyectivo real se la conoce con el nombre gorra cruzada

Como acabamos de comentar, el plano proyectivo real es una superficie que, por su construcción, no se puede representar en el espacio tridimensional (nuestro espacio visual y mental), sino que vive en el espacio de dimensión cuatro. Por este motivo, al proyectarlo en el espacio tridimensional se producen auto-intersecciones, como en la representación anterior. Aunque no vamos a explicar su origen, existen otras formas de representar/proyectar el plano proyectivo real en el espacio tridimensional. Tres representaciones clásicas del plano proyectivo real son el sombrero cruzado, que ya hemos mostrado, la superficie de Boy (que recibe su nombre del matemático alemán Werner Boy (1879-1914), quien descubrió esta superficie en 1901, cuando su director de tesis, el matemático alemán David Hilbert (1862-1943) le pidió que demostrase que era imposible realizar una “inmersión” del plano proyectivo real en el espacio tridimensional) y la superficie romana de Steiner (que recibe su nombre del matemático suizo Jakob Steiner (1896-1963), quien la descubrió en 1844, en un viaje a Roma), que se muestran, con dos puntos de vista distintos de cada una de ellas, en la siguiente imagen.

El sombrero cruzado, la superficie romana de Steiner y la superficie de Boy, tres proyecciones del plano proyectivo real en el espacio tridimensional

 

Esculpiendo el plano proyectivo real

Nos encontramos ante una superficie geométrica compleja y crear una escultura con alguna de sus realizaciones tridimensionales no es una tarea sencilla, por lo que algunos de los trabajos artísticos sobre las mismas los desarrollan artistas con formación matemática o que colaboran con personas del ámbito de las matemáticas.

El primer artista que traemos a esta entrada es el escultor y matemático estadounidense Helaman Ferguson (1940), de quien ya explicamos su obra Toro umbilical (1988) en la entrada Arte Moebius (II). Ferguson es uno de esos artistas cuyo arte podríamos denominar “arte matemático”, ya que sus esculturas tienen una fuerte componente matemática. En particular, trabaja mucho con superficies topológicas, como las que nos ocupan en esta serie. Sobre la relación entre escultura y matemáticas Helaman Ferguson dice lo siguiente: “creo que la escultura es una forma muy poderosa de transmitir las matemáticas, y estas son un lenguaje de creación muy poderoso para la escultura”.

La escultura Torus with cross cap and vector field / Toro con gorra cruzada y campo de vectores (1989), realizada en bronce, no es una escultura de la realización tridimensional del plano proyectivo real denominada gorra cruzada, que acabamos de explicar más arriba, sino de una nueva superficie que está formada por la unión de la gorra cruzada con la superficie del toro.

Escultura Torus with cross cap and vector field / Toro con gorra cruzada y campo de vectores (1989), del artista y matemático Helaman Ferguson, realizada en bronce

Además, realizó una segunda versión en mármol blanco, que mostramos en la siguiente imagen.

Escultura Torus with cross cap and vector field / Toro con gorra cruzada y campo de vectores (1988), del artista y matemático Helaman Ferguson, realizada en mármol blanco

Nuestra siguiente artista también se ha formado en matemáticas, de hecho, tiene formación tanto en matemáticas, como en bellas artes. Se trata de la matemática y artista estadounidense Camila Friedman-Gerlicz. Ella ha realizado una curiosa instalación de la superficie de la gorra cruzada, titulada Cross Cap Surface Parametrization / Parametrización de la gorra cruzada (2018), que consiste en una escultura de madera muy especial, con la forma de la gorra cruzada, un dispositivo rectangular táctil en la base de la escultura, como se muestra en la siguiente imagen, y un sistema de luces dentro de la gorra cruzada de madera.

Cross Cap Surface Parametrization / Parametrización de la gorra cruzada (2018), de la matemática y artista estadounidense Camila Friedman-Gerlicz

¿Cómo funciona la instalación? Es lo que en matemáticas llamamos una parametrización de la superficie de la gorra cruzada, es decir, cada punto del rectángulo de la base se corresponde con un punto de la superficie. De hecho, en esta instalación cuando se coloca un dedo en un punto del rectángulo táctil de la base se ilumina el correspondiente punto de la superficie, y si vamos moviendo nuestro dedo por el rectángulo se va moviendo la luz por la superficie de madera, visualizando así la relación entre el rectángulo generador y la realización, denominada gorra cruzada, del plano proyectivo real.

Luces en la instalación Cross Cap Surface Parametrization / Parametrización de la gorra cruzada (2018), de la matemática y artista Camila Friedman-Gerlicz, que se mueven en función de la posición del dedo en la zona rectangular

Esta artista, cuyo arte está muy conectado con las matemáticas, también ha realizado una superficie de la gorra cruzada en cerámica, que es uno de los materiales con los que más trabaja. También en cerámica ha realizado otra de las realizaciones tridimensionales del plano proyectivo real, la superficie de Boy, que hemos mostrado más arriba.

Cerámica Projective layers / Capas proyectivas (2022), de la matemática y artista estadounidense Camila Friedman-Gerlicz

Además, ha creado una escultura colgante en papel, que consiste en una triangulación de la superficie de Boy, es decir, ha representado una superficie poliédrica creada por triángulos, los cuales forman la superficie topológica descubierta por Werner Boy.

Escultura colgante Project(ive) / Proyect(iv)o (2020), de la matemática y artista estadounidense Camila Friedman-Gerlicz

Esta artista matemática también tiene hermosas botellas de Klein realizadas en cerámica, que podéis encontrar en su cuenta de instagram.

Botella de Klein realizada en cerámica, de la matemática y artista estadounidense Camila Friedman-Gerlicz

 

Continuando con la superficie de Boy, una de las esculturas más conocidas de la misma dentro de la comunidad matemática, es la escultura que se encuentra en el exterior del Instituto de Investigación Matemática Oberwolfach, ubicado en la Selva Negra alemana (sobre el mismo escribí en la entrada Los institutos Isaac Newton y Oberwolfach, dos curiosas instituciones de investigación matemática). Esta escultura fue un regalo al instituto IMO de la empresa alemana Mercedes-Benz, que fue realizada en 1991 a partir de las computaciones realizadas por los matemáticos Hermann Karcher, Ulrich Pinkall e Ivan Sterling del Max Planck Institut für Mathematik en Bonn (Alemania).

Escultura de la superficie de Boy, de 1991, en el exterior del Instituto de Investigación Matemática Oberwolfach (Alemania)

 

El desarrollo de las impresoras 3D está permitiendo realizar hermosas esculturas de superficies matemáticas complejas de forma bastante sencilla. En particular, algunos artistas y artesanos están trabajando en esta línea y podemos encontrar, y comprar, curiosos y hermosos diseños en internet. Por ejemplo, el arquitecto, diseñador y matemático Rick Russell entre sus “Mathematical Creations” podemos encontrar esta Boy’ Surface Mesh / Malla de la superficie de Boy, cuyo tamaño es 6.25 x 6.38 x 4.72 cm, y está impresa en plástico metálico y acero bañado en oro.

Boy’ Surface Mesh / Malla de la superficie de Boy, fabricado por Mathematical Creations, es decir, Rick Russell

O esta otra pieza que representa también la superficie de Boy, pero con color y agujeros, realizada por el artista y fabricante Benjamin Berger, que es la persona que está detrás de Implicit Art.

Color Boy’s surface weave / Entramado de la superficie de Boy en color, fabricado por Implicit Art, es decir, Benjamin Berger

Si seguimos con objetos realizados con impresión 3D, también nos encontramos a la superficie romana de Steiner. Por ejemplo, el diseñador y fabricante Paul Summers, que es quien está detrás de los diseños de FluidDesigner, ha realizado el diseño de unos pendientes con forma de corazón, que realmente es la superficie de Steiner, que podéis admirar en la siguiente imagen.

Roman Surface Heart Earring / Pendientes corazón superficie romana, realizados por FluidDesigner, es decir, Paul Summers

Vamos a concluir esta entrada del Cuaderno de Cultura Científica con una escultura de la artista minimalista alemana-estadounidense Ruth Vollmer (1903-1982), relacionada con la escuela de la Bauhaus, con el título de Superficie de Steiner (1979), realizada en metacrilato, de la que también realizaría una versión con colores.

Superficie de Steiner (1979), de la artista alemana-estadounidense Ruth Vollmer

Bibliografía

1.- Raúl Ibáñez, Las matemáticas como herramienta de creación artística, colección Miradas matemáticas, Catarata, 2023.

2.- Clifford A. Pickover, La banda de Möbius, Almuzara, 2009.

3.- Martin Gardner, Festival mágico-matemático, Alianza editorial, 1984.

4.- Stephen Barr, Experiments in Topology, Dover, 1989.

5.- Martin Gardner, The Sixth Scientific American Book of Mathematical Puzzles and Diversions, Simon & Schuster, 1971.

6.- Raúl Ibáñez, La cuarta dimensión, RBA, 2010.

 

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 El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (III) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Nahúm Méndez

Azken urteetan planeten geologian gori-gori dagoen gaietako bat –eta seguru asko gori jarraituko duena datorren urtea hasi eta gero ere, beharbada orduan erabakiko baita gaia– Artizarreko balizko jarduera bolkanikoaren azterketa da. “Artizarrak sumendi aktiboak dituela dioen behin betiko froga?” artikuluan, aipatu izan dugu sumendiak aktibo daudela erakusten duten lehenengo irudiak izan daitezkeenak.

Egia esan, Artizarraren aktibitate maila ezagutzea guretzat zaila den arren misiorik ez dagoelako eta denborazko estaldura txikia delako -gutxienez ebazpen onekoa-, gaur egun aktiboa ez bada duela gutxi izan da, nahiz eta ez dakigun zein prozesu diren azalera gaztetzearen arduradunak. Gure planetan plaken tektonika daukagu, baita bolkanismoa ere eta kanpoko eragileak (euria edo izotza, esaterako) ere bai, baina zer gertatzen da Artizarrean?

Azkenaldiko kronologien arabera, Artizarraren azalerarako adin-tarte zabala dago; 1.000tik 150 milioi urtera doa tarte hori, planeta aztertzeko muga handiak ditugulako. Are gehiago, radar irudietan ikusi ahal izan ditugun krater populazioak aztertuz kalkulatu dira adin horiek. Izan ere, ezin izan ditugu azalerako laginak ekarri eta gure laborategietan datatu; oraingo gure maila teknologikotik oso urrun dago aukera hori.

1. irudia: kraterrak Artizarreko Lavinia eskualdean, Magellan zundaren radarrarekin ikusita. (Argazkia: NASA/JPLren adeitasunez)

Kraterrak kontatzearen bidez datatzeko teknika oso ohikoa da Eguzki Sistemako gorputzetan, laginik ezin badugu ekarri baina irudiak baldin baditugu. Izan ere, eremu bateko kraterrak kontatuta zenbatetsi dezakegu adina eta oro har, azalera unitateko zenbat eta krater gehiago, orduan eta antzinakoagoa izaten da azalera, nahiz eta bere mugak izan. Oinarrizko printzipio bat da eta honela labur dezakegu: azalera ez bada aldatzen prozesu motaren baten ondorioz, gero eta krater gehiago ikusiko dira. Edo beste era batera esanda: kraterrak planeten “zimurrak” dira.

Baina teknika horrek eragozpen zehatz bat du Artizarrean: atmosfera dentsoa duenez, seguru asko gorputzik txikienen iragazkia izaten da eta gorputz horiek lurra ukitzerako kontsumituko dira. Ondorioz, ez dute kraterrik egingo; horrek gure lana zaildu egiten du eta adin gazteagoa duela uste dezakegu.

Datazioekin balizko arazo hori izan arren, Artizarraren azalerari begiratuz gero oso gaztea dirudi. Are gehiago, barneko planeta bakarra litzateke (Merkurio eta Marte kontuan izanda) azalaren gaztetze adina Lurraren antzekoa duena eta, ondorioz, planeta eraldatzeko prozesu aktiboak dituena edo iragan hurbilean aktibo izan dituena.

Zein prozesu da edo dira horren erantzule? Azterketa berri baten arabera, Artizarreko jarduera bolkanikoa da arduradun zuzena. Planetako eraikin bolkanikoen azken erroldari esker dakigu 85.000 sumendi inguru daudela, hau da, gure planetan baino sei aldiz gehiago gutxi gorabehera, eta horietako asko aktibo badaude. Laba isurketak izan daitezke azalera zaharrenak estali eta berriagoak eratzearen arduradunak.

Baina oraingoan ere bada alde bat gure planetarekin alderatuz gero. Artizarrak Lurrak baino askoz sumendi aktibo gehiago badu, nahiz eta antzeko neurria izan bi planetek… nondik ateratzen da erupzio kopuru handi hori sortzeko behar den bero guztia?

2. irudia: talka horien garaian Artizarrak izango zuen itxuraren irudikapena; talka horiek bero “estra” emango zioten planetari eta jarduera bolkaniko handia ahalbidetu, Lurrekoa baino handiagoa. (Irudia, Southwest Research Institute-ren adeitasunez)

Azterketa horren arabera, Artizarrak azaleraren aurka Lurrak baino talka askoz energetikoagoak jasan izango zituen eta planetan dagoen beroa hazi zuten. Hori ez da arraroa, Eguzkitik gertuago dagoenez, gorputzak azkarrago mugitzen baitira mekanika orbitalaren ondorioz. Hori dela eta, kolisioek indar handiagoa dute eta Artizarra eratzen duten materialetan bat-egite maila handiagoa ere bai.

Era berean, litekeena da Artizarraren aurka talka egindako gorputz horiek eszentrikoagoak izatea Eguzki Sistemako eremu urrunenetik datozelako eta horrek ere energia gehiago emango lioke talkari.

Horiek horrela, talka horiek eragindako baldintzek geodinamikaren eboluzio oso desberdina eragin izango zuten Artizarrean eta Lurrean. Artizarrak nukleo oso beroa izango du eta ondorioz jarduera bolkaniko handia, planetaren barrutik kanpora beroaren transferentzia dagoelako.

Baina artikulu honetan bada beste ondorio bat ere: Artizarrak eremu magnetiko ahula du. Azterlan batzuen arabera, Artizarraren nukleoaren egitura da horren arduraduna, talkek osaera homogeneizatu egingo baitzuten beharbada. Eta litekeena da Artizarrak eremu magnetiko askoz garrantzitsuagoa izatea iraganean, nukleoak seguru asko bero nahikoa izango baitzuen geodinamoa hasteko, baina litekeena da azalaren magnetizazioa bolkanismo handiagatik desagertu izana.

Etorkizunean Artizarrera planeatuta dauden misioen zain egon beharko gara –hamarkada honen amaieran eta datorrenaren hasieran–, Artizarrari buruzko gai horiek eta askoz gehiago ebazteko, eta beharbada galdera berriak aurkitzeko.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Herrick, Robert R.; Bjonnes, Evan T.; Carter, Lynn M.; Gerya, Taras; Ghail, Richard C.; Gillmann, Cédric; Gilmore, Martha; Hensley, Scott; Ivanov, Mikhail A.; Izenberg, Noam R.; Mueller, Nils T.; O’Rourke, Joseph G.; Rolf, Tobias; Smrekar, Suzanne E.; Weller, Matthew B. (2023). Resurfacing History and Volcanic Activity of Venus. Space Science Reviews, 219, 29. DOI: 10.1007/s11214-023-00966-y
• Marchi, Simone; Rufu, Raluca; Korenaga, Jun (2023). Long-lived volcanic resurfacing of Venus driven by early collisions. Nature Astronomy, 7, 1180-1187 . DOI: 10.1038/s41550-023-02037-2
• Tian, Jiacheng; Tackley, Paul J.; Lourenço, Diogo L. (2023). The tectonics and volcanism of Venus: New modes facilitated by realistic crustal rheology and intrusive magmatism. Icarus, 399, 115539. DOI: 10.1016/j.icarus.2023.115539

Egileaz:

Nahúm Méndez Chazarra geologo planetarioa eta zientzia-dibulgatzailea da.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko abuztuaren 7an: La juventud de la superficie de Venus.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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Foto: Scott Umstattd / Unsplash

El principio de incertidumbre de Heisenberg es de sobra conocido. Una forma de expresarlo con palabras es la siguiente:

Es imposible medir la posición y el momento lineal de un corpúsculo subatómico en el mismo instante con una precisión ilimitada. Cuanto más precisa es la medición del momento lineal, menos precisa es la medición de la posición en ese instante, y viceversa.

Pero el principio no solo afecta al momento lineal y la posición, sino a cualquiera dos observables que no conmutan, como la energía y el tiempo. Esto de que no conmutan lo podemos entender si pensamos en los dos observables como operadores matemáticos que toman la forma de matrices, y sabemos que en álgebra matricial el producto A·B no tiene por qué ser igual a B·A.

Podemos decir, por tanto, que, de forma general, el principio de incertidumbre de Heisenberg limita la precisión con la que se pueden medir simultáneamente dos observables que no conmutan entre sí.

Pero la cosa no queda aquí. El teorema de Wigner-Araki-Yanase (WAY) va más allá. Si los observables A y B no conmutan, y si el observable A se conserva, el observable B no puede medirse con precisión arbitraria,ojo, incluso si A no se mide en absoluto. En su formulación original de 1960, el teorema WAY se aplicaba solo a observables cuyos valores posibles son discretos y están acotados, es decir, que solo pueden tomar un número finito de valores concretos, como el espín.

Y ahora es cuando lo de la incertidumbre cuántica se torna psicodelia. Dos investigadores acaban de presentar la demostración de que el teorema WAY también aplica a observables como la posición, esto es, observables que ¡son continuos y no están acotados!

Este resultado, además de resolver el problema de cómo abordar estos observables, probablemente encontrará aplicaciones prácticas en la óptica cuántica.

Cómo lo han hecho

La dificultad de extender el teorema WAY surge de cómo se representa un observable L no acotado, a saber, como una matriz de dimensión infinita con valores propios no acotados. Para solucionar el problema, los investigadores no usan L directamente, sino una función exponencial de L, que forma un grupo unitario de un solo parámetro. Aunque la función exponencial tampoco está acotada, su espectro de valores propios está contenido dentro del círculo unitario del plano complejo. Gracias a esa limitación, se pueden utilizar técnicas conocidas de la información cuántica para completar la prueba.

Y esto, ¿qué significa en términos de nuestras viejas conocidas posición y momento? Como el momento se conserva, el teorema extendido de WAY implica que la posición de una partícula no se puede medir con precisión arbitraria, incluso si su momento no se mide simultáneamente.

Pares similares de observables aparecen habitualmente en la óptica cuántica. Los investigadores apuntan a que su teorema podría ser útil para establecer límites a cuánto pueden superar a las clásicas las versiones cuánticas de los protocolos de transmisión.

Referencia:

Yui Kuramochi and Hiroyasu Tajima (2023) Wigner-Araki-Yanase Theorem for Continuous and Unbounded Conserved Observables Physical Review Letters doi: 10.1103/PhysRevLett.131.210201

Para saber más:

Serie Cuantos (introducción a los conceptos básicos de la mecánica cuántica)

Serie Incompletitud y medida en física cuántica

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

El artículo ¡Qué WAY! Más incertidumbre al principio de incertidumbre se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Aloña Aldasoro Zabala

Txakurraren jatorria gizaki ehiztari-biltzaileen garaikoa dela aitortzen digute fosilek, gainontzeko animalia etxekotuena baino lehenagokoa. Ostera, gaur egun, urria da otsotik txakurrera igarotzeko prozesu honen inguruan dugun ezagutza. Ildo honetatik, Errallako koban (Zestoa, Gipuzkoa) aurkitu da orain arte munduan identifikatu den txakur fosil zaharrena; baliteke zer-esanik izatea aztarna honek txakurraren bilakaerako ezezagunak argitzeko.

Txakurra otsotik datorren animalia da, gizakiok etxekotu genuen lehena, ardiak, behiak eta gaur egun ezagutzen ditugun bestelako espezie etxekotuen aurrekoa; hots, Neolito aurrekoa, mundu osoan zehar egindako ikerketa zientifikoen emaitzek argi utzi baitute txakurraren jatorria Goi Paleolitoan dagoela. Inork ez daki, ordea, noiz, non eta nola gertatu zen zehazki otsotik txakurrera igarotzeko prozesu hau. Honen harira, UPV/EHUko Human Evolutionary Biology ikertaldeko paleogenetikako ikertzaileek egindako aurkikuntzak, Jesus Altuna eta Koro Mariezkurrena zooarkeologoekin batera, ate asko ireki ditu gai honen inguruan hipotesi berriak eraikitzeko, orain arte munduan genetikoki eta morfologikoki identifikatutako eta erradiokarbonikoki datatutako txakur-fosil zaharrena topatu baitute Errallako koban, Zestoan, Gipuzkoan.

Errallako kanidoa

Errallako koba aurreko mendeko 70eko hamarkadan aurkitu zen, Zestoan. Jesus Altunak zuzendu zituen aztarnategi honetako indusketa-lanak, eta haien ostean, 80ko hamarkadan, aztertutako materialen emaitzak argitaratu ziren. Bertan, Jesus Altunak eta Koro Mariezkurrenak, tamainagatik otsoarena izan ezin zitekeen eta txakur batena zirudien humero bat identifikatu zuten fosilaren morfologiari erreparatuz; humeroaren zabalera distalari erreparatuz, hain zuzen ere. Ezin izan zuten, baina, hura segurtasun guztiz bereizi garaiko beste kanido txikiagoetatik (kuoia eta azeria, batik bat).

80ko hamarkadako datazio erradiokarbonikoko metodoak erabiliz, hots, fosilaren kronologia zehatza ezagutzeko erabilitako analisi kimikoei esker, ~20.000 urte inguru zituela estimatu zuten, alegia, Madeleine aldikoa zela. Datazio erradiokarboniko hau humeroaren maila arkeologiko berean aurkitutako (ustez kronologia antzekoko) bestelako hezur txikietan egin zen, orduko metodologiak esleitutako lagin kantitate handiak behartuta.

Garaian, mundu osoan zehar ezagutzen ziren gainontzeko txakur-fosil zaharrenak ere Madeleine aldikoak ziren, eta fosil honen interesa asko pizten zuen horrek, ordura arte aurkitutako txakur-fosil zaharrenetarikoa izateaz gain, ezagupide apur bat ere emango baitziokeen txakurraren etxekotze-prozesuaren ezagutza orokorrari. Ezezagun hau ez zen argitu, ordea, DNA-analisien tekniken inguruan azken hamarkadetan egin diren aurrerapenak antzinako lagin eskeletikoen DNAren ikerketan (paleogenetikan) aplikatu ziren arte.

1. irudia: Errallako kobako indusketa-lanetan ateratako argazkiak. (Iturria: Altuna, J.; Areso, P., 1985)Txakurra ote?

2022. urtean, Koro Mariezkurrena eta Jesus Altunarekin elkarlanean, UPV/EHUko Human Evolutionary Biology ikertaldeko partaideek Errallako humeroaren gain, analisi paleogenetikoa ez ezik, fosil beraren datazio erradiokarbonikoa egin zuten, 80ko hamarkadan lortutako data gaur egungo datazio-metodologia aurreratuagoen bidez zehazteko asmoz. Horrela, duela ~17.000 urte bitarteko fosila izateaz gain, Errallako kanidoa txakur bat zela ziurtatu zen genetikoki. Hala, orain arte morfologikoki eta genetikoki identifikaturiko eta zuzenean dataturiko munduko txakur zaharrena izatea suertatu da.

Txakur-fosil zaharrenen kokalekua Fosilen kronologia (urtetan) Erralla (Gipuzkoa) 17,410–17,096 Abri le Morin (Frantzia) 15.114-14.237 Bonn-Oberkassel (Alemania) ~14.800-14.000 Kesslerloch (Suiza) 14,319–14,040 Grota Paglicci (Italia) 14,311–13,860 Kebara (Israel) ~12.500-12.000 Jiahu (Txina) 9.000-7.800

1. taula: ziurki txakurtzat identifikatutako munduko fosil zaharrenak irudikatzen dituen taula. (Iturria: Hervella, M., et al., 2022)

Horrek interes handia piztu du jakintza arlo honetan ikerketa burutzen duten ikertzaileengan, agerian geratu baita txakurraren etxekotze-prozesua uste zena baino lehenago gertatu zela. Zehazki zertan datza, baina, haren garrantzia?

2. irudia: Errallako txakurraren humeroa: a) aurretiko bista, b) atzetiko bista, c) erdiko bista eta d) albotiko bista. (Iturria: Hervella, M., et al., 2022)Hipotesi berriak zabalik

Biologikoki, etxekotze-prozesu guztietan, lehenik jarrera-aldaketak gertatzen dira, eta jarraian aldaketa morfologikoak. Jarrera-aldaketa eta aldaketa morfologiko hauek erruz aztertu dira bai animalietan eta bai landareetan, eta hauek etxekotze-sindromearen ezaugarri gisa sailkatu dira. Animalien kasuan, sindrome honen parte izango lirateke, esaterako, belarri eroriak, ilaje-kolore argiak, portaera baretu eta sozialak, etab. Otsoaren eta txakurraren artean, gaur egun behintzat, agerian dauden ezaugarriak dira hauek (3. irudia).

3. irudia: otsoaren (ezkerrean) eta txakurraren (eskuinean) argazkia, hauen ezberdintasun morfologikoak agerian uzten dituena. (Argazkia: nickjans.com)

Txakurraren eta otsoaren arteko ezberdintasuna, bereziki, haien tamainan dago, otsoa txakurra baino handiagoa baita, eta horixe erakusten du Errallako txakurraren fosilak. Horrenbestez, eta aurrez esan bezala, etxekotze-prozesuetan aldaketa morfologikoak jarrera-aldaketen ondoren gertatzen direla jakinik, Errallako txakurra bizi zenerako jada otsoaren etxekotze-prozesua aurreratua zegoela baieztatu du aurkikuntza honek. Laburbilduz, txakurraren etxekotze-prozesua uste zena baino lehenago, hau da, Madeleine aldia baina lehenago, gertatu zela utzi du agerian fosil honek.

Aurkikuntza honekin, galdera mordo bat ireki berri da otsoaren etxekotze-prozesuaren harira: Kantauri Itsasoko  Kostaldea garrantzizko kokaleku geografikoa izan al zen prozesu honetan? Nolakoa izan zen garaiko kostalde  honetako giza ehiztari-biltzaileen partaidetza? Eta nolakoak izan ziren gizaki eta otsoen arteko lehen harremanak? Etorkizun laburrean Human Evolutionary Biology ikertaldeko paleogenetikako ikertzaileak erantzuten saiatuko diren galderak dira hauek, Errallako humeroaren gain eta Kantauri Itsasoko Kostaldeko zenbait kronologiatako beste otso eta txakur-fosilen gain egingo dituzten analisi genetiko sakonagoen laguntzaz.

Erreferentzia bibliografikoak:

• Altuna, J. & Areso, P. (1985). Situación y descripción de la cueva. Historia de las excavaciones. Descripción del relleno. Munibe, 37, 11-23.
• Altuna, J. & Mariezkurrena, K. (1985). Bases de subsistencia de los pobladores de Erralla: Macromamíferos. Munibe, 37, 87-117.
• Boudadi-Maligne, M., Mallye, J.B., et al. (2012). Des restes de chiens magdaléniens à l’abri du Morin (Gironde, France). Implications socio-économiques d’une innovation zootechnique. PALEO, 23, 39-54. DOI: https://doi.org/10.4000/paleo.2260
• Brumm, A., Germonpré, M., et al. (2023). The human-initiated model of wolf domestication – an expansion based on human-dingo relations in Aboriginal Australia. Frontiers in Psychology, 14, 1082338. DOI: https://doi.org/10.3389/fpsyg.2023.1082338
• Hervella, M., et al. (2022). The domestic dog that lived ~17.000 years ago in the Lower Magdalenian of Erralla site (Basque Country): A radiometric and genetic analysis. Journal of Archaeological Science: Reports, 46, 103706. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2022.103706
• Mech, L. D. & Janssens, L. A. A. (2022). An assessment of current wolf Canis lupus domestication hypotheses based on wolf ecology and behaviour. Mammal Review, 52, 304–314. DOI: https://doi.org/10.1111/mam.12273
• Wilkins, A. S., Wrangham, R. W., et al. (2014). The “Domestication Syndrome” in Mammals: A Unified Explanation Based on Neural Crest Cell Behavior and Genetics. Genetics, 197(3), 795–808. DOI: https://doi.org/10.1534/genetics.114.165423

Egileaz:

Aloña Aldasoro Zabala, Zientzia Biomedikoetan graduatua da eta doktorego-tesia egiten dabil UPV/EHUko Genetika, Antropologia Fisikoa eta Animalia Fisiologiako Sailean, Giza Biologia Ebolutiboa ikerketa-taldean.

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Cuando pensamos en glaciares creo que lo más inmediato que nos viene a la mente es un clima polar o de alta montaña, por eso es posible que el título de este artículo pueda ser algo desconcertante al mezclar el planeta Mercurio, el más cercano al Sol, y la palabra glaciares… aunque lo cierto es que incluso allí podemos encontrar hielo en los cráteres en sombra permanente, pero eso ya es harina de otro costal.

Los glaciares de sal son menos comunes que los de hielo, y quizás por eso pasan más desapercibidos para el público no especialista, pero no por ello dejan de ser un fenómeno verdaderamente fascinante y que toma su nombre precisamente por el increíble parecido con los otros glaciares que, por cierto, no solo los encontramos formados por hielo de agua, sino que también los hemos encontrado formados por hielo de nitrógeno, como ocurre en Plutón.

Pero, ¿qué son en realidad? Imaginemos un glaciar de hielo. Estos están formados por la nieve que al compactarse va transformándose lentamente en hielo y que, bajo la presión de su propio peso y la gravedad, provoca que estas masas de hielo vayan fluyendo lentamente, como si fuese un río viscoso. Pues bien, en los glaciares de sal ocurre algo parecido, solo que con sales en vez de hielo.

Figura 1. Domo y glaciar de sal en los Zagros, Irán. Para que nos hagamos una idea de la escala, por el lado más largo -el que va del noroeste al sureste- hay unos quince quilómetros en los que podemos ver formas que nos recuerdan al flujo de hielo en un glaciar. Imagen del satélite Sentinel 2 cortesía del Programa Copernicus de la Unión Europea.

La sal puede comportarse de una manera similar a como lo hace el hielo bajo determinadas condiciones: Cuando los estratos de sal quedan enterrados bajo otras capas de roca, las inmensas presiones a las que se ve sometida, junto con la temperatura que hay en las profundidades de la Tierra, puede hacer que esta empiece a convertirse también en un fluido viscoso -a escala geológica- y empiece a fluir, muchas veces formando estructuras diapíricas, como si fuesen una gigantesca gota de sal que se ve forzada a subir a través de la corteza, similar a lo que vemos en las lámparas de lava cuando la parafina llega hasta el fondo, se calienta, y comienza a subir.

En nuestro planeta, los glaciares de sal aparecen donde existen grandes depósitos de estos compuestos y que, por su contexto geológico, obliga a estas capas a migrar hacia arriba, a veces fracturando los estratos de roca superiores. Cuando la sal llega a la superficie, puede empezar a fluir cubriendo el paisaje, a veces creando glaciares de varios kilómetros de longitud.

Las últimas misiones a Mercurio pusieron de manifiesto la existencia de algunas formas en el terreno que indicaban signos de sublimación -es decir, el paso de un sólido al estado gaseoso sin pasar por el líquido-, lo que demostraría la existencia de una gran cantidad de elementos volátiles en el planeta, algo que hasta hace unas décadas era escasamente considerado por la comunidad científica debido a su extrema proximidad al Sol.

Un nuevo estudio publicado en The Planetary Science Journal este mes de noviembre, aborda la presencia de estos glaciares centrándose en dos zonas, la cuenca de impacto de Raditladi y en Borealis Chaos, situado en las inmediaciones del polo norte de Mercurio… pero, ¿cómo se han formado en este planeta?

Figura 2. Depresiones en el fondo de la cuenca de impacto de Raditladi observadas por la sonda MESSENGER. Estas son las zonas de color blanco y que se sopecha están formadas por la pérdida de elementos volátiles. Imagen cortesía de NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

El estudio sugiere que estos glaciares se formaron cuando los impactos de asteroides fueron capaces de exponer capas ricas en volátiles (VRLs según la terminología en inglés) y que yacían bajo una capa superficial -por ejemplo, capas formadas por la lava de las erupciones volcánicas- que protegía a los elementos volátiles de la sublimación. Una vez liberada la presión, los materiales de estas capas podían fluir hacia afuera, moviéndose como los glaciares de sal de nuestro planeta en una escala temporal que dependería de las temperaturas que hubiese en ese momento en la superficie de Mercurio.

¿Cuál sería la composición de estos glaciares? Los científicos del estudio plantean que podrían estar compuestos principalmente por halita -el mineral que usamos para fabricar la sal común o de mesa- ya que sus propiedades y su reacción ante las distintas temperaturas condicionan su viscosidad y resistencia y podrían explicar las formas que se observan en Mercurio.

Otra de las cuestiones que se abordan y que es muy interesante es: ¿De dónde salen estas VRLs en Mercurio? ¿Podrían ser el relicto de una condensación completa de la atmósfera del planeta? Hablamos, claro, de la atmósfera original que ya no tiene, formada en esos primeros momentos tras el “nacimiento” -entiéndase nacimiento en sensu lato– del planeta en los que la actividad volcánica era tan fuerte que la degasificación a través de los volcanes permitía a Mercurio tener una atmósfera efímera, a lo que sumado a la colisión de cuerpos ricos en volátiles, podrían haber conseguido formar una atmósfera de cierta entidad.

Figura 3. Otra perspectiva -ahora a color- de las depresiones o huecos dejadas por los volátiles una vez escaparon al espacio, también tomada por la sonda MESSENGER. Imagen cortesía de NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington.

Esta atmósfera pudo empezar a condensarse sobre Mercurio durante las largas noches -hay que pensar que el día de Mercurio dura 176 días- provocando el depósito de los elementos volátiles sobre la superficie debido a las bajas temperaturas y que en algunos sitios serían cubiertos por nuevas coladas de lava o por la propia formación del regolito. Es importante reseñar que, aunque normalmente en nuestro planeta estemos acostumbrados a que la halita sea un mineral de origen sedimentario, los volcanes también pueden exhalar este mineral, y este sería el origen más probable de la halita presente en las VRLs de Mercurio.

Durante los periodos de condensación atmosférica, incluso es posible que sobre Mercurio existiesen lagos o mares poco profundos de agua en estado líquido o supercrítico, permitiendo que la sal formase estos depósitos, algo que puede resultarnos muy chocante si pensamos en la cercanía de Mercurio al Sol, pero que desde luego es una teoría interesante de cara a poder explicarnos lo que vemos.

Por último, los autores también remarcan el potencial astrobiológico de estas capas, ya que en nuestro planeta son capaces de crear zonas habitables incluso en los lugares más inhóspitos, debiendo de considerarse de interés este tipo de contextos geológicos e incluso estudiar su potencial de preservación de biomarcadores en nuestro Sistema Solar de cara a futuras misiones tanto en nuestro Sistema Solar.

Referencias:

Rodriguez, J. A., Domingue, D., Travis, B., Kargel, J. S., Abramov, O., Zarroca, M., Banks, M. E., Weirich, J., Lopez, A., Castle, N., Jianguo, Y., & Chuang, F. (2023). Mercury’s hidden past: Revealing a volatile-dominated layer through glacier-like features and chaotic terrains. The Planetary Science Journal, 4(11), 219. doi: 10.3847/psj/acf219

Sobre el autor: Nahúm Méndez Chazarra es geólogo planetario y divulgador científico.

El artículo Glaciares de sal en Mercurio se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Zuhaitzen plantulak gurasoengandik hurbil daudenean hain ondo hazten ez direnez, zuhaitz espezie gehiago bil daitezke baso tropikaletan.

Ekologoen ustez, oihan tropikalek enigma asko dituzte. Hektarea bakar batek ehunka zuhaitz espezie izan ditzake, poloetatik hurbilen dauden basoetan baino askoz gehiago. Espezie horiek, nolabait, hain ugaritasun zorabiagarrian bizi dira; eta, naturalistek eta ekologoek batzuetan adierazi duten bezala, baso tropikalek lorategi botanikoak dirudite, non landare bakoitza zerbait berria den.

1. irudia: Barro Colorado uharteko baso tropikalaren airetiko ikuspegia. (Argazkia: Gewin, Virginia. Iturria: PLoS Biology, 4. DOI: 10.1371/journal.pbio.0040278)

Espezie multzo hori hain trinkoa izan dadin, oreka oso berezi batean bizi behar dute. Badirudi eboluzioak ez diela laguntzen espezie bakar batek modu agresiboegian aurrera egiten duen egoerei; aitzitik, organismoak bereaz bestelako espeziez inguraturik daudenei laguntzen die. Egitate horiek eta espezieak elkarren artean banatzeko, lehiatzeko eta eragiteko moduari buruz dakiguna uztartzea erronka bat da.

Aniztasun ikaragarri hori aztertzeko, duela urte batzuk, zientzialariek baso partzelak ezarri zituzten, non zuhaitz bakoitzaren kokapena eta egoera erregistratu eta arakatu baitzezaketen hamarkadetan zehar. Mota horretako lehenengo partzeletako batek, Panamako Barro Colorado (IBC) uhartean, 500 metroko zabalera eta 1.000 metroko luzera du (70 futbol zelairen eremua) eta 300 espezie baino gehiago ditu. 1980az geroztik, mundu osoko ikertzaileek zehatz mehatz aztertu dituzte bertako biztanleen erregistro zehatzak.

Berriki Sciencen argitaratutako artikulu batean, Texasko Unibertsitateko ikertzaileek (Austin) hainbat banaketa agertoki modelatu zituzten eta IBCko datuekin alderatu zituzten. Ohartu ziren haizeak, hegaztiek eta beste animalia basati batzuek haziak sakabanatzeko ereduak eta ausazko prozesuak ez zirela nahikoa basoko zuhaitz helduen banaketa azaltzeko. Hori “espezien berariazko aldarapen” baten ebidentzia dela iradokitzen dute. Teoria zahar horren arabera, espezie bereko zuhaitzak berez sakabanatzen dira; izan ere, zuhaitz aita bat berehala inguratzen duen giroa zuhaitzaren ondorengoen aurkakoa da.

Zuhaitzen distantzia soziala

Aldarapenaren ideia hori, formalki dentsitate konespezifikoarekiko mendekotasun negatiboa edo CNDD (ingelesezko siglengatik) izenez ezagutzen dena, 1970eko hamarkadan sortu zen. Daniel Janzenek eta Joseph Connellek ekologoek modu independentean iradoki zuten batez ere espezie batez elikatzen diren intsektu, belarjale eta patogenoek zuhaitz heldu baten inguruko eremua arriskutsu bihur zezaketela bere hazientzat. Ez litzateke modu berean eragotziko inguruan beste espezie batzuk haztea, nahiz eta arazo ez espezifikoek mugatuta egon, hala nola zuhaitz heldu baten adaburuaren azpiko eguzki argirik ezak. Horren ondorioz, espezie bateko zuhaitz helduek beren artean gutxieneko “distantzia sozial” moduko bat mantentzeko joera izango lukete.

Azken hamarkadetan egindako saiakerek, batez ere plantulekin, CNDD babesten dute, dio Michael Kalyuzhnyk, artikulu berriaren egile nagusiak. Texasko Unibertsitatean (Austin) doktoretza ondoko ikertzaile gisa egindako lanak laborategi bat irekitzera eraman du Jerusalemgo Unibertsitate Hebrearrean. Haziak, askotan, ez dira hain ondo hazten beren guraso zuhaitzetatik gertuko lekuetatik hartutako lurzoruan, baizik eta loturarik gabeko zuhaitzetatik gertu dauden lekuetan.

Hala ere, IBCren datuak azaletik aztertuta ere, badirudi base horretako zuhaitz helduek ez dutela elkarren artean aldaratzen. Aitzitik, zuhaitzak elkartu egiten dira, partzela osoan espezie bereko talde solteak osatuz.

Kalyuzhnyk eta Annette Ostlingek, Kalyuzhnyk lan egiten duen laborategia zuzentzen duen ekologo komunitarioak, behatutako zuhaitzen banaketak azal zitzaketen hainbat agertoki modelatzea proposatu zuten, zerbaitek CNDDk basoan duen papera zailtzen ari ote zen jakiteko.

Zoria berez ez da erantzuna: zuhaitzak ausaz sakabanatuta zituen eredu baliogabe bat gauzatu zutenean, espezie bateko zuhaitz helduak gehiegi sakabanatzen ziren.

Orduan, ikertzaileek haziak sakabanatzearen eragina sartu zuten ereduetan; izan ere, haizeagatik, hegaztiengatik eta beste animalia batzuengatik izan zitekeen. Helene Muller-Landauk eta IBCko bere laguntzaileek estimazioak egin dituzte haziak jatorritik 50 hektareako partzela baten barruan zein urrun bidaiatu dezakeen jakiteko. Horretarako, basoko lurrerantz noraezean doazen haziak harrapatzen dituzten sareak erabili dituzte. Haziak aldizka biltzen dira eta gurasoekiko distantzia kalkulatzen da. Kalyuzhny eta bere lankideak datu horietan oinarritu dira zuhaitzen sakabanatzea mugatzeko soilik.

2. irudia: baso tropikaletako zuhaitz helduek askotariko formak dituzten haziak eta zorroak sortzen dituzte, eta, horri esker, haizeak edo animaliek hainbat modutan zabal ditzakete. (Argazkia: Christian Ziegler. Iturria: Quanta magazine)

Baina eredu horrek zuhaitz pilatuegiak sortu zituen. Bazirudien zerbaitek eragiten ziola sakabanaketaren mugak eragindako banaketari, zuhaitzak sakabanatuz. “Zerbaitek sortzen du aldarapen hori. Eta CNDDn besterik ezin dugu pentsatu”, azaldu du Kalyuzhnyk.

Ikertzaileek aldarapena zein espezifikoa zen kalkulatu zutenean (zenbat okerrago zen zuhaitz batentzat bere espezietik hurbil egotea beste espezie batetik baino), ohartu ziren nahiko indartsua izan behar zuela behatutako eredua sortzeko. Horrek berretsi egin zuen Janzen eta Connellen ideien funtsezko puntu bat: «CNDDk sortzen duena espezie bakoitzaren berariazkoa izan behar du», gehitu du Kalyuzhnyk.

Gertaera arraroen garrantzia

Ryan Chisholm, ekologo teorikoa eta Singapurreko Unibertsitate Nazionaleko irakaslea, zuhaitz tropikalen banaketa aztertzen ari da eta, bere ustez, Kalyuzhnyren aurkikuntzak bat datoz CNDDri buruzko aurreko lanekin. Hala ere, iradokitzen du ereduetan sakabanatze mekanismoek haziak zenbateraino zabal ditzaketen gutxiesten ari direla. Sakabanatze handiko gertaerak arraroak badira, adibidez, zaila izan liteke hazi tranpen datuetan ikustea. Eta haziak ikertzaileek uste baino urrunago garraiatzen badira, horrek azal ditzake basoetako zuhaitz multzorik sakabanatuenak, aldarapenik gabe.

«Hemen esaten ari direna da, sakabanaketa mugatzeko duten ereduaren arabera, behatzen dituzten ereduak ezinezkoak direla», esan zuen Chisholmek. «Nik esango nuke oraindik ez dakigula hori esateko adina».

Gertaera arraroak garrantzitsuak izan dira mota guztietako espezieen sakabanaketan: tximinoak, adibidez, Afrikatik Amerikara landaredi urmaeletan iritsi zirela uste da; gertaera hori oso gertagaitza da, baina ondorio esanguratsuak izan zituen. «Noizean behin, hazia oso urrun daraman txori hori aurkituko duzu, edo haizeak harrapatuta geratu eta abenturari ekiten diona», dio Chisholmek.

Adierazi duenez, oraindik ez dugu behar bezain ondo ezagutzen haziak banatzeko kurbaren forma; ez da kanpai kurba soil bat, adituak ez direnek pentsa dezaketen bezala, “buztan oso lodia” baitu amaieran.

Ekologoek 50 hektarea baino askoz eskala handiagoko datuak izango balituzte -zientzialariek zuhaitzak airetik kontatzeko erabiltzen dituzten azterketa teknika berriek hori ekarriko dutela dirudi-, ikuspegi berri bat sor liteke. Gaur egun ikusten ez diren ereduak ikus daitezke, eta horrek CNDDk betetzen duen zeregina eta basoen banaketan hazien sakabanatzea mugatzea alda ditzake. «50 hektareako partzela bat behatzeko garai hau oso bitxia irudituko zaigu, teleskopio eramangarri bat izango balitz Hubbleren aldean», iragarri du Chisholmek.

Oraingoz, Kalyuzhny eta lankideek mundu osoko beste azterketa partzela batzuetan antzeko analisiak egiteko asmoa dute, zer eredu azaleratzen diren ikusteko: orain 70 toki baino gehiago daude mundu osoan 50 hektarea arteko partzelekin, denak monitorizatuak, IBCko partzela bezala. Halaber, simulazioak egin dituzte CNDDren irismena doitzeko, eta ikusi dute distantzia nahiko laburretan aldaratzeak ere efektu handiak eragin ditzakeela baso mailan.

“Nik nire bizilagunak uxatzen ditut, eta haiek beren bizilagunak uxatzen dituzte, eta beste horiek beren bizilagunak uxatzen dituzte”, azaldu du Kalyuzhnyk, eskala handiko ereduak eskala txikiko ekintzetatik nola sor daitezkeen deskribatuz. «Basoa kristal desordenatu bat da».

Jatorrizko artikulua:

Veronique Greenwood (2023). ‘Species Repulsion’ Enables High Biodiversity in Tropical Trees, Quanta Magazine, 2023ko irailaren 13a. Quanta Magazine aldizkariaren baimenarekin berrinprimatua.

Itzulpena:

UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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albedrío
Juan Ignacio Pérez Iglesias, lector

¿En qué consiste la consciencia? ¿Estamos predestinados a ser como somos y comportarnos como lo hacemos? ¿O tenemos capacidad real de incidir en nuestro destino? ¿Qué es el yo? ¿Qué soy?

Estas preguntas, formuladas de esta forma o de otras, se las han hecho los seres humanos al menos desde que hay constancia escrita de lo que llamamos filosofía. Últimamente, la neurociencia se ha sumado a las pesquisas y algunas de las ideas en boga proceden de ese campo.

El catedrático de filosofía (en la UNED) Jesús Zamora Bonilla ha abordado estas cuestiones en su En busca del yo, un libro que se ha editado en dos ocasiones, la segunda, con algunas adicciones a la original, por Shackleton Books (2022). Del autor había leído Contra apocalípticos: ecologismo, animalismo, poshumanismo, de la misma editorial, aunque más reciente (febrero de este mismo año).

En busca del yo empieza tratando del dualismo, esa creencia en la existencia en la persona de dos entidades, una material, que está formada por órganos, huesos, músculos y demás. Ese es el cuerpo. La otra es la inmaterial o espiritual. El dualismo tiene su referencia intelectual histórica más conocida en Descartes, quien propusiera la existencia de la res cogitans y la res extensa. La primera, “la sustancia que conoce”, es la que nos caracteriza como seres humanos. Es la componente inmaterial a la que me he referido antes. La segunda, “la sustancia extensa”, es la material.

En el cristianismo, la religión en que me educaron, la entidad inmaterial es el alma. El dualismo, no obstante, no es patrimonio exclusivo de quienes profesan credos religiosos. Muchas personas que declaran no creer en una divinidad piensan que existe esa otra entidad, la inmaterial, que es la que gobierna nuestros actos y en la que, en definitiva, consiste el yo. Y son aún más las que, sin creer en su existencia, se expresan y actúan, de hecho, como si existiera.

No es extraño que así sea. Se hace muy difícil aceptar en la práctica que nuestra identidad se fundamenta en una miríada de corrientes eléctricas a uno y otro lado de las membranas neuronales y en el continuo trasiego de moléculas entre neuronas adyacentes. “¿Eso es todo?” Es la pregunta implícita en la negativa a aceptar que, como diría Steven Pinker (The Blank Slate, 2003), en la máquina (el cuerpo humano) no hay un fantasma (el alma o como quiera que lo queramos llamar).

¿No gozamos de libre albedrío?

Pensemos en lo que eso podría significar. Si no somos más que un conjunto más o menos bien ordenado de corrientes eléctricas, reacciones químicas y procesos físicos a media escala (movimientos musculares, circulación sanguínea, producción y eliminación de la orina, etc.), ¿no existimos como personas? ¿somos una mera máquina? ¿meros autómatas? ¿carecemos de voluntad real? ¿no gozamos de libre albedrío? ¿no somos, en el fondo, responsables de nuestros actos? Porque, ¿cómo vamos a ser responsables de algo acerca de lo que no tenemos verdadera capacidad de decisión?

Si la voluntad, la agencia consciente, la misma consciencia, el yo, no son más que ilusiones, ¿dónde queda la libertad? ¿dónde la responsabilidad? ¿dónde la culpa? Y por supuesto, ¿qué es el bien y el mal? En fin, podría seguir poniendo entre signos de interrogación muchas más nociones que son básicas para nosotros y sin las que –pensaríamos– no es fácil llevar una vida normal; no digamos ya una vida satisfactoria.

Zamora Bonilla no llega a plantearse en su libro todas esas cuestiones. Tras presentar el dualismo hace un recorrido por diferentes modelos o versiones de la mente o del yo, para llegar a los últimos capítulos en los que examina las ideas filosóficas que ha habido (o hay) acerca de la consciencia, el libre albedrío, la toma de decisiones y el yo. En ese recorrido, cuando es oportuno, también refiere los hallazgos neurobiológicos sobre esos temas.

Estos últimos capítulos son los que más me han interesado. Y en especial, lo que propone el autor acerca de la libertad de decisión. Resumiendo mucho, lo que viene a decir es que, estén nuestras decisiones más o menos determinadas, ello no exime de responsabilidad al sujeto que las toma porque en esa determinación también influye la conciencia (el juicio de los demás y el propio acerca de su moralidad) y las expectativas de recompensa o castigo.

Debo confesar que, aunque esta forma de ver el determinismo tiene indudable atractivo, no me acaba de convencer. Al fin y al cabo, la conciencia, en última instancia, no deja de ser un producto de la mente; esto es, un producto de un sistema biológico cuya naturaleza y funcionamiento nos remite a una secuencia previa de interacciones causales dentro del sistema o con el ambiente, sobre las que ningún yo ejerce, en realidad, el más mínimo control.

Concibo el yo como un actor en un escenario, que es la realidad en la que se desenvuelve y en el que ha de interpretar una función, que es su vida. En todo momento el actor ha de actuar “como si” lo que hace obedeciese a su voluntad y fuese fruto de su libertad. Como si las cosas fuesen como nos parecen que son, como las experimenta nuestra consciencia. Como si tuviéramos una mente (o alma) que está al cargo de nuestros actos y da cuenta de ellos. En mi concepción de la persona y de la realidad, el yo es una creación de la mente o, apurando un poco, de la máquina que es el encéfalo. Sería uno de tantos autoengaños mediante los que otorgamos –otorga la máquina– significado a la vida y propósito a nuestros actos. La máquina se engaña a sí misma porque no soporta su vacuidad esencial.

En cualquier caso, y al margen de mi opinión acerca de la tesis Zamora Bonilla, su libro me ha parecido muy interesante. Está, además, muy bien escrito. De Jesús no se puede decir que sea oscuro porque no puede ser profundo; todo lo contrario. A mí me ha servido para conceptualizar y ordenar muchas ideas e intuiciones que me cuesta formular de forma rigurosa. No coincido con el autor en la idea de que sin libre albedrío, seamos responsables de nuestras decisiones, con todo lo que ello comporta, pero su texto resulta muy útil para sistematizar ideas importantes. Y, por supuesto, es muy posible que él esté en lo cierto y servidor en el error.

Ficha:

Título: En busca del yo–El mito del sujeto y el libre albedrío

Autor: Jesús Zamora Bonilla

Editorial: Shackleton Books, 2022

 

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.

Una versión de este texto apareció anteriormente en Lecturas y Conjeturas (Substack).

El artículo En busca del yo y otros fantasmas se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Irati Diez Virto

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

Klima-aldaketa

Pirinioetako Ekologia Institutuak gidatutako ikerketa batek berretsi du, 1981-2022 aldian, Pirinioetako Anetoko glaziarraren azalera % 64,7 murriztu dela. Irismen laburreko teledetekzio teknikei esker lortu dituzte datu horiek, eta haiekin, glaziar horren unera arteko azterketa xehakatuena eta luzeena egin dute. Bestalde, argitu dute % 92ko galera izan dela glaziar eremuan Izotz Aro Txikiaren amaieraz geroztik. 1850ean 100 glaziar baino gehiago zeuden Pirinioetan; 2022an, berriz, 18 glaziar. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Klima-aldaketaren eragina Pirinioetan.

Zoologia

Ikerketa batek frogatu du baratze-saguzarra (Eptesicus serotinus) sarketarik gabe ugaltzen dela. Horren ordez, kontaktuz kopulatzen dute. Ikertzaileek ehun bikoteren sexu-jokabidea bideoz jaso dute, eta ikusi dute arrak emeari eusten diola, eta zakila bulbaren gainean kokatzen duela. Ia ordubetez egoten dira horrela. Ugalketa-mekanismo hori hegaztien antzekoa da, eta ikertzaileek dakitela, era horretako koitoa duen ugaztun bakarra da. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Saiek aerosorgailuekin talka egiteko arrisku gehien non duten kalkulatu dute, eta ondorioztatu dute Iberiar Penintsularen % 20 ez dela egokia egitura horiek ezartzeko. Espainian 850 sai inguru hiltzen urtean aerosorgailuengatik, baina baita beste hainbat espezie ere. Ikerketak kalkulatu du aerosorgailuen ehuneko handi bat sai arreen populazio ugaltzailearen eremuetan daudela kokatuta. Egileen iritziz, energia berriztagarriaren garapenarekin jarraitzeko, inpaktu txikiagoko eremuak aukeratu behar dira, energia benetan jasangarria izan dadin. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Esperimentu batek frogatu du sabanako espezie gehienek beldur gehiago diotela giza ahotsari, lehoiarenari baino. Ikusi dutenez, animalia gutxiago uxatzen dira lehoiaren bokalizazioekin, txakurren zaunkekin edota eskopeta tiroekin, giza ahotsekin konparatuta. Bozgorailuak kokatu dituzte sabanan eta bideoz grabatu dituzte animaliak, horien erreakzioak ikusteko. Bideoak aztertuta, zientzialariek kalkulatu dute espezieen %95 azkarrago aldentzen zela gizakiak entzutean, lehoien soinua entzunean baino. Informazio gehiago Zientzia Kaieran.

Osasuna

Sexu biologikoa faktore garrantzitsua da parkinsonaren intzidentzian, garapenean eta adierazpen fenotipikoan. Izan ere, gizonek ia bi aldiz maizago pairatzen dute, baina emakumeetan hilkortasun-tasa altuagoa da eta gaixotasunaren diagnostikoa gizonetan baino bi urte inguru beranduago gertatzen da emakumeetan. Horrez gain, gaixotasunaren aurrean gertatzen den inflamazio-erantzuna eta oxidazio-estresa ere desberdinak dira sexuaren arabera. Desberdintasun horiek ezagututa, ezinbestekoa dela tratamendu terapeutikoa neurrira diseinatzea. Datuak Zientzia Kaieran.

Genetika

Ikerketa berri batek argitu du edozein organismo bizik, hazi eta ugaltzeko, zenbat gene behar dituen. Hala, ingeniaritza genetikoko teknikak baliatuz, genoma txikieneko eta gene kopuru txikieneko organismoa sortu dute. Bakterio bat da, eta haren genomak 531.000 base-pare eta 473 gene ditu. Ikertzaileen esanetan, hurrengo erronka izango da bizitzarako ezinbestekoak diren funtzio horiek zeintzuk diren argitzea, baita parte hartzen duten molekulak zeintzuk diren zehaztea ere. Azalpen guztiak Berrian: Tamainak axola al du?

Mikrobiologia

SARS-CoV-2a zelulen barnean nola erreplikatzen den ikusi dute 3D-n. Zehazki, biriketako zeluletan ikusi dute prozesua, eta emaitza hori lortzeko biologia molekularreko, birologiako eta mikroskopiako hiru teknika konbinatu dituzte. Ikusi ahal izan denaren arabera, birusaren erreplikazio-makineriak besikulak eta tubuluak sortzen ditu, eta estresa eragiten die organuloei. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Psikologia

Ikerketa berri batek frogatu duenez, literatura ona irakurtzeak hobetu egiten du besteekiko enpatia sentitzeko gaitasuna. Hau da, pentsamenduak, asmoak eta emozioak beste pertsona batzuei esleitzeko dugun gaitasuna hobetzen du. Bost esperimenturen bidez iritsi dira ondorio horietara. Egileek proposatu dute fikzioak ez duela bakarrik besteengan pentsatzen duguna aldatzen, baita geure buruaz pentsatzen duguna ere. Gainera, fikzioaren eragin positiboak haratago joan daitezkeela pentsatzen dute, eta ez dela soilik literaturara mugatzen. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Literatura onak besteen lekuan jartzen laguntzen digu.

Egileaz:

Irati Diez Virto Biologian graduatu zen UPV/EHUn eta Plentziako Itsas Estazioan (PiE-UPV/EHU) tesia egiten dabil, euskal kostaldeko zetazeoen inguruan.

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La jornada Las Pruebas de la Educación tuvo lugar con el objetivo de analizar la validez de las estrategias educativas puestas en marcha durante los últimos años. El enfoque STEAM o las clases virtuales fueron analizados desde la evidencia científica por un grupo de expertos y expertas que se reunió en la Facultad de Educación de Bilbao de la Universidad del País Vasco. La jornada, fruto de la colaboración entre la Cátedra de Cultura Científica de la Universidad del País Vasco y la facultad de Educación de Bilbao, tuvo lugar el 27 de octubre pasado.

Esta sexta edición volvió a estar dirigida a profesionales del ámbito de la educación y a quienes, en un futuro, formarán parte de este colectivo. Su objetivo ha sido reflexionar, desde la evidencia científica, sobre la validez de las estrategias utilizadas hoy en día. El seminario ha contado, una vez más, con la dirección académica de la vicedecana de Investigación y Transferencia de la Universidad Autónoma de Madrid, Marta Ferrero González.

En esta charla, Luis Ramos Soriano, licenciado en Psicología y doctor por la Universidad de Valencia, habla de los elementos que facilitan la comprensión lectora basándose en las evidencias científicas.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo Variables facilitadoras del desarrollo de la comprensión lectora se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ev / Unsplash

Ariketa fisikoa egiteak osasunerako onurak dituela gauza ezaguna da. Onura kognitibo horiek odol-transfusio bidez transferi daitezkeela, agian ez da hain ezaguna. Eta orain arte ez da jakin nola izan daitekeen. Platelets participate in hippocampal neurogenesis and cognitive function, José R. Pinedaren eskutik.

Azken 130 urteetako argazki baliatuta, 1000 glaziar analizatu dira eta ez dago zalantzarik: Groenlandia gero eta azkarrago urtzen ari da. Greenland ’s glaciers are melting at an unprecedented pace.

Gizarte-arazoetan oinarritutako ontologia soziala dagoeneko landua dagoela uste daiteke, baina badirudi ezetz. Jesús Zamorak On the ontology of social problems (1).

Edan nahi dugun uretara orotariko kutsatzaile kimiko iristen denez, beharrezkoa da eraginkortasunez araztu ahal izateko sistemak garatzea, eta hori egitean energia-kostuak ez daitezela handiegiak izan. DIPCko jendeak ideiak eskaintzen ditu Crosslinking pectin for the simultaneous removal of multiple pollutants from water

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

 

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