Zientzia

La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a las neuronas del cerebro y la médula espinal provocando la pérdida del control muscular. Un estudio liderado por la Universidad de Barcelona y el Centro de Física de Materiales (CFM, mixto CSIC-UPV/EHU) ha diseñado una potencial estrategia terapéutica para abordar esta patología que todavía no tiene cura. Se trata de una trampa molecular, que evita que uno de los compuestos peptídicos causantes de la ELA genética más común -el dipéptido polyGR- provoque sus efectos tóxicos en el organismo. Los resultados muestran que esta estrategia reduce la muerte de las neuronas de pacientes y en un modelo animal (moscas del vinagre) de la enfermedad.

La figura ilustra 10 mecanismos propuestos para la esclerosis lateral amiotrófica y los genes asociados. Fuente: Philip Van Damme P, Robberecht W, Van Den Bosch L (2017) Modelling amyotrophic lateral sclerosis: progress and possibilities. Disease Models and Mechanisms. 10 (5): 537-549. doi: 10.1242/dmm.029058

Una de las causas genéticas más frecuentes de la ELA es la mutación en el gen C9orf72, ya que se encuentra en aproximadamente el 33% de las personas pacientes afectadas por la ELA familiar y el 5% de las afectadas por la ELA esporádica en España. En estos/as pacientes se generan unos dipéptidos con gran cantidad de cargas positivas que producen efectos altamente tóxicos en las neuronas motoras. En la primera parte del estudio, el equipo de investigación combinó técnicas computacionales y experimentales para mejorar la comprensión molecular de estos dipéptidos y cómo producen este proceso patológico.

Una unión tóxica para las neuronas

Los resultados mostraron que la toxicidad de estos compuestos se debe en parte a lo que se unen al ARN ribosomal (ARNr), una molécula que participa en el proceso de traducción de la información genética y la síntesis de proteínas en la célula. «Hemos visto que estos dipéptidos, especialmente los ricos en el aminoácido arginina (poli-glicina-arginina o polyGR), se unen a una región concreta del ARNr afectando a la biosíntesis de ribosomas (pequeñas estructuras que se encargan de sintetizar las proteínas de nuestro organismo) y la traducción de proteínas en neuronas motoras humanas, produciendo la muerte de éstas», explica el profesor Juan Alberto Ortega Cano. «Además – añade el investigador – esta interacción de los polyGR con el ARNr es mucho más fuerte que la interacción del polyGR con otras proteínas ribosomales que se habían descrito previamente en otros estudios, y explica por qué estos dipéptidos tienen gran afinidad en unirse a los ribosomas de las células».

Ante estos resultados, el equipo de investigación diseñó una innovadora estrategia para engañar a los dipéptidos polyGR y reducir su toxicidad. Crearon una trampa, una molécula que imitaba la secuencia específica del ARNr con la que se unen los polyGr durante el proceso patológico, con el objetivo de evitar así los efectos neurotóxicos de esta unión. La aplicación de esta estrategia en neuronas derivadas de tejido de pacientes in vitro y en modelos de la enfermedad (moscas del vinagre) in vivo muestran que «reduce los defectos en la biosíntesis de ribosomas en la traducción de proteínas y la toxicidad en cielo que expresan polyGR, así como la muerte en motoneuronas de pacientes de ELA con mutaciones en el gen C9orf72», detalla el investigador.

Aunque todavía queda mucha investigación por validar y comprender completamente el funcionamiento de esta innovadora estrategia, los/las autores/as señalan en el artículo que estos prometedores resultados refuerzan la idea de que el uso de trampas de ARN es útil «no sólo para estudiar las interacciones ARN-proteína, sino también para proteger a las neuronas de los efectos perjudiciales de proteínas anómalas que se generan en otras enfermedades neurodegenerativas».

Referencia:

Ortega, J.; Sasselli, I.; Boccitto, M.; Fleming, A.; Fortuna, T.; Li, Y.; Sato, K.; Clemons, T.; Daley, E.; Nguyễn, T.; Anderson, E.; Ichida, J.; Pandey, U.; Wolin, S.; Stupp, S.; Kiskinis, E. (2023) CLIP-Seq analysis enables the design of protective ribosomal RNA bait oligonucleotides against C9ORF72 ALS/FTD poly-GR pathophysiology Science Advances doi: 10.1126/sciadv.adf7997

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

El artículo Posible estrategia terapéutica contra la esclerosis lateral amiotrófica se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maddi Astigarraga

Oraingoan, grafenoaren munduan murgilduko gaitu Kiñuk. Zientzia-fikzioa dirudien material miresgarria da egitura sinestezina eta propietate apartekin. Grafenoa, lodiera atomikoko karbono-xafla bat, zientzia materialaren altxor bihurtu da. 2004an aurkitu zuten lehen aldiz material iraultzaile hori, Andre Geim eta Constantin Novoselov-ek grafito arruntetik isolatua.

Zientzialari askok uste zuten ezinezkoa zela atomo bateko lodiera bakarreko xafla bat fabrikatzea edozein materialarekin, ezegonkorra zelako. Grafenoa isoatuz ezustekoa lortu zuten eta horrekin materialen zientzia irauli zuten aukera-bolada bat eragiten.

Askotariko erabilerak ditu, eta, horri esker, askotariko aplikazioak daude: elektronika aurreratua, medikuntzako aurrerapen iraultzaileak… Arkatz arrunt baten grafitotik ateratako material harrigarri hori gure mundua aldatzen ari dela kontatuko digu gure kirikiñoak: ukipen-pantailak, sendaketa berritzaileak…

Hilero, azkenengo ostiralean, Kiñuk bisitatuko du Zientzia Kaiera bloga. Kiñuren begirada gure triku txikiaren tartea izango da eta haren eskutik gure egileek argitaratu duten gai zientifikoren bati buruzko daturik bitxienak ekarriko dizkigu fin.

Egileaz:

Maddi Astigarraga Bergara (IG: @xomorro_) Biomedikuntzan graduatua, UPV/EHUko Ilustrazio Zientifikoko masterra egin du eta ilustratzailea da.

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Foto: Jelle de Gier / Unsplash

Desde hace varios días, toda la comunidad geológica y varios medios de comunicación estamos pendientes de una posible erupción volcánica en Islandia. Aunque, en realidad, esto no sería una noticia novedosa, ya que en esta isla se están produciendo erupciones continuamente. Lo que nos tiene un poco en vilo es el tipo de vulcanismo que se podría generar en esta ocasión y, sobre todo, sus consecuencias. Y, para entenderlo, quiero que hagamos un pequeño viaje en el tiempo.

Mapa esquemático de Islandia en el que se muestra la disposición del límite de las placas tectónicas Norteamericana y Europea, señalando con flechas sus movimientos relativos, y algunos de los volcanes más importantes de la isla. Imagen elaborada por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), tomada de Wunderman, R., Fela, J., Herrick, J. y Kuhn Sennert, S. (eds.) (2011) Bulletin of the Global Volcanism Network, 36 (4), Smithsonian National Museum of Natural History.

Pero antes quiero contextualizar un poco la situación. Islandia tiene una geología bastante particular que produce que sea una zona volcánicamente activa desde hace millones de años. Esta isla está situada en el límite de dos placas tectónicas, la Placa Norteamericana y la Placa Europea, que se están separando la una de la otra generando una fractura en la corteza terrestre que, en geología, denominados dorsal. En las dorsales la corteza está muy adelgazada, lo que permite el ascenso de material fundido, es decir, magma del manto que acaba saliendo al exterior a través de múltiples volcanes. Este vulcanismo generalmente se produce en los fondos oceánicos y es el motor que provoca el movimiento de separación de ambas placas tectónicas, fruto de la formación de nuevo fondo marino que “empuja” al más antiguo hacia las zonas continentales, donde es arrastrado por los movimientos de subducción de la placa tectónica con corteza oceánica por debajo de la placa tectónica con corteza continental. Pues la dorsal Atlántica atraviesa Islandia desde el suroeste hacia el noreste de la isla, con un ligero giro en su parte central.

Esquema de una erupción de tipo fisural. Imagen modificada de Encyclopaedia Britannica (2006)

 

En este contexto geológico, se producen un tipo de volcanes conocidos como fisurales. De manera resumida, consisten en la apertura de una fractura del terreno debido al ascenso de un cuerpo tabular de lava, denominado dique, que provoca erupciones a lo largo de varios puntos de la fractura. Son erupciones tranquilas, con lava de composición básica muy fluida que se desparrama rápidamente por el territorio circundante y con poca emisión de gases o fragmentos de rocas volcánicas a la atmósfera. Este tipo de erupción sólo tiene efectos negativos en las áreas circundantes a donde sucede, así que no resulta demasiado peligrosa.

Esquema simplificado del funcionamiento de un punto caliente o “hot spot” de acuerdo al modelo clásico de formación de las islas Hawái: existe una pluma mantélica o zona fija de ascenso de magma que se acumula por debajo de la placa tectónica, en este caso la Placa Pacífica, que, en momentos puntuales, provoca una erupción volcánica. Al moverse la placa por encima del punto caliente fijo, se van formando una serie de volcanes cada vez más antiguos según nos alejamos de dicho punto caliente. Imagen modificada a partir de un esquema original de Joel E. Robinson (USGS) / Wikimedia Commons

Sin embargo, como he dicho antes, Islandia tiene una geología particular. Y es que también se encuentra situada encima de un punto caliente. Un “hot spot” o punto caliente es una zona fija en la que se acumula magma en el manto que, de vez en cuando, asciende hacia la superficie hasta provocar una erupción volcánica. Si este magma tiene composición ácida y cierta cantidad de gases, la erupción será explosiva, más violenta cuantos más gases incluya, liberándolos a la atmósfera junto con fragmentos de rocas volcánicas. Y este tipo de erupción sí que es peligrosa y puede llegar a afectar a zonas muy alejadas de la misma.

La incertidumbre sobre el tipo de erupción ante la que nos podemos encontrar en esta ocasión es la que nos tiene en alerta, ya que ha habido erupciones explosivas en Islandia a lo largo de la historia que la han liado parda. Para sustentarlo, os voy a poner un par de ejemplos.

En el año 536 entró en erupción un volcán islandés de nombre desconocido. Fue una erupción muy explosiva que descargó toneladas de gases, polvo y ceniza que llegaron a cubrir la atmósfera de todo el hemisferio norte durante, al menos, año y medio, impidiendo la entrada de los rayos solares a la superficie terrestre, lo que produjo una bajada de la temperatura promedio de hasta 2 °C durante varios años. Por si fuera poco, en el año 539 o 540, el volcán Ilopango también erupcionó de manera muy explosiva, liberando más gases y ceniza a la atmósfera y disminuyendo otros 2 °C más las temperaturas en este hemisferio. De hecho, hasta el 545 las temperaturas promedio en Europa fueron las más bajas de los últimos 2000 años. Incluso, se está estudiando si entre 547 y 549 se pudo producir una tercera erupción, de nuevo en Islandia, que mantuvo las bajas temperaturas hasta mediados del siglo VI. Ese descenso de la temperatura provocó la pérdida de cosechas, que condujeron a hambrunas, enfermedades, muertes, migraciones de la población e, incluso, guerras que fueron los detonantes del declive y desaparición de grandes imperios por todo el mundo. En Europa, favoreció una gran plaga de peste bubónica, la denominada plaga de Justiniano, que mató a millones de personas, además de fomentar la migración de pueblos mongoles que vieron desaparecer la vegetación de las estepas. Ambos procesos provocaron la caída del Imperio Bizantino. En Asia, el Imperio Persa consiguió derrotar y ocupar los territorios del Imperio Neobabilónico, ya en caída debido a la pérdida de las cosechas. Y el empuje migratorio de los pueblos hunos acabó con el Imperio Gupta en la India. Incluso en América sufrieron las consecuencias de la bajada de las temperaturas debido al cambio en los regímenes climáticos y oceanográficos, que dieron lugar a la dispersión y guerras entre los pueblos, el aumento de los sacrificios humanos y el abandono de grandes ciudades que significaron el declive del Imperio Moche y golpeó muy duramente al Imperio Maya. Así comenzó la conocida como Época Oscura de la Edad Media.

Esquema simplificado de la distribución de la nube de polvo, cenizas y gases volcánicos emitida a comienzos de la erupción del Laki (mediados de 1783) y su colapso directo sobre Europa continental. Imagen tomada de Thordarson, T. y Self, S. (2003) Atmospheric and environmental effects of the 1783–1784 Laki eruption: A review and reassessment. Journal of Geophysical Research, 108 (D1), 4011.

Para el segundo ejemplo utilizaré la erupción del volcán Laki. Duró unos 8 meses, entre junio de 1783 y febrero de 1784 y se trató de un volcán fisural con pulsos eruptivos en los que se alternaban fases muy explosivas con fases más tranquilas. Durante los momentos explosivos, llegó a emitir toneladas de polvo, cenizas y gases volcánicos a la atmosfera, sobre todo óxidos de azufre. Esto provocó una enorme nube de ácido sulfúrico gaseoso que se expandió por toda Europa, provocando numerosos episodios de lluvia ácida y la generación de una niebla tóxica de azufre que cubrió el continente durante meses. Pero la zona más afectada por los efectos de esos gases tóxicos fue Francia. Aquí se produjo la pérdida de cosechas, la muerte del ganado y enfermedades respiratorias entre la población, sumada a una hambruna generalizada y muchas muertes entre la gente más humilde, situación que se alargó varios años. Esto llevó a la gente a pedir ayuda a las élites dominantes del país, que no se lo tomaron demasiado en serio, lo que provocó un descontento social, ciertas revueltas y, a la postre, un levantamiento del pueblo contra los gobernantes. Así comenzó la Revolución francesa, que terminó con la monarquía e instauró la república.

Como hemos visto, aunque parezca increíble, una simple erupción volcánica es capaz de alterar el delicado equilibrio entre atmósfera, hidrosfera, geosfera y biosfera durante varios años, llegando a provocar grandes cambios en poderosas civilizaciones y regímenes sociales. No quiero decir que la posible erupción actual vaya a generar todos estos procesos, pero no podemos dejar de mantener la guardia ante cualquier evento natural que podría llegar a desestabilizarnos. Espero que, si se produce una nueva erupción en Islandia, como mucho tengamos que suspender los vuelos por el norte de Europa durante unos cuantos días.

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

El artículo Historias volcánicas de Islandia se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Maider Zubelzu, Andrea Leivar, Teresa Morera-Herreras eta Ane Murueta-Goyena

Azken urteotan, sexuak gaixotasunen intzidentzian, bilakaeran edota agindutako tratamenduen erantzunean duen eragina aztertzea Medikuntzako arlo askoren jomuga izan da. Izan ere, sexuak osasunean eta gaixotasunean eragin nabarmena du, eta eragin hori aztertzea bereziki garrantzitsua da pazienteen denbora luzez diziplina anitzeko arreta eskatzen duten gaixotasun kroniko progresiboetan, hala nola Parkinson gaixotasunean.

Parkinson gaixotasuna nahasmendu motor neurodegeneratibo ohikoena da, eta alfa-sinukleina izeneko proteinaz osatutako Lewy gorputzen presentziarekin eta substantia nigra pars compacta-ko neurona dopaminergikoen galerarekin lotuta dago. Ebidentzia askok iradokitzen du sexu biologikoa faktore garrantzitsua dela parkinsonaren intzidentzian, garapenean eta adierazpen fenotipikoan. Gizonek ia bi aldiz maizago pairatzen dute gaixotasuna, baina emakumeetan hilkortasun-tasa altuagoa da eta gaixotasunaren diagnostikoa gizonetan baino bi urte inguru beranduago gertatzen da. Emakumeen artean, Parkinson gaixotasunaren intzidentzia altuagoa da menopausia-osteko aldian menopausia-aurreko aldiarekin alderatuz. Hortaz, emakumeen hormona sexualek zerikusia izan dezaketela iradoki da. Izatez, hainbat ikerketek erakutsi dute estrogenoek eragin neurobabeslea eskaintzen dietela emakumeei parkinsonaren aurrean.

Irudia: Sexu-desberdintasunak Parkinson gaixotasunaren sintomatologian eta fisiopatologian. Sexu-desberdintasunak Parkinson gaixotasunaren fenotipo klinikoan eta patogenian parte hartzen duten funtsezko mekanismoetan. (Iturria: Ekaia aldizkaria)

Gaixotasunaren fisiopatologian ere sexu-desberdintasunak azter daitezke. Gizonetan emakumeetan baino endekapen handiagoa gertatzen da parkinsonean kaltetuta dagoen bidezidorreko sistema dopaminergikoan. Horrez gain, sexuaren arabera, gaixotasunaren aurrean gertatzen den inflamazio-erantzuna eta oxidazio-estresa ere desberdinak dira. Oxidazio-estresari buruz aritzean mitokondrien funtzioa azpimarratzekoa da, eta estrogenoek mitokondrien disfuntzioa gutxitzea eragin dezaketenez, emakumeetan gertatzen den oxidazio-estresa baxuagoa da oro har. Aldiz, testosteronak, gizonezkoen hormona sexualak, Parkinson gaixotasunean izan dezakeen eragina ez dago guztiz argi oraindik.

Beste alde batetik, hainbat ikerlanek gizon eta emakumeen arteko desberdintasun klinikoak deskribatu dituzte Parkinson gaixotasunean. Gaur egun, sintoma motorrak gaixotasunaren diagnostikoaren oinarria dira: atsedenaldiko dardara, muskuluen zurruntasuna, gorputz-jarreraren ezegonkortasuna eta mugimenduen moteltasuna. Emakumeetan sintoma motorrak gizonetan baino beranduago agertzen dira, eta kasu gehienetan, dardara izaten da lehendabizikoz adierazten dena. Gizonetan aldiz, maizago gertatzen dira baldarkeria eta idazteko zaitasuna. Halaber, sintoma motorrak azaleratu aurretik sintoma ez-motorren agerpena gertatzen da, zeinak eguneroko bizi-kalitatea gogor astintzen duten: usaimenaren galera, narriadura kognitiboa, depresioa, antsietatea, mina, loaren nahasmenduak, ikusmen arazoak edota idorreria. Sintoma ez-motor horien sexu-desberdintasunei dagokienez, emakumeek maizago pairatzen dituzte depresioa, antsietatea edota mina bezala sintomak, baina gizonek baino hobe mantentzen dituzte gaitasun kognitibo orokorra eta hitzezko gaitasuna.

Sintoma motorren agerpenaren ondoren, eta sintoma horiek arintzeko helburuarekin, tratamendu farmakologikoak erabiltzen dira, levodopa (L-dopa) izanik ezagunena. Garrantzitsua da gizon eta emakumeek tratamendu horien aurrean izan dezaketen erantzuna desberdina izan daitekeela azpimarratzea, eta hortaz, ezinbestekoa dela tratamendu terapeutikoa neurrira diseinatzea. Izan ere, badirudi emakumeek L-dopa eman ondoren gain-dosifikatzeko arriskua dutela, eta horrek diszinesiak (nahigabeko mugimendu hiperzinetikoak) garatzeko arriskua areagotzen duela.

Laburbilduz, gero eta ikerketa gehiagok uzten dute agerian gizon eta emakumeen artean desberdintasunak daudela Parkinson gaixotasunean. Hortaz, ezinbestekoa da desberdintasun horiek kontuan hartuz, besteak beste, sexuaren araberako tratamendu terapeutikoak egokitzea, gizon-emakumeen behar indibidualak asetzea eta behar ezberdinei erantzuteko programa berritzaileak garatzea, pazienteei osasun-arreta integrala eskaintzeko bidean.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 44
• Artikuluaren izena: Sexu-desberdintasunak Parkinson gaixotasunean
  
• Laburpena: Gero eta ebidentzia gehiagok adierazten du sexu biologikoa faktore garrantzitsua dela Parkinson gaixotasunaren garapenean eta adierazpen fenotipikoan. Jakina da Parkinson gaixotasunaren prebalentzia ia bi aldiz altuagoa dela gizonezkoetan emakumezkoetan baino. Hala ere, emakumezkoek gaixotasunaren progresio azkarragoa izaten dute. Gainera, azken urteotan egindako ikerketek agerian utzi dute Parkinson gaixotasunaren ondorioz agertzen diren sintoma motorrak eta ez-motorrak maiztasun edota larritasun desberdina dutela sexuaren arabera. Halaber, emakumeek eta gizonezkoek tratamendu farmakologikoen eta kirurgikoen aurrean duten erantzuna ere desberdina dela uste da. Sexu-desberdintasun hauen oinarriak zehatz-mehatz ezagutzen ez badira ere, mekanismo fisiopatologikoak desberdinak direla iradoki da. Berrikuspen honetan parkinsona duten emakumezkoen eta gizonezkoen artean dauden desberdintasunak laburbiltzen dira, besteak beste, ezaugarri klinikoetan, arrisku-faktoreetan, gaixotasunaren fisiopatologian eta tratamenduen erantzunean. Patologiak sexu bakoitzari nola eragiten dion argitzeak pazienteen arreta hobetzea ahalbidetu dezake gizonen eta emakumeen maneiu terapeutikoa neurrira diseinatuz eta bakoitzaren beharrei erantzuteko programa berritzaileak garatuz.
• Egileak: Maider Zubelzu, Andrea Leivar, Teresa Morera-Herreras eta Ane Murueta-Goyena
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 41-61
• DOI: 10.1387/ekaia.23974

Egileez:

• Maider Zubelzu, Andrea Leivar eta Teresa Morera-Herreras UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Farmakologia Saileko ikertzaileak dira.
• Maider Zubelzu, Teresa Morera-Herreras eta Ane Murueta-Goyena Biocruces Bizkaia Osasun Ikerketa Institutuko Gaixotasun Neurodegeneratiboen taldeko ikertzaileak dira.
• Ane Murueta-Goyena UPV/EHUko Medikuntza eta Erizaintza Fakultateko Neurozientziak Saileko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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Tenemos tres dados de seis caras cada uno de ellos y con sus caras completamente blancas. Disponemos también de dieciocho pegatinas (para pegar en las dieciocho caras que suman esos tres dados) en las que aparecen los números 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 y 18.

Fuente: Wikimedia Commons.

 

Antonio y Beatriz deciden jugar con esos tres dados del siguiente modo:

1. Antonio coloca (como él decida) las 18 pegatinas en cada uno de los lados de los tres dados (una pegatina por lado),
2. Beatriz elige uno de los tres dados (decide cual prefiere mirando la numeración de cada dado),
3. Antonio escoge uno entre los dos dados restantes, y
4. Antonio y Beatriz lanzan su dado.

Gana el juego quien obtiene el número más grande en la tirada.

Imaginemos, por ejemplo, que Antonio rellena un dado con las pegatinas 1, 2, 3, 4, 5 y 6, otro con las pegatinas 7, 8, 9, 10, 11 y 12 y el tercero con las pegatinas 13, 14, 15, 16, 17 y 18. Beatriz estará entonces segura de que va a ganar. ¿Por qué? Basta con que elija el tercer dado (cuyos lados contienen los números más grandes). Da lo mismo que dado seleccione Antonio después, porque obviamente la tirada de Beatriz ganará a la suya. Este ejemplo parece sugerir que elegir en primer lugar es una ventaja para Beatriz, es decir, que la probabilidad de que Beatriz gane es siempre mayor que ½.

Una estrategia ganadora para Antonio

Pero la anterior afirmación no es cierta. Antonio puede colocar las pegatinas de manera que, independientemente del dado que elija Beatriz, él tenga ventaja sobre ella, es decir, él tenga una probabilidad de ganar mayor que ½.

En el artículo de la referencia, Jean-Paul Delahaye sugiere una manera de actuar para que Antonio tenga más probabilidades que Beatriz de ganar.

Esta estrategia (ganadora) precisa que Antonio coloque las pegatinas del siguiente modo:

1. en el dado 1 coloca los números 18, 10, 9, 8, 7 y 5,
2. en el dado 2 pega los números 17, 16, 15, 4, 3 y 2,
3. y en el dado 3 coloca las pegatinas restantes con los números 14, 13, 12, 11, 6 y 1.

La tabla de debajo muestra que se da una sorprendente situación cíclica al enfrentar los dados por parejas:

1. el dado 1 gana en 21 tiradas (de las 36 posibles) al dado 2,
2. el dado 2 gana en 21 tiradas (de las 36 posibles) al dado 3, y
3. el dado 3 gana en 21 tiradas (de las 36 posibles) al dado 1.

Fuente: Marta Macho Stadler.

 

Este fenómeno “paradójico” se debe a la falta de transitividad de este juego. La falta de transitividad alude al hecho de que A gane a B y que B gane a C no implica que A gane a C.

Con esta elección en la numeración de los tres dados, Antonio tendrá siempre mayor probabilidad de ganar que Beatriz. Es suficiente con que siga la siguiente estrategia:

1. si Beatriz elige el dado 1, Antonio deberá escoger el 3,
2. si Beatriz elige el dado 2, Antonio optará por seleccionar el 1, y
3. si Beatriz elige el dado 3, Antonio se quedará con el 2.

De este modo, según lo dicho anteriormente, Antonio tiene siempre una probabilidad de ganar de 21/36; es decir, tiene una probabilidad de ganar en el 58,3 % de los casos.

Bonus

Jean-Paul Delahaye comenta en su artículo otra situación paradójica. Si los tres dados se lanzan simultáneamente, sabemos que hay 216 resultados posibles y equiprobables. Se puede ver que el dado 2 tiene una probabilidad de ganar mayor que los otros dos. Efectivamente, ese dado gana en 90 de los 216 casos posibles, el dado 1 en 63 de los 216 y el dado 3 también en 63 de las 216 posibles tiradas. La equivalencia de los tres dados al enfrentarse dos a dos desaparece cuando se lanzan los tres al mismo tiempo. ¡Una de tantas sorpresas que nos proporcionan las probabilidades!

Nota

Otras situaciones de falta de transitividad se dan, por ejemplo, en el juego de piedra, papel o tijeras, en el juego de Penney o en la situación de ausencia de ganador en la paradoja del voto de Condorcet, por citar algunas.

Referencia

Jean-Paul Delahaye, Le dé le plus fort, Accromath 18, été-automne 2023

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

El artículo Un juego de dados no transitivo se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juan Ignacio Pérez Iglesias

Literatura ona irakurtzeak hobetu egiten du besteekiko enpatia sentitzeko, besteak ulertzeko eta haien portaera hobeto interpretatzeko gaitasuna; hots, haien lekuan jartzeko dugun gaitasuna. Termino teknikoagoetan eta hitz gutxirekin adierazita, gure «adimenaren teoria» (AT) hobetzen du; hau da, pentsamenduak, asmoak eta emozioak beste pertsona batzuei esleitzeko dugun gaitasuna. Horren barruan honako hauek bereizten dira: afektiboa (ATa), emozioei dagokiena, eta kognitiboa (ATk), pentsamenduei eta asmoei dagokiena.

Aurreko paragrafoan aurkeztutako ondorio orokorra besteen lekuan jartzeko gaitasunean irakurketa mota desberdinek izan dezaketen eragina baloratzeko diseinatutako esperimentuetatik lortu da. Hainbat pertsonaz osatutako taldeei hautatutako liburuetatik hartutako testu laburrak eman zizkieten, eta, irakurri ondoren, talde bakoitzeko pertsonei testa egin zieten zenbait AT adierazle ebaluatzeko. Esperimentu guztietan, parte hartzaileek literaturaren inguruan duten ezagutza maila ere baloratu zen, eta, horretarako, egileak ezagutzeko test bat erabili zen. Lehen esperimentuan literatur fikzioa irakurtzearen efektua ez fikzioa deritzona irakurtzearenarekin alderatu zuten. Eta ondoren, beste lau esperimentuko sorta batean, fikzioa irakurtzearen efektua haiek fikzio herrikoia deitzen dutena irakurtzearenarekin alderatu zuten; ohar honen ondorioetarako, “supersalmentak” (best sellers) esango diegu. [1]

Irudia: fikzioak besteen bizitzak baliatuz gure ezagutza zabaltzen du, eta gure antzekotasunak eta desberdintasunak ezagutzen laguntzen digu. (Argazkia: Polina Zimmerman – Domeinu publikoko irudia. Iturria: pexels.com)

Adibide gisa, erabilitako bi test aipatuko ditut. “Adimena begietan irakurtzea” izenekoan, AT afektiboaren test prototipikotzat hartzen dena, parte hartzaileei eskatzen zitzaien begiak ardatz zituzten irudietan agertzen ziren aurpegi adierazpenei egoera emozionalak esleitzeko. Eta “Yoniren testa” izenekoan, egoera emozionalak (ATa-rako) edo pentsamenduak (ATk-rako) ondorioztatu behar zituzten, gutxieneko gako linguistiko eta bisualetatik abiatuta. Egileek uste faltsuaren test bat ere erabili zuten arren – Sally & Anne motakoa–[2] adimen kognitiboaren teoria baloratzeko, ez zuen inolako emaitzarik eman.

Lehen esperimentuak erakutsi zuen literatur fikzioaren irakurketak adimen afektiboaren teoria hobetzen duela ez fikziozko testuen irakurketarekin alderatuta. Ondorengo esperimentuetatik ondorioztatu zen efektua literatur fikzioaren berezko efektua dela, eta, beraz, ez dela fikzio herrikoira zabaltzen. Uste faltsuaren testak funtzionatu ez zuenez, egileek lehen aipatu dudan Yoniren testa erabili zuten; test hori uste faltsuarena baino askoz zorrotzagoa da eta, ikusi dugunez, ATren bi modalitateak zehazteko balio du, afektiboa zein kognitiboa. Test hori erabili zuten esperimentuen emaitzek erakutsi zuten literatur fikzioaren irakurketaren eragina ez zela AT afektibora mugatzen, baizik eta AT kognitibora ere hedatzen zela.

Bost esperimentuetatik hiruren arabera, literatura ezagutzeak eragin positiboa du ATn, baina efektu hori zen egiaztatu beste bi esperimentuetan. Ikertzaileek iradokitzen dute alderdi hori modu espezifikoagoan ikertu behar dela; izan ere, aurreko erreferentziek adierazten zuten fikziozko literatura ezagutzea adimenaren teoriari modu positiboan eragiten dion faktore bat dela. Eta, egia esan, arrazoiak daude hori gertatzeko; izan ere fikzioak besteen bizitzak baliatuz gure ezagutza zabaltzen du, eta gure antzekotasunak eta desberdintasunak ezagutzen laguntzen digu.

Hala ere, autoreek, hori horrela izatea baztertu gabe, uste dute adimenaren teoriaren eta literatura ezagutzearen arteko harremana testuaren ezaugarri sotilagoek eragin dezaketela, pertsonaien karakterizazio soilak baino. Haiek proposatzen dute fikzioak ez duela bakarrik besteengan pentsatzen duguna aldatzen, baizik eta geure buruaz pentsatzen duguna ere. Bere planteamenduaren arabera, fikzioak ATren berezko prozesuei eragiten die, pertsonaien adimenaren irakurketan inplikatzera behartzen gaituelako, eta horrek ez luke edozein fikzio motarako balioko. Literaturak bakarrik eramango luke irakurlea adimenaren teoriaren berezko prozesuetan inplikatzera.

Irakurlearen interpretazioaren ondoren, literatur fikzioa polifonikoagoa eta aberatsagoa dela diote, irakurritakoa berregiten du eta, horregatik, pertsonaiak ulertzeko beharrezkoak diren gakoak eskuratzeko aukera ematen dio. Zentzu horretan, benetako bizitzaren antz handiagoa izango luke fikzio herrikoiak baino, pertsonaia konplexuz beteta baitago, eta haien bizitzak ez dira erraz bereizten. Bizitza errealarekin alderatuta, fikzioaren abantaila da fikzioan ez dagoela arrisku pertsonalik, bilbean inplikatzeagatik. Are gehiago, gure ohiko harreman sozial asko estereotipoek eta konbentzioek gobernatzen dituzten bitartean, literatura fikziozko lanetan aurkezten direnak ez datoz bat gure itxaropenekin askotan. Horregatik, literatur fikzioa irakurtzen dutenek interpretazio baliabide malguagoak erabili behar dituzte pertsonaien sentimenduak eta pentsamenduak ondorioztatzeko. Edo, bestela esanda, adimenaren teoriaren berezko prozesu mentaletara jo behar dute. «Fikzio herrikoia» delakoak, aldiz, mundua eta pertsonak askoz modu koherenteagoan eta aurreikusteko modukoagoan deskribatzeko joera du; horrela, irakurleen itxaropenak berresten ditu eta ez du zertan adimenaren teoria hobetu.

Esperimentuen emaitzek, egileen arabera, aurrekoa berresten dute, eta iradokitzen dute fikzioaren eduki zehatzean oinarritzen diren azalpenek ezingo luketela haien berri eman; izan ere, erabilitako testuek oso gai desberdinak jorratzen zituzten. Gainera, ez zaie sinesgarria iruditzen irakurleek besteei buruz asko ikasi ahal izatea hain testu laburrak irakurriz. Bestalde, berariaz literatur fikzioak zuen eragina ATn. Horregatik guztiagatik, ikertzaileek proposatzen dute pertsonaien egoera subjektiboak irudikatzeko paper aktiboa hartzea dela literatur fikzioaren irakurketak adimenaren teoria sustatzen duena.

Beste alde batetik, eta literatura ezagutzearen ondorioei buruzko emaitzak eztabaidaezinak izan ez baziren ere, honako hau diote: oso litekeena da literatur fikzioa maiz irakurtzeak adimenaren teorian hobekuntza egonkorrak ekartzea. Bestalde, ez dute uste literatura onaren ongintzako efektuak ATren prozesuetara mugatzen direnik, baizik eta ziur aski beste mota bateko onurak ere ekarriko dituela, kognitiboak zein afektiboak, eta oso litekeena da efektu horiek oro har fikziora orokortzea, ez literaturara bakarrik.

Oharrak:

[1] Lan honen egileek aukeratutako literatur fikziozko lanek ospe handiko literatur sariren bat jaso zuten, eta supersalmentak Amazoneko liburu salduenen zerrendatik hartu ziren.

[2] Jatorrizko bertsioan, test honetan subjektuari eszena bat erakusten zaio, non bi panpina dauden, Sally eta Anne. Sallyk puxtarri bat (edo tamaina txikiko beste edozein objektu) hartu eta bere saskian jartzen du. Gero eszenatik irteten da. Orduan, Annek Sallyren saskiko puxtarria hartu eta bere saskian jartzen du. Sally eszenara itzultzen da eta subjektuari galdera gakoa egiten zaio: “Non bilatuko du Sallyk puxtarria?” Subjektuak testa gainditzen du Sallyren saskian erantzuten badu, horrela Sallyk aplikatuko lukeen logika bera aplikatuko baitu. Horrek esan nahi du Sallyren lekuan jartzen dela, bere ikuspegia hartzen baitu. Bestearen lekuan jarri eta bere ekintzak aurreratzeko gai ez diren subjektuek, duten informazioaren arabera erantzuten dute; hau da, kanika Anneren saskian dagoela, berak jarri duen lekuan. Testa gainditzen dutenek ulertzen dute Sallyk errealitatearekin bat ez datozen bere usteak dituela, eta hori da, hain zuzen ere, adimenaren teoriaren funtsezko eskakizuna.

Erreferentzia bibliografikoa:

Comer Kidd, David eta Castano, Emanuele (2013). Reading Literary Fiction Improves Theory of Mind. Science 342, 377-380. DOI: 10.1126/science.1239918

Egileaz:

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

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Las células de la placenta tienen un truco inusual para activar defensas inmunes suaves y mantenerlas activas cuando no hay una infección presente. Implica crear e implementar un virus falso.

Un artículo de Annie Melchor. Historia original reimpresa con permiso de Quanta Magazine, una publicación editorialmente independiente respaldada por la Fundación Simons.

Kristina Armitage / Quanta Magazine

Cuando eras niño parecía un plan ingenioso: echarte agua caliente en la cara y entrar tambaleándote en la cocina dejando escapar un gemido que podría hacer llorar a los ángeles. Un toque en tu frente enrojecida convencería a tus padres de que te diagnosticaran fiebre y te dejaran en casa sin ir al colegio.

No importa lo elaboradamente planificada y ejecutada que estuviese, este teatro probablemente no era tan persuasivo como se esperaba. Pero una nueva investigación, publicada este verano en Cell Host & Microbe, sugiere que mucho antes del nacimiento, una táctica similar ayuda a los humanos en desarrollo y a otros mamíferos a ofrecer un espectáculo más convincente.

El estudio mostró cómo la placenta, el órgano embrionario que conecta a la descendencia y a la madre, utiliza un truco molecular para simular una enfermedad. Al fingir que está bajo un ataque viral, mantiene el sistema inmunológico funcionando a un ritmo suave y constante para proteger al feto que encierra de los virus que escapan de las defensas inmunitarias de la madre.

El descubrimiento sugiere que, antes de que exista una infección, algunas células podrían activar una respuesta inmune sutil que puede proporcionar una protección moderada en tejidos delicados.

La idea de que las células activen las defensas inmunitarias de forma preventiva «viola en gran medida una de las ideas que tienen los inmunólogos», comenta Jonathan Kagan, inmunobiólogo del Boston Children’s Hospital y de la Facultad de Medicina de Harvard, que no ha participado en el nuevo estudio.

Debido a que las armas inmunes antivirales pueden destruir tejidos, las células normalmente las activan solo cuando hay una amenaza activa como una infección, explica Kagan. Luego, una vez que la infección desaparece, esas armas se desactivan lo más rápido posible.

Pero la placenta rompe estas reglas según la nueva investigación. De alguna manera activa las defensas antes de que sean necesarias y luego las deja activadas sin dañarse a sí misma o al feto.

«Protege pero no daña», afirma Hana Totary-Jain, profesora asociada de farmacología molecular en la Universidad del Sur de Florida en Tampa y autora principal del nuevo artículo. «La evolución es muy inteligente».

La placenta finge estar enferma

Totary-Jain descubrió el truco de la placenta por accidente. Ella y su laboratorio estaban investigando un megagrupo de genes (“un monstruo”, dice) que se expresa en la placenta. Le sorprendió ver que, además de activar genes que guían el desarrollo placentario, el megagrupo había activado el gen del interferón lambda, una proteína de señalización inmunitaria. ¿Por qué estaba activo en células sanas y no infectadas?

Totary-Jain y su equipo tardaron años en encontrar una respuesta: las células placentarias habían creado una imitación de virus, utilizando ARN extraído de sus propios genomas, para engañar a sus sensores inmunológicos.

Nuestros genomas son museos moleculares de la historia evolutiva. Desde el comienzo de la vida en la Tierra los virus han insertado porciones de su material genético en el ADN de sus huéspedes. Escondidos entre genes que codifican proteínas se encuentran reliquias genómicas de antiguas invasiones microbianas.

Hana Totary-Jain, profesora asistente de farmacología molecular en la Universidad del Sur de Florida en Tampa, ha descubierto que las células de la placenta utilizan un virus falso para activar furtivamente las respuestas inmunes. Fuente: USF Health Morsani College of Medicine

Uno de los elementos virales más comunes que persisten en los genomas humanos es un trozo de ADN llamado secuencia Alu. Las secuencias Alu constituyen al menos el 13% del genoma humano; había más de 300 copias en el megagrupo de Totary-Jain. Sospechaba que esas secuencias Alu estaban activando el sistema inmunológico de la placenta. Pero sus colegas le advirtieron que no siguiera ese camino.

«El consejo que me dieron fue: ‘No toques las Alu, no trabajes con las Alu, olvídate de las Alu'», cuenta Totary-Jain. La multitud de Alu en el genoma hace que sea difícil desentrañar lo que puede estar haciendo un conjunto específico.

Pero los datos que implicaban a las secuencias Alu eran demasiado convincentes para ignorarlos. Después de años de cuidadosos experimentos, el equipo de Totary-Jain demostró que en la placenta las transcripciones de secuencias Alu forman fragmentos de ARN bicatenario, una estructura molecular que nuestras células reconocen como de origen viral. Al detectar el virus falso la célula responde produciendo interferón lambda.

«La célula se está disfrazando efectivamente de agente infeccioso», explica Kagan. «El resultado es que se convence a sí misma de que está infectada y luego actúa como tal».

Inmunidad a fuego lento

Las respuestas inmunes pueden ser destructivas, y especialmente las respuestas antivirales. Debido a que los virus son más peligrosos cuando ya están dentro de una célula, la mayoría de las estrategias inmunes que atacan a las infecciones virales funcionan en parte dañando y matando las células infectadas.

Por eso las células gritan “¡Virus!” bajo su propia responsabilidad. En la mayoría de los tejidos, las secuencias Alu están altamente suprimidas, por lo que nunca tienen la oportunidad de imitar un ataque viral. Y, sin embargo, ese es el escenario exacto que la placenta parece crear a propósito. ¿Cómo equilibra la salud del embrión en crecimiento con una respuesta inmune potencialmente peligrosa?

En experimentos con ratones, el equipo de Totary-Jain ha descubierto que los ARN bicatenarios de la placenta y la consiguiente respuesta inmune no parecen dañar a los embriones en desarrollo. En cambio parecen proteger a los embriones de la infección por el virus Zika. Las células placentarias pudieron hacer lo que se espera de ellas (dar protección a los embriones sin provocar una respuesta inmune autodestructiva) porque recurrieron a las defensas más suaves del interferón lambda.

Normalmente, los primeros en responder a los escapes de ARN Alu bicatenario habrían sido los interferones tipo I y tipo II, que reclutan rápidamente células inmunitarias destructivas en el sitio de una infección, lo que provoca daño tisular e incluso enfermedades autoinmunes. El interferón lambda, por otro lado, es un interferón de tipo III. Actúa localmente comunicándose sólo con las células dentro del tejido, generando una respuesta inmune más leve, que puede mantenerse a largo plazo en la placenta.

Sigue siendo un misterio cómo las células placentarias logran activar sólo el interferón lambda, manteniendo la respuesta inmune a fuego lento pero sin que hierva hasta desbordarse. Pero Totary-Jain tiene una idea de por qué las células placentarias desarrollaron este truco que otras células parecen evitar: dado que la placenta se descarta al nacer, tal vez pueda permitirse el lujo de asumir riesgos inmunológicos que otros tejidos no pueden.

Los hallazgos revelan una nueva estrategia que tiene la placenta para proteger al feto, adicional al sistema inmunológico de la madre. Dado que la respuesta inmune de la madre se debilita durante el embarazo para prevenir ataques a las células embrionarias genéticamente distintas, la placenta ha tenido que desarrollar defensas adicionales para el bebé en crecimiento al que sustenta.

Sin embargo, este truco (una respuesta inmune de bajo nivel generada por un virus falso) puede no limitarse a la placenta. Investigadores de la Universidad de Columbia han descrito recientemente un fenómeno similar en las neuronas. Observaron ARN de diferentes elementos genómicos unidos en dobles hebras para producir una respuesta inmune. En este caso, el sistema inmunológico llamó a un interferón tipo I más destructivo, pero se produjo a niveles bajos. Los autores supusieron que la inflamación crónica de bajo nivel en el encéfalo puede mantener las infecciones bajo control, previniendo una inflamación importante y la muerte neuronal.

Es posible, entonces, que este tipo de engaño inmunológico sea más común de lo que se pensaba. Al estudiar cómo el sistema inmunológico parece romper sus propias reglas, los científicos pueden definir mejor en primer lugar cuáles son las reglas.

 

El artículo original, During Pregnancy, a Fake ‘Infection’ Protects the Fetus, se publicó el 14 de noviembre de 2023 en Quanta Magazine.

Traducido por César Tomé López

El artículo Durante el embarazo una ‘infección’ falsa protege al feto se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Juanma Gallego

Hegoafrikako parke natural batean egindako esperimentu batek demostratu du sabanako espezie gehien-gehienek beldur gehiago diotela giza ahotsari, lehoiarenari baino.

Ehiztari beldurgarrienak izateko ospea dute lehoiek, baina ospe hori ez da ezerezetik sortu. Afrikako sabanetako harrapakaririk handienak dira. Munduko beste zenbait lekutan, tigreak izan daitezke lehoia bezain beldurgarriak, baina tigreek, handiagoak izan arren, bakarka ehizatzen dute. Lehoiak bakarka aritu badaitezke ere, normalean talde lanean aritzen dira, eta horrek ehiza eskuratzeko aukerak handitzen ditu.

1irudia: Kruger parke nazionalean dago lehoien populazio handienetakoa munduan. Harrapakari nagusia izan arren, gainerako animaliek beldur gehiago bide diete gizakiei. (Argakzia: Diego Morales. Iturria: Unsplash.com)

Batez ere emeen ardura izaten da ehiza, eta dena abiatu ohi da horietako batek harrapakina uxatzen duenean, gainerakoengana bideratuz. Harrapakinak bere abiadura izan ohi du halako eraso baten osteko esperantza bakarra, etengabean jokatzen den bizitzaren eta heriotzaren arteko lehia horretan egun bat gehiago munduan irauteko.

Biziraupenaren jokoan bikain nabarmendu dena gizakia da, baina hori izan da, jakina, beste espezieen kalterako. Zenbaitetan, irudiezinak diren moduetan. Horietako batean sakondu dute Current Biology aldizkarian argitaratutako zientzia artikulu batean.

Hegoafrikan egindako esperimentu baten berri eman dute bertan. Zehazki, Kruger parke nazionalean bizi diren ugaztunak aztertu dituzten ikertzaileek ondorioztatu dute animaliek beldur gehiago dietela giza ahotsei, bestelako hotsei baino. Ikusi dutenez, lehoiaren bokalizazioek, txakurren zaunkek edo eskopeta tiroek gutxiago uxatzen dituzte animaliak, giza ahotsekin konparatuta.

Gizakion ahotsa beldur-iturri

Esperimentua burutzeko, neurrira egindako tresnak jarri dituzte: kamera tranpa bat eta bozgorailuaz osatuta, hainbat hilabetez egunean 24 orduz grabatzeko kapazak direnak. Tresna horiek uraska baten ondoan jarri dituzte, urtaro idorrean, animalia guztiak halabeharrez hurbildu behar direlako gune horietara. Ur putzuen aukeraketaren beste arrazoi bat izan da bertan lehoiak eta giza ehiztariak ahalegintzen direla animaliak harrapatzen. Parke horretan dago, hain justu, munduko lehoi populazio handienetakoa. Modu berean, kokapenak ikertzaileei ahalbidetu die ere askotariko animaliak izatea esperimenturako.

Giza ahotsak solasaldi normal baten bolumenean jarri dituzte; telebistatik hartutakoak izan dira, inguruan mintzo diren lau hizkuntzatan: tsongera, pediera, ingelesa eta afrikaansa. Txakurren zaunkekin eta eskopetetako tiro hotsekin ehiza jardun baten soinua imitatzen ahalegindu dira. Lehoien orroa imitatuz, berriz, inguruetako harrapakari nagusia adierazi nahi izan dute. Espezie horretan aditu den zientzialari batekin prestatu dituzte lehoien soinuak, beren arteko komunikazio bat irudikatuz. Hau da, ahalegindu dira marmarak izan daitezela, eta ez, berez, orroak. Gauzak hala atonduz, uste dute gizakien arteko solasaldi batekin parekatu daitezkeela beste animaliei aurkeztu dizkieten lehoien bokalizazioak. Azkenean, kontrol soinu modura, hegaztien soinuak erabili dituzte.

2. irudia: esperimentua egiteko, kamera eta bozgorailu automatizatuak erabili dituzte. Irudian, Liana Zanette biologoa, halako gailu baten ondoan. (Argazkia: Liana Zanette. Iturria: Western University)

Hamar metrotara animaliaren bat hurbiltzen zenean, zuhaitz batean jarritako kamerak automatikoki grabatzeari ekiten zion, eta hamar segundoko soinu grabazioa abiatzen zuen, bozgorailu batetik. Teknika horri esker, 15.000 bideo inguru grabatu dituzte. Besteak beste, jirafak, lehoinabarrak, hienak, zebrak, kuduak, fakokeroak, inpalak, elefanteak eta errinozeroak grabatu dituzte. Bideoak aztertuta, zientzialariek kalkulatu dute espezieen %95 arinago korrika egiten zutela, edo azkarrago aldentzen zirela gizakiak entzutean, lehoien soinua entzunean baino. Kalkulatu dute uraskatik %40 azkarrago ateratzen zirela gizakiak entzutean. Basa txakurrak, lehoinabarrak eta bufaloak izan dira giza ahotsak entzunda ere ur putzuan denbora gehien mantendu direnak.

Ikusitakoak kontserbazioari buruzko bestelako ikuspegi bat ematen duela babestu dute ikertzaileek. Hala adierazi du Michael Clinchy biologoak: “Ehiza egon ezean, animaliak gizakietara ohituko direlako ideia zabalduta dago, baina gauzak hala ez direla demostratu dugu. Gizakiekiko beldurra sustraituta eta orokortuta dago; beraz, kontserbazioari begira seriotasunez aintzat hartu behar dugun zerbait da”.

Ideia horretan sakondu du Liana Y. Zanette biologoak. Adituak uste du emaitzak “gizakiak planetan duen ingurumen inpaktuaren benetako testigantza” direla. “Paisaia horretan egote soila arrisku seinale nahikoa da [animaliek] era irmo batean erantzun dezaten”, laburbildu du.

Ezagutza soila eskuratzeaz harago, ondorio praktikoak izan ditzake alor horretako ikerketak, biologoak Living on Earth irratsaioan egindako adierazpenetan argitu duenez. Harrapakarien eta harrapakinen arteko elkarrekintzak ikertzen ditu Zanettek, beldurraren ekologia zertan den argitu nahian. Hortaz, ongi ezagutzen du beldurrak izan ditzakeen ondorioak. Dioenez, animaliek uste dutenean inguruan harrapakariak daudela, gutxiago elikatu eta ugaltzen dira, eta horrek eragiten du %53 kume gutxiago jaiotzen direla. Ondorioz, beldurrak berak populazioen beherakada ekar dezake, batere harrapakaritza egon gabe ere.

Bideoetan jaso dituzte animalien erantzuna. Orotara, 15.000 bideo lortu dituzte.

Ondorioetako bat da turismoak animaliak aztoratzen dituela, animaliengandik gertu hitz egite soilagatik eragin bat sortzen duelako. Horrek kontraesan bat eragiten du, noski, hein handi batean turismoari esker sustengatzen direlako babestutako gune asko Afrikan. Zanetteren hitzetan, jaso duten emaitza “ikaragarria da, baina baita etsigarria ere”.

Eraginaren tamainaz jabetzeko, biologoak nabarmendu du animaliek ur putzutik aldentzen direnean beste bat aurkitu behar dutela, eta horrek, logikoa denez, kostu bat suposatzen duela haientzat.

Giza inguruan bizi diren animaliak gurera zergatik hain erraz ohitu diren galdetuta, biologoak zalantzan jarri du hori hala denik. Erresuma Batuan aurretik azkonarrekin egindako beste esperimentu bat jarri du adibidetzat –irratsaioan erreferentzia zehatza egin ez badute ere, badirudi hau dela aipatutako ikerketa.

Ondorioztatu zuten gizakien alboan bizi arren azkonarrek ez dituztela gizakiak batere gustuko, eta gizakia dela, hain justu, Erresuma Batuan azkonarrei beldur gehien ematen dien harrapakaria. “Egia da hirietan eta aldirietan ikusten ditugun animaliak gurekin bizi direla, baina probableena da haiek gu gustuko ez izatea”, argudiatu du biologoak. Gogora ekarri du gizakia dela, alde handiz, tamaina erdiko ugaztunak gehien akabatzen dituena.

Afrikan egindako azken ikerketara bueltatuz, egileek aurreratu dute haien hurrengo pausoa izango dela ikustea ea posible den beldurra nahita erabiltzea kontrako norabidean: bozgorailu hauetaz baliatzea arriskuan dauden espezieak babesteko, hain justu; adibidez, ezkutuko ehiza guneetatik errinozero zuriak uxatzeko. Izan ere, azken urteotan errinozero zurien ezkutuko ehiza izugarri handitu da, ehiztariek animaliaren adarra lortu eta merkatu beltzean saldu nahi dutelako.

Erreferentzia bibliografikoa:

Zanette, Liana Y.; Frizzelle, Nikita R.; Clinchy, Michael; Peel, Michael J.S.; Keller, Carson B.; Huebner, Sarah E.; Packer, Craig (2023). Fear of the human “super predator” pervades the South African savanna. Current Biology. DOI: 10.1016/j.cub.2023.08.089

Egileaz:

Juanma Gallego (@juanmagallego) zientzia kazetaria da.

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patognomónico
Cada vez que un paciente acude a la consulta del médico se da un complejo proceso diagnóstico que se inicia con la entrevista clínica y puede incorporar exploraciones físicas y pruebas complementarias (análisis de sangre, radiografías, endoscopias, electrocardiogramas…). Tras estos pasos, en la mayoría de los casos el galeno podrá identificar sin problemas la dolencia y pautar el correspondiente tratamiento. Sin embargo, en muchas ocasiones no hay una certeza al 100 %. La medicina dista de ser una ciencia exacta, pues diagnosticar a un enfermo casi siempre cuenta con un grado variable de incertidumbre. Por esta y otras razones, legalmente, no se le pueden exigir resultados a los médicos (salvo en medicina estética), pero sí que actúen según los conocimientos científicos más actuales y apliquen las mejores prácticas.

El signo de Trousseau es uno de los signos de tetania observado en situaciones de hipocalcemia. Fuente: Wikimedia Commons

Como da a entender el conocido aforismo médico «No hay enfermedades, sino enfermos», las dolencias pueden manifestarse de maneras extremadamente variables en cada persona, lo que supone una dificultad de peso en el diagnóstico. Hay diversas afecciones que suelen ser de muy fáciles de identificar por su forma característica de presentarse como, por ejemplo, la diabetes tipo 1. Otras, en cambio, pueden resultar todo un desafío, incluso para los especialistas más veteranos porque los signos y síntomas que se presentan son muy atípicos o poco claros. Si, además, la enfermedad es rara o sin una causa conocida, llegar a un diagnóstico acertado puede resultar un proceso extremadamente complicado y lento.

Por suerte, también hay ciertas manifestaciones clínicas en diversas dolencias que son una enorme ayuda para el médico en el diagnóstico, son los denominados «signos patognomónicos». Cuando un signo patognomónico está presente, no hay lugar para la duda: con un 100 % de probabilidades ese signo identifica una enfermedad concreta, y no otra. Si todas las enfermedades contaran con algún signo patognomónico que apareciera siempre y de forma temprana, diagnosticar sería un juego de niños. Desafortunadamente, son raros los signos verdaderamente patognomónicos y no suelen estar presentes en todos los pacientes aquejados por una enfermedad.

Un signo patognomónico muy visual es el eritema migratorio: una erupción cutánea circular con forma de diana que aparece días o semanas después de la picadura de una garrapata infectada por bacterias del género Borrelia. Su presencia indica una enfermedad de Lyme en fase precoz y justifica acudir rápidamente a urgencias para un tratamiento antibiótico temprano. Entre el 70 y el 80 % de las personas infectadas muestran este particular signo, que se va agrandando 2-3 centímetros en la piel conforme pasan los días (de ahí lo de «migratorio»).

Eritema migratorio. Fuente: Wikimedia Commons

Otro signo patognomónico, muy típico, son las manchas de Koplik, que confirman al 100 % un sarampión. Se trata de pequeñas manchas blanquecinas, con forma de granos de arena, sobre un fondo rojo brillante que aparecen en la mucosa oral en las etapas iniciales de esta enfermedad infecciosa. Suelen aparecer 2 o 3 días antes de que se presenten las típicas lesiones cutáneas del sarampión. Antes de que la vacunación generalizada disminuyera drásticamente los casos de enfermedad infecciosa, estas lesiones eran muy útiles para aislar a los individuos afectados de los demás, en una fase temprana. No obstante: estas manchas de Koplik tienen dos grandes desventajas: solo se detectan en el 50 y el 70 % de las personas que sufren sarampión y suelen desaparecer a las 24 horas de su aparición, por lo que es muy fácil que pasen desapercibidas.

Manchas de Koplik. Fuente: Wikimedia Commons

Uno de los signos patognomónicos que más destacan por ser especialmente llamativo es el miedo al agua (hidrofobia) que padecen algunas personas afectadas por la rabia en una fase avanzada. Estos pacientes llegan a sentir verdadero pánico cuando se les da un vaso con cualquier líquido para beber. ¿La razón? El virus de la rabia ataca al sistema nervioso y provoca violentos espasmos de la laringe y la garganta. Estos espasmos pueden desencadenarse también cuando la persona infectada intenta beber algo, lo que le impide tragar cualquier gota de líquido, aunque esté extremadamente sedienta.

El paciente pronto se da cuenta de que tan solo acercarse a un vaso con agua o cualquier otro liquido puede generarle el reflejo de tragar y, con ello, empezar a sufrir espasmos intensos, lo que termina por generarle un gran pánico. Se trata de un mecanismo ideal para la transmisión del virus de la rabia: dado que la persona apenas puede tragar líquidos e incluso su propia saliva, el virus puede acumularse en las glándulas salivares, y así se aumentan las probabilidades para transmitirse si el paciente mordiera a alguien (algo que se ha documentado muy pocas veces, por suerte) .

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Hydrophobia_in_rabies.webm

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

El artículo Signo patognomónico: el «blanco y en botella» de la medicina se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Anetoko glaziarra, oso glaziar txikitzat jotzen bada ere, Pirinioetako glaziarrik handiena da, baita Europa hegoaldeko handiena ere. Baina klima aldaketak bizkortu egin du haren desagerpena, mendikateko gainerako glaziarren kasuan bezala. Irismen laburreko teledetekzio tekniken eboluzioari esker, posible da glaziarraren azalera oso xehetasun maila altuarekin behatzea eta, horri esker, glaziarrak hainbat urtetan izandako azaleraren eta aldaketen ebaluazioa aldera daiteke.

Mendiko glaziarrak aldakortasunaren eta klima aldaketaren adierazle bikainak dira; izan ere, hotz garaian elurra metatzearen eta urtaro beroenean izotza eta elurra urtzearen arteko orekaren araberakoa da glaziarren bilakaera. Anetoko glaziarra Europako glaziarrik hegoaldekoenetako bat da, eta oso glaziar txikia den arren (2), Pirinioetako handiena da.

Irudia: ikertzaileak glaziarraren lodiera neurtzen. (Iturria: EHUko prentsa bulegoa)

Pirinioetako Ekologia Institutua (IPE-CSIC) buru duen eta The Cryosphere aldizkarian argitaratu den ikerketa batek berretsi duenez, 1981-2022 aldian, Anetoko glaziarraren azalera % 64,7 murriztu da, –135,7 ha (1,36 km2) izatetik 48,1 ha (0,48 km2) izatera igaro da–. Glaziarraren aurrealdea, berriz, 2.828 metrokoa izatetik 3.026 metrokoa izatera igaro da.

Azterketaren helburua zen Pirinioetako glaziar handi eta altuenaren bilakaera aztertzea, Pirinioetako glaziarren lodiera galeraren denboran zeharreko datu multzo zabalenak erabilita. Gainera, lan horri esker, denboraldi biziki bero eta lehor batek (2022) glaziarren bilakaeran izan duen eragina ebaluatu ahal izan da.

“Anetoko glaziarraren unera arteko azterketa xehakatuena (glaziarraren bereizmen handiko hiru dimentsioko ereduak) eta luzeena (41 urte) egin dugu. Horretarako, glaziarraren 1981etik 2022ra bitarteko azalerak berreraiki ditugu, bereizmen handiko airetiko irudiak erabiliz. Irudi horiek, batetik, Geografia Institutu Nazionalak lortu zituen 1981. urtearen kasuan eta LIDAR hegaldien bidez eskuratu ziren, berriz, 2011. urtearen kasuan. Horiez gain, tripulaziorik gabeko aireko gailuak (droneak) erabili ziren 2020an, 2021ean eta 2022an”, Eñaut Izagirre Estibaritzek, UPV/EHUko Geografia, Historiaurrea eta Arkeologia Saileko irakasleak eta ikerketako parte hartzaileak azaldu duenez. “Hori guztia osatzeko, georradar kanpaina handia egin zen 2020. urtean. Horretan, hainbat trantsekturen bidez, eta glaziarraren gainean 7 km baino gehiago eginda, glaziarrak urte hartan zuen lodiera ezagutu ahal izan genuen”.

Glaziarren desagerpena

Azalera glaziarraren galera nabarmena da Pirinioetan: 100 glaziar baino gehiago zeuden 1850ean; 39 ziren 1984an; 21, berriz, 2020an; eta 18 glaziar, 2022an. 1850ean, 2.060 ha-ko azalera hartzen zuten (20,6 km2), 810 ha-koa (8,1 km2) 1984an, 232 ha-koa (2,3 km2) 2020an eta 170 ha-koa (1,7 km2), berriz, 2022an. Hau da, glaziar eremuan % 92ko galera izan da Izotz Aro Txikiaren amaieraz geroztik.

Zehazki, Aneton, azken 41 urteetan, azalera glaziarra % 64,7 murriztu da eta izotzaren lodiera 30,5 m murriztu da, batez beste. “Gainerako izotzaren batez besteko lodiera 11,9 m-koa izan zen 2022ko udazkenean, 1981. eta 2011. urteetarako berreraikitako eta 2020an behatutako 32,9, 19,2 eta 15,0 m-ko batez besteko lodieraren aldean, hurrenez hurren. Emaitzek agerian uzten dute glaziarraren egoera kritikoa, hiru izotz gorputz txikiagotan segmentatuko baita berehala, metatze eremu baten ebidentziarik gabe. Halaber, ikusi dugunez, 2021-2022 denboraldian urte oso bero eta lehorra izan ostean, glaziarra zeharo degradatu zen, eta horrek arrisku handia dakar Aneto glaziarraren iraunkortasunerako. Egoera hori Pirinioetako gainerako glaziarretara ere zabal liteke nahiko denbora laburrean”, zehaztu dute ikertzaileek.

Ikerketaren datuen arabera, izotzaren lodieraren banaketak oso lodiera txikiko ( inguru horiek hurrengo udetan desglaziatzetik oso gertu daude. Anetoko glaziarraren azalera eta lodiera galerek agerian uzten dute izotz masa horren egoera kritikoa. Etapa terminalean dago, izotz gorputz txikiagoetan zatikatzen ari baita eta higakinen estalkia baitu zenbait eremutan. “Glaziarraren mehetze tasak –urtean 1 m ingurukoak ziren– hirukoiztu egin dira azken azterketa urtean (2021etik eta 2022ra). Argi dago, bada, urte nahiko lehor eta, batez ere, oso bero batek (hala nola 2022an bizi izandakoak) Anetoko glaziarrean elurra eta izotza urtzearen gainean izandako eragina”, ondorioztatu du UPV/EHUko irakasleak.

Iturria:

UPV/EHU prentsa bulegoa: Anetoko glaziarraren izotz galera hirukoiztu egin da 2022ko bero boladaren ondorioz.

Erreferentzia bibliografikoa:

Vidaller, Ixeia; Izagirre, Eñaut; del Rio, Luis Mariano; Alonso-González, Esteban; Rojas-Heredia, Francisco; Serrano, Enrique; Moreno, Ana; López-Moreno, Juan Ignacio; Revuelto, Jesús (2023). The Aneto glacier’s (Central Pyrenees) evolution from 1981 to 2022: ice loss observed from historic aerial image photogrammetry and remote sensing techniques. The Cryosphere, 17, 3177–3192. DOI: 10.5194/tc-17-3177-2023

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castel

“Estos tres colores, el rojo, el azul y el violeta, me dieron el punto de apoyo, los otros fueron dispuestos en el sistema de asociaciones de colores de espectro y el círculo de tonalidades”. A. Scriabin

Cuando Louis ingresó en la escuela jesuita Saint Stanislas en Toulouse, corría el año 1703, tan solo tenía 15 años y la idea de estudiar literatura. Louis solo era un joven más de los que ingresaban en esas escuelas a instancias de sus progenitores, que al finalizar sus estudios empezó a impartir clases en diferentes escuelas del sur de Francia. Sin embargo, Louis empezó a desarrollar mucho interés por las matemáticas y la filosofía natural, es decir, lo que se podría entender como la precursora de lo que hoy se conoce como ciencias naturales y física. Esto, aderezado con cierta extravagancia e ideas osadas, lo llevó años más tarde a un periplo por las amistades y enemistades de los científicos más destacados de su época. Tan solo le bastó una idea que no pasó del cuaderno de dibujo y algunos modelos experimentales para forjar su fama, directamente proporcional a su fracaso.

Este joven inquieto intelectual era Louis Bertrand Castel, matemático y físico jesuita francés que durante un tiempo supo ser el centro de atención gracias a su intento de sistematizar el emparejamiento de dos vías sensoriales, el oído y la vista, a través de la música, una especie de sinestesia inducida mediante un instrumento que bautizó con el nombre de clavecín ocular. La primera descripción de un caso de sinestesia se realizó 55 años después de la muerte de Castel, aunque no hay que olvidar que la sinestesia es involuntaria, una activación de una vía sensorial o cognitiva adicional, cuando, por ejemplo, al escuchar música algunas personas “ven” colores. Nada sabía Castel de este fenómeno involuntario, lo cual no le impidió tratar de etiquetar los sonidos con un color concreto sirviéndose para ello de la física newtoniana. Esta especie de sinestesia inducida y unívoca que pretendía demostrar mediante un instrumento musical revolucionario resultó en el distanciamiento de varios colegas de la Academia de las Ciencias de Francia, aunque eso no le impidiera moverse en la alta sociedad del París de la época y conseguir financiación para su proyecto.

Chromasoul por la artista argentina María Inés Aguirre (Mia), sobre la base de un gran piano de concierto Steinway Model D. Fuente: World Piano News

El anuncio del invento de Castel se realizó en la revista “Mercure de France”, una de las revistas culturales más importantes de Francia, aunque él era editor científico de otra revista titulada “Mémories de Trevoux”. En 1725, año de la publicación del primer artículo sobre el clavecín, Louis no era un hombre desconocido ni discreto. Tanto el escritor y filósofo Bernard Le Bouyer de Fontenelle como el también filósofo René-Joseph de Tournemine (profesor y amigo de Voltaire) parecen estar involucrados en el hecho de que Castel consiguiera ser profesor en el Collège Louis-le-Grand de París. Allí enseñó varias materias, como matemáticas, mecánica, relojería, pirotecnia o arquitectura civil y militar. Gracias a que fue profesor del hijo de Montesquieu, éste influyó para que fuera admitido en la Royal Society (la sociedad científica más antigua del Reino Unido).

Quizá esta ayuda para llegar a París proviniera del hecho de que Castel no era amigo de la cada vez más asentada filosofía newtoniana. No en vano, Castel pensaba que Isaac Newton era un brillante matemático y que eso era lo que lo convertía en un mal físico1. Esta “alegre” afirmación dejaba claro que Louis no huía de las polémicas que siempre han rondado a la ciencia desde sus inicios. Tampoco era una opinión basada en una animadversión infundada, ya que había estudiado a fondo los “Principia” de Newton. En 1724 Castel publicaba su “Tratado de física sobre la gravedad universal de los cuerpos” donde daba cuenta de un estilo exuberante de escritura y de sus ideas con ciertas connotaciones religiosas. Toda esta polémica con un ya anciano Newton no le impidió usar su libro “Óptica: o un tratado de las reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz” para avalar su invento que apareció en forma de carta, titulada “Clavecín para los ojos, con el arte de pintar los sonidos y todo tipo de piezas de música”.

Música de colores

La idea de Castel no era otra que dar origen a una nueva forma de arte mediante analogías entre los fenómenos del sonido y la luz. Las teorías sobre la luz de Newton no fueron mencionadas en un primer momento, aludiendo, como buen jesuita, a Athanasius Kircher como su verdadero maestro. Realizó una serie de analogías “libres” entre el sonido y los colores apoyadas en los escritos de Kircher para fundamentar su hipótesis. Posteriormente también nombró a Newton y su libro para hablar de los siete colores del espectro. Siete, como las notas musicales, algo nada casual en la mente de Castel. Además, hubo otra coincidencia para que la mente de Louis volara precipitadamente hacia una escala-color. Las medidas que hizo Newton del espacio que cada color ocupaba en el espectro, sus anchos relativos, se ajustaban perfectamente a las diferencias en la longitud de una cuerda cuando emitía las sucesivas notas de la escala diatónica mayor (Do, Re, Mi, Fa…). Esto no podía ser casualidad, tenía que ser el resultado de un orden superior, una demostración más de la perfección del universo que casaba perfectamente con la religiosidad de Castel.

Supuso que tanto la luz como el sonido eran fenómenos vibratorios, apoyado en afirmaciones que aparecían en los textos de Kircher que “sorprendentemente” venían a confirmar sus hipótesis: “Si, cuando un instrumento musical suena, alguien percibiera los más finos movimientos del aire, ciertamente no vería más que una pintura con una extraordinaria variedad de colores”2. Nada importaron las reticencias de Newton a esta analogía. Tampoco importó que la analogía entre sonido y color tuviera importantes grietas, ya que el color es algo permanente y el sonido efímero, ni que los colores no se mezclaran en un todo en el arte pictórico como sí hacían los sonidos en la armonía. La solución estaba clara para este matemático excéntrico, si no era posible en el s. XVIII hacer que el sonido fuera permanente, tenía que ser posible que los colores aparecieran y desaparecieran al igual que los diferentes sonidos. La idea era que los sonidos provocaran la visión simultánea de su color análogo modificando el mecanismo de un clavecín de la época, capaz de proyectar y aunar el color y el sonido en un arte nuevo, la música de color. El cambio de impresiones de los diferentes colores en el tiempo, al igual que el cambio de los sonidos, provocaría una sensación mucho más placentera que la música ordinaria o la contemplación de un cuadro.
Para Castel, la combinación de la física de la luz y la del sonido darían como resultado un nuevo tipo de arte. La idea de que la suma de diferentes preceptos científicos haría avanzar al arte, es algo que ha sucedido en diversos momentos de nuestra historia, sin embargo, en este caso, el intento de buscar una conexión, un orden superior, estuvo basado en conjeturas y en una motivación que en la ciencia ha estado presente en ocasiones: la belleza. Más allá de las coincidencias, la hipótesis de Castel tenía que ser cierta porque era bella. La belleza como criterio de verdad se ha dado en algunos momentos en el mundo de la ciencia, con diferentes consecuencias.

Para demostrar esta hipótesis y crear un nuevo arte, Louis necesitaba fabricar el medio para conseguirlo. Había nacido, de momento de manera teórica, un nuevo instrumento.

El clavecín ocular

Antes de que el fortepiano y el piano posterior desbancaran al clavecín, éste gozaba de una gran popularidad. Era el instrumento de teclado por excelencia, en la Francia de Castel, al igual que en Alemania, tenía gran prestigio y difusión. Era la época dorada de François Couperin y Jean-Philippe Rameau y el mismo instrumento donde J. S. Bach compondría su Clave bien temperado o sus célebres Variaciones Goldberg. Posiblemente, la gran fama del clavecín hizo que Castel pensara en este instrumento para la demostración de sus teorías y, por consiguiente, la creación de un nuevo arte. Sin embargo, la construcción de un clavecín modificado para que proyectara colores y se mezclaran no parecía ser, en un primer momento, la principal preocupación del matemático, ya que en sus propias palabras “no es como artesano sino como filósofo que me propongo demostrarles este nuevo arte” y mucho tiempo después comentaría, más para justificarse que como confesión, “Era solo una idea, y no tenía intención de llevarla a cabo”3. A pesar de estas afirmaciones, el clavecín se intentó construir, dando lugar a algunos prototipos (gracias a varias inyecciones de dinero), pero para eso había que afinar la teoría, con algunas ideas de Newton y otras de cosecha propia.

Newton había distinguido siete colores en el espectro: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Castel optó por el violeta como tono fundamental para construir su escala diatónica, aunque esto cambiaría cuando reanudó el proyecto de su construcción. Empezó a tener la necesidad de cargar de justificación teórica su nuevo arte, por lo que escribió un artículo posterior con un enfoque más geométrico que aludía a las proporciones de las cuerdas vibrantes de los sonidos. Siguiendo las proporciones de la octava (2:1) o la quinta (3:2) llegó a la conclusión de que así funcionaban el placer y el desagrado en todos nuestros sentidos, por supuesto también en la vista. Las vibraciones en proporción armónica era su orden superior y nada lo sacaría de esa convicción. Es más, también realizó el camino inverso, tratando al sonido como la luz e intentando (sin éxito) construir un “prisma auricular” que fuera capaz de separar las notas de un acorde.

Castel no se rendía fácilmente, así que empezó a darle vueltas a su escala de colores basada en Newton y a descartar el violeta como tono fundamental. Realizó varios experimentos sobre los colores con la ayuda de un amigo pintor y sus conclusiones se convirtieron en un artículo de 321 páginas en la revista «Mémoires de Trevoux». Nadie podrá decir que Louis no fuera prolífico ni que no se preocupara de intentar argumentar de manera sólida sus teorías, más allá de que la realidad le devolviera más de un jarro de agua fría. La escala de colores ya no fue diatónica sino cromática, puesto que se afanó en argumentar que entre los siete colores había colores intermedios, al igual que en la escala musical de 12 sonidos. Su escala ahora era azul, celadón, verde, oliva, amarillo, ocre, nacarado, rojo, carmesí, violeta, ágata y violáceo, representando un análogo directo con la escala cromática musical (Do, Do#, Re, Re#…). Sin embargo, renunció a poder coger cualquier sonido como tono fundamental de cualquier escala o tonalidad, él quería una tónica absoluta, que en los colores era el azul porque en la mente de Castel todos los colores de la naturaleza se ven contra el fondo del cielo azul. En la música hizo lo propio, aludiendo al sonido “Do” como tónica absoluta justificándola por el rango de la voz humana. De esta manera, las tres notas más importantes de la escala, primero (Do), tercero (Mi) y quinto (Sol) (con los que se forma el acorde) coincidían con los colores azul, rojo y amarillo. Es fácil imaginar el sudor de las manos de Castel al ver cómo estas “pruebas” demostraban su teoría y la frenética sensación de estar a orillas de un descubrimiento. No contento con esto, usó el claro-oscuro para resolver el problema de las diferentes octavas, dándole 12 octavas completas entre el negro y el blanco. El clavecín es un instrumento de uno o dos teclados (según modelo y época) con un número de teclas variable, los hay con 49 pero también con 61. En cualquier caso, Castel necesitaba construir uno con 144 o 145 teclas (para hacernos una idea del tamaño, el piano actual tiene 88 teclas). Había que fabricarlo.

Hay testimonios de que hizo algunos prototipos, como el del compositor más prolífico de la historia, Georg Philipp Telemann, quien alabó el invento del matemático después de una visita a París. Sin embargo, solo nos queda la especulación teórica y algunos prototipos que se realizaron posteriormente a la muerte de Castel. Existe un diseño del año 1743 fabricado por Johann Gottlob Kriiger y conservado en la biblioteca de la universidad de Ámsterdam:

Diseño de un clavecín ocular. En Miscellanea Berolinensia. Fuente: Franssen, 1991.

Posteriormente, alguien llamado Guyot había escrito un libro que contenía todo tipo de entretenimientos basados en experimentos científicos, titulado “Nouvelles recreations physiques et mathematiques”, donde aparece la teoría de Castel para realizar una versión simplificada con un cilindro de cartón y una vela en su interior. Tanta especulación y teorización reducida a un juguete, que afortunadamente Castel nunca conoció, puesto que el volumen se publicó 12 años después de su muerte. El diseño se conserva en la biblioteca de la universidad de Utrecht:

Clavecín ocular en su versión de juguete. En Nouvelles recreations physiques et mathematiques, Paris, 1769-1770. Fuente: Franssen, 1991.

Incluso fue objeto de burla, puesto que también existe una caricatura de Louis-Bertrand Castel hecha por Charles Germain de Saint Aubin. Esto da una idea de lo mucho que insistió en su teoría y las enemistades que cultivó en el mundo académico:

Caricatura de Castel con el clavecín ocular conservada en Waddesdon. Fuente: Wikimedia Commons.

Finalmente, Castel nunca consiguió su objetivo, algo obvio desde nuestra perspectiva actual, pero puso en pie un simbolismo que sí fue aceptado por escritores contemporáneos suyos como Goethe o posteriormente en músicos como Alexander Scriabin, aunque sin pretensiones científicas. Llegó, incluso, a la desesperación, sobre todo por un problema común a cualquier proyecto científico: el dinero. Trató de construirlo con linternas de la época, vidrios, cuernos, redes, etc., pero solo quedó un anciano entre restos de sus modelos y un resentimiento que volcaba su ineficacia en “su público”, que, según él, se tomaron demasiado en serio sus teorías y le hicieron creer que lo estaba consiguiendo. Nunca renunció a su idea, pero la culpa siempre fue de los demás.

Dentro de nuestra visión actual de la música y la ciencia, el invento de Castel no pasaría de ser una suerte de luces de discoteca provocadas por las teclas de un instrumento musical de forma arbitraria, sin embargo, en la época tuvo tantos detractores (entre los que destacan Newton, Rameau o el propio Montesquieu posteriormente) como defensores de sus teorías, aunque los primeros fueran aumentando con el tiempo. Desde la perspectiva del presente comprobamos como teorías e inventos científicos no pasan de ser intentos fallidos, absurdos o simplemente ingenuos. Sin embargo, la historia de la ciencia nos devuelve una constante en su principio dialéctico: intentar lo imposible es una tentación (o un deber) difícil de sortear.

Referencias:

1 Castel, L. B. (1743). Le vrai systême de physique generale de M. Isaac Newton, exposé et analysé en parallele avec celui de Descartes; à la portée du commun des physiciens.

2 Kircher, A. (1650). Musurgia Universalis, sive Ars Magna Consoni et Dissoni, vol. 2.

3 Franssen, M. (1991). The ocular harpsichord of louis-bertrand castel. Tractrix, 3, 15-77.

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

El artículo Música para mis ojos, el clavecín ocular de Castel 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.

Demografia

Munduan, mutil gehiago jaiotzen dira neskak baino. Zehazki, gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira emakumezko 100 haur bakoitzeko. 2015ean argitaratu zen ikerketa baten arabera, giza enbrioiek aukera berdina dute sexu maskulinoa edo femeninoa izateko, baina haurdunaldian zehar, enbrioi edota fetu femeninoak ez jaiotzeko eta hiltzeko probabilitatea handiagoa da gizonena baino. Zientzialarien ustetan, bizitzan zehar gizonezkoek emakumezkoek baino hiltzeko arrisku handiagoa izatearen ondoriozko egokitzapen bat izango litzateke. Azalpen guztiak Zientzia Kaieran: Zergatik jaiotzen dira neska baino mutil gehiago munduan?

Osasuna

Ikerketa batek iradoki du Brasilgo haurren leuzemia-kasuen igoera pestizidekin lotuta egon litekeela. Ez dute lotura kausalik aztertu, baina ohartarazi dute populazioa pestiziden eraginpean dagoela ur-horniduraren bidez. Gai hau bereziki garrantzitsua da Brasilen, munduko soja-ekoizle nagusia bihurtu baita, eta, horrekin batera, baita pestizida arriskutsu gehien erabiltzen duen herrialdea ere. Egileen arabera, 2008 eta 2019 urteen artean 10 urtetik beherako haurren artean leuzemiagatik gertatutako heriotzen %50 pestizidekin lotuta egon daitezke. Datuak Elhuyar aldizkarian.

Berrikuspen zientifiko batek ondorioztatu du intsektiziden eraginpean dauden gizonek espermatozoide gutxiago dituztela. Zehazki, gehien erabiltzen diren bi intsektizida-motaren eragina aztertu dute: organofosfatoak eta N-metilo karbamatoak. Emaitzen arabera, lotura zuzena dago intsektizida horien eraginpean egotearen eta espermatozoide-kontzentrazio txikia izatearen artean. Informazio gehiago Elhuyar aldizkarian.

Ingurumena

Frogatu dute aireko mikroplastikoek eguraldian eragin dezaketela. Ikerketa batek Txinako Tai mendiaren gaineko hodeiak aztertu ditu, eta ikusi dute hodeiek mikroplastikoak dituztela. Baina hortik haratago: ondorioztatu dute mikroplastiko horiek hodeiak sorrarazteko gai direla. Hainbat eredu matematiko erabiliz, azaldu dute plastiko partikula zaharrenek azalean erantsita dituztela berun, merkurio eta oxigeno molekula gehiago, eta partikula horiek hodeiak sortzeko ahalmena dutela. Bestalde, azaldu dute partikula horien jatorria lur lehorreko eremu populatuetan dagoela seguruenik. Azalpen guztiak Elhuyar aldizkarian.

Mikrobiologia

Ikerketa berri batek argitu du nolakoa den 7.000 metrotik gora bizi diren mikrobioen komunitatea. Lan hori gauzatzeko laginak Everest mendiaren hegoaldean dagoen IV kanpamentuaren ondoan hartu ziren, 7.900 metrotik gora eta -33ºC-ko tenperatura izan ohi den eremuan. Lagin horietan zegoen DNA aztertu zuten, eta, muturreko baldintzetara moldatutako mikroorganismoak aurkitu zituzten, baina baita kosmopolitak ere. Ikertzaileek uste dute azken horiek mendizaleek utzitakoak izan litezkeela, eztularen edo sudur-jariakinen bidez. Datuak Zientzia Kaieran.

Informatika

Gaur egun algoritmoak gauza askotarako erabiltzen dira, baina duela ia mende bat Alan Turing zientzialari informatikoak erakutsi zuen badirela algoritmoen bidez ebatzi ezin daitezkeen zenbait problema. Turingek ebazteko saio oro arbuiatzen duen problema bat definitu zuen. Artikulu berea, gainera, konputazioaren modelo matematikoa formulatu zuen, eta informatika modernoaren abiapuntu izan zen modelo hori. Turingek planteatutako problema irakurri daiteke Zientzia Kaieran: Alan Turing eta pentsamendu negatiboaren boterea.

Teknologia

Ibilgailu elektrikoen optimizazioak ikerkuntza handia behar du oraindik. Erronka horietako bat da, esaterako, etengailuen bizi-zikloa handitzea eta arkuaren iraupena txikitzea. Alor horren ikerketan, gas desberdinen erabilera ikertzen ari dira gaur egun zientzialariak, eta 3D simulazio magnetohidrodinamikoak erabili daitezke horretarako. UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikertzaileek eta Pablo Eguia Leibniz Institute for Plasma an Technology-ko ikertzaileak hidrogenoaren baliagarritasuna aztertu dute lan berri batean, etengailuaren gas isolatzaile modura. Azalpenak Zientzia Kaieran.

Astronomia

Europako Espazio Agentziak argitaratu berri ditu Euclid misioaren lehen irudiak. Izen bereko teleskopio bat jaurti zuten uztailean Lurretik 1,5 milioi kilometrora, eta, haren helburua unibertsoaren 3D-ko mapa zehatza egitea da. Mapa hori osatzeko materia eta energia ilunak ere aztertu behar ditu, unibertsoaren % 95 osatzen baitute elementu horiek. Oraingoz bost argazki argitaratu dira, argi ikusgarria eta infragorria batzen ditizten argazkiak. Espero da argazki horiek informazio esanguratsua eskaintzea energia eta materia ilunak batera aztertzeko. Berri honen inguruko informazioa Elhuyar aldizkarian eta Berrian irakur daiteke.

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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docente

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.

La conferencia de apertura, ¿Qué puede aportar la investigación científica al trabajo de los y las docentes en el aula?, fue impartida por la propia Marta Ferrero González, experta en educación basada en la evidencia.

Edición realizada por César Tomé López

El artículo ¿Qué puede aportar la investigación científica al trabajo docente en el aula? se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Minbizi ezberdin bakoitza (berrehun mota baino gehiago daude) mundu bat da. Diana berri bakoitza itxaropen berria da. Cutaneous lymphocyte antigen is a potential therapeutic target in cutaneous T-cell lymphoma, Marta Irigoyenen eskutik.

Baieztatzen bada (kontu handiarekin ibili behar da, ideia eztabaidagarria baita) inplikazio ekonomiko serioak dituzten aplikazioak ia berehalakoak dira: Photomolecular effect: light can make water evaporate without heat

Gogoan izan oraindik ere animali-fisiologiaren zati esanguratsua ez dugula ezagutzen. Oxigenoa falta bazaizu, kartilagoak hemoglobina sortuz erantzuten du: The cartilage produces hemoglobin to adapt to hypoxia, Ramón Muñoz-Cónpuli.

DIPCko jendeak urrats esperimental garrantzitsua eman du Kondo sareen funtsezko egoera ulertzeko eta, agian, supereroankortasun exotikoetarako bidea irekitzeko. Ground state coherence in a two-dimensional Kondo lattice

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

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La sequía está afectando de forma masiva a los ecosistemas forestales en todo el mundo y es imprescindible comprender la vulnerabilidad individual de los árboles a la mortalidad por sequía. Según un estudio en el que ha participado la UPV/EHU, un desacoplamiento entre el crecimiento de los árboles y el clima puede provocar esa mortalidad, y el uso de la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad hídrica podría servir como una señal de alerta temprana de mortalidad. Ese tipo de indicadores puede ser de gran ayuda a la hora de diseñar medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en ecosistemas forestales.

Fuente: Wikimedia Commons

Los eventos de mortalidad arbórea masiva asociados a la sequía han aumentado en todo el mundo en las últimas décadas, afectando a la estructura y al funcionamiento de los ecosistemas forestales. Sin embargo, el conocimiento existente sobre la vulnerabilidad individual a la mortalidad inducida por la sequía sigue siendo limitado. El nuevo trabajo trata de arrojar luz sobre ese problema. “El objetivo del estudio fue identificar los factores que desencadenaron un evento de mortalidad masiva en una extensa área forestal del centro de España dominada por Pinus sylvestris L., una especie de amplia distribución e importancia económica y ecológica”, comenta Asier Herrero, profesor ayudante doctor del Departamento Biología vegetal y Ecología de la Universidad del País Vasco en la Facultad de Farmacia.

Para ello, se compararon los patrones de crecimiento radial en parejas de individuos vivos y recientemente muertos que coocurrían en estrecha proximidad y presentaban edad y tamaño similares, aislando así los efectos del tamaño y el entorno del proceso de mortalidad. Se comparó la dinámica temporal del crecimiento, la sincronía del crecimiento (patrones anuales coincidentes entre individuos a lo largo del tiempo) y la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua (estimada como la precipitación menos la evapotranspiración potencial) entre árboles vivos y muertos.

En los últimos 50 años, aunque no se detectaron diferencias significativas en el crecimiento entre árboles vivos y muertos, sí se observó un aumento de la sincronía del crecimiento y de la sensibilidad a la disponibilidad de agua (es decir, la pendiente del balance hídrico en el modelo de crecimiento) en todos los árboles a medida que aumentaba la intensidad de la sequía. “20 años antes de la mortalidad, los individuos muertos mostraron una menor sincronía de crecimiento y una menor sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua que los vivos”, destacan los investigadores.

La reducción registrada en la sincronía del crecimiento y en la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad de agua en los árboles muertos sugiere un desacoplamiento entre el crecimiento arbóreo y el clima, lo que podría aumentar el riesgo de fallo hidráulico y de inanición de carbono bajo condiciones cada vez más áridas. Así, el uso de la sensibilidad del crecimiento a la disponibilidad hídrica podría servir como una señal de alerta temprana de mortalidad arbórea, que merece ser estudiada en mayor profundidad en el futuro, particularmente en zonas con condiciones de sequía estacional. Ese tipo de indicadores de riesgo de mortalidad puede ser de gran ayuda a la hora de diseñar medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en ecosistemas forestales.

Referencia:

Asier Herrero, Raquel González-Gascueña, Patricia González-Díaz, Paloma Ruiz-Benito, Enrique Andivia. (2023) Reduced growth sensitivity to water availability as potential indicator of drought-induced tree mortality risk in a Mediterranean Pinus sylvestris L. forest Frontiers in Forests and Global Change doi:10.3389/ffgc.2023.1249246

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

El artículo Mortalidad masiva de los pinos inducida por la sequía se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Ez da beti jakin errekuntza oso oxidazio azkarra dela. XVII. mendean ez zekiten zergatik objetu batzuk erretzen diren eta beste batzuk ez, eta zergatik ia beti gutxiago pisatzen duten hondarrak erretzen direnan. Horiek horrela, Johann Becher-ri azalpen bat bururatu zitzaion.

Alkimista eta mediku ingelesaren arabera, objektu sukoiak substantzia misteriotsu batez inpregnatuta zeuden. Zerbait erretzean, flogistoa erretzen zen, eta errekuntza amaitzenan, objektu horrek barruan flogisto gehiago ez zuelako zen. Horrek azaltzen zuen, halaber, zerbait erre ondoren, lehen baino gutxiago pisatzeak.

UPS! ataleko bideoek gure historia zientifiko eta teknologikoaren akatsak aurkezten dizkigute labur-labur. Bideoak UPV/EHUko Kultura Zientifikoko Katedrak eginak daude eta zientzia jorratzen duen Órbita Laika (@orbitalaika_tve) telebista-programan eman dira gaztelaniaz.

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Este mes de noviembre se celebra el mayor evento anual de divulgación y comunicación social de la ciencia en Europa: las semanas de la ciencia y la tecnología, que ofrecen cientos de actividades para acercar la investigación a la sociedad y, en particular, a la gente más joven.

La cultura nos representa, es el armazón de conocimientos, gustos y costumbres en el que nos reconocemos y con el que disfrutamos. La ciencia es parte de la gran aventura intelectual del ser humano, fruto de su curiosidad y del intento de representar y entender el mundo en el que vivimos. Y como producto del pensamiento humano, la ciencia es un componente esencial de la cultura. Porque la ciencia no es una actividad extraña a la vida y, por tanto, sus respuestas también son de carácter cultural.

Los avances científicos han impulsado el progreso y han moldeado nuestra cultura en términos de cómo vivimos, trabajamos y nos relacionamos. Más aún, las ideas científicas, a veces de modo velado, han condicionado profundamente las ideas sociales.

Es absurdo que el mejor conocimiento disponible sobre cómo funciona el mundo quede fuera del concepto de cultura. Es algo tan evidente que, en vez de explicarlo, parece más necesario analizar por qué esa consideración no está generalizada.

Una división inexplicable

La tradicional división de la educación en ciencias y humanidades (¡como si la ciencia no fuera humana!) puede sugerir que unas forman parte de la cultura y las otras son “otra cosa”. Pero la realidad es que el conocimiento detallado y disciplinar de la historia del arte, de la lingüística o de las lenguas clásicas, por ejemplo, es tan propio de los especialistas como el de la física, la geología o las neurociencias.

La ciencia no solo se limita a laboratorios y a gente del mundo académico, sino que está presente en todos los aspectos de nuestra vida. Y del mismo modo que una persona culta conoce y disfruta del arte o la literatura, conocerá y disfrutará de una visión panorámica de la historia del universo, de las peculiaridades del comportamiento animal o de cómo funciona una célula.

A nadie le parece extraño, más bien al contrario, saber quién fue Velázquez y admirar sus cuadros sin ser un especialista historiador del arte. Pues tampoco hay que ser una persona experta o erudita para conocer quienes fueron Darwin o Curie.

La naturaleza no tiene la culpa de los planes de estudio. La realidad no entiende de ciencias o de humanidades. El mundo se nos presenta para conocerlo, entenderlo y cambiarlo mediante todas las herramientas de que dispongamos.

Además, la ciencia no solo proporciona un conocimiento empírico, sino que también plantea preguntas éticas y filosóficas, debates que son parte integral de nuestra cultura y sociedad.

Quién difunde la cultura científica

La existencia de instalaciones de cultura científica como museos de ciencias o planetarios no es nueva. Desde el año 2007, la mayoría de los centros de investigación y universidades han promovido las Unidades de Cultura Científica que son hoy en día uno de los principales agentes en la difusión y divulgación de la cultura ciencia y la innovación.

Además, en la última década se ha hecho un considerable esfuerzo por añadir al panorama cultural una oferta científica cada vez más variada y, por qué no decirlo, alejada del estereotipo de seriedad y torre de marfil que tradicionalmente ha tenido. Programas de televisión como Órbita Laika, compañías de monólogos científicos humorísticos como Big Van Ciencia o espectáculos escénicos como Naukas son algunos ejemplos.

Este tipo de actividades culturales de divulgación científica permiten que el público en general se involucre en la exploración del mundo natural y comprenda cómo la ciencia contribuye a nuestro entendimiento del mundo.

Y la ciencia sirve también como fuente de inspiración para la creatividad artística.

Una semilla fecunda

Las personas que nos dedicamos a diario a tareas de divulgación científica vivimos convencidas de que “la ciencia es cultura” pero en la sociedad en general sigue sin ser algo suficientemente aceptado.

Por eso es tan urgente incrementar la cultura científica de la población. La información científica es una fecundísima semilla para el desarrollo social, económico y político de los pueblos. La complicidad entre los científicos y el resto de los ciudadanos es una excepcional celebración de la democracia.

Pero, además, esa nueva cultura contribuiría a frenar las supercherías disfrazadas de ciencia, aumentaría la capacidad crítica de los ciudadanos, derribaría miedos y supersticiones…

En definitiva, haría a los seres humanos menos manipulables, más libres y más audaces.

Los enemigos a batir por la ciencia son los mismos que los de la filosofía, el arte o la literatura. Esto es, la incultura, el oscurantismo, la barbarie, la miseria, la explotación humana.

Sobre los autores: Ignacio López-Goñi, MIembro de la SEM (Sociedad Española de Microbiología) y Catedrático de Microbiología, Universidad de Navarra; Javier Armentia, Astrofísico y director del Planetario de Pamplona y Joaquín Sevilla, Catedrático de Tecnología Electrónica, Universidad Pública de Navarra

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

El artículo La ciencia sí es cultura se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez, Pablo Eguia, Unai Villena

Europan isurtzen diren berotegi-efektuko gasen % 25 inguru, garraioaren ondoriozkoak dira eta etengabe handitzen da. 2017an garraioak isuritako berotegi-efektuko gasen % 71,7 lurreko garraioen emisioei zegokion. Beraz, Europar Batasunak isuri horiek % 90 murriztu nahi ditu 2050erako.

Europar Batasunak finkatutako helburua lortzeko, ibilgailu elektrikoak garraio aukera lehiakor eta eskuragarria bihurtzea ezinbestekoa izango da. Bide horretan, besteak beste, ibilgailuak optimizatu beharko dira, beraien prezioa jaitsi eta hauen erabilera bultzatu beharko da.

Ibilgailu elektrikoen optimizazioak, ikerkuntza handia behar du oraindik hainbat arlotan, esaterako: pisua eta galerak murriztea, energia biltegiratzeko eta korrontea eteteko ahalmena handitzea, bateria pizteko eta itzaltzeko segurtasuna mantentzea. Segurtasunari dagokionez, erabiltzaileen segurtasunaz harago, etengailuen bizi-zikloa handitzea litzateke gakoetako bat.

Irudia: ibilgailu elektrikoen optimizazioak ikerkuntza handia behar du oraindik hainbat arlotan. (Argazkia: Kindel Media – erabilera libreko irudia. Iturria. Pexels.com)

Etengailuen bizi-zikloa handitzea eta arkuaren iraupena txikitzea ekar dezaketen estrategien artean, gas desberdinen erabilerari erreparatu diezaiokegu. Izan ere, korronte zuzeneko etengailuetan, gasen erabilerak, arkuaren denbora txikitzeaz gain, arkuaren erresistentzia elektrikoa handitzen du, arkua amatatzeko lagungarria dena. Bestalde, kontaktoreen fusioa handitzen da, kontrolatu beharreko fenomeno kaltegarria dena. Bai eragin positiboak bai negatiboak kuantifikatzeko, 3D simulazio magnetohidrodinamikoak (ingelesez, MagnetoHydroDinamics MHD) erabili daitezke.

MHD simulazioak jariakinen dinamika konputazionalean (ingelesez, Computational Fluids Dynamics, CFD) oinarrituta daude eta arku elektrikoaren jokaerari buruzko informazioa ematen dute jariakinen mekanikako legeak eta lege termodinamikoak aplikatuta. CFDa jariakinen mekanikako adarra da, zeinak problemak ebazteko zenbakizko metodoak eta algoritmoak erabiltzen dituen. Behin eredua finkatuta dagoela, oso erraza eta merkea da aldaketak egitea, adibidez, geometrian, gasen konposizioan, materialetan eta abar.

Arku elektrikoa etengailuetan ematen den efektua da, korrontearen etete prozesuaren barruan. Etengailuaren kontaktuak bata bestetik aldentzen direnean, etengailutik igarotzen den korronte elektrikoa kontaktuetatik etengailuaren gas isolatzailera pasatzen da, eta hau ionizatuz, bertan arku elektrikoa sortzen da. Arku elektrikoak efektu ez desiragarriak sor ditzake etengailuetan, beraz, efektu horiek murrizteko asmoz, lan honen helburu nagusia hidrogenoaren baliagarritasuna aztertzea da etengailuaren gas isolatzaile modura. Horretarako, Navier-Stokesen ekuazioak eta Bolumen Finituen Metodoa (ingelesez, Finite Volume Method, FVM) oinarritzat hartuz, simulazio magnetohidrodinamikoak definitu dira ANSYS CFX programaren bitartez. Hala, arku elektrikoaren prozesuan oinarrizkoak diren aldagaiak kalkulatu dira, hala nola, tentsioa, tenperatura eta presioa. Emaitza horiek airea isolatzaile modura darabilten etengailuetan lortutakoekin alderatuz, hidrogenoa simulatutako aplikaziorako gas egokia dela ondorioztatuko da.

Artikuluaren fitxa:

• Aldizkaria: Ekaia
• Zenbakia: 44
• Artikuluaren izena: Arku Elektrikoaren FVM Bidezko Simulazioa Ibilgailu Elektrikoen Baterietako Hidrogenozko Etengailuetan
• Laburpena: Arku elektrikoa etengailuetan gertatzen den efektua da. Etengailuaren kontaktuak bata bestetik aldentzen direnean, etengailutik pasatzen den korronte elektrikoa kontaktuetatik etengailuaren gas isolatzailera pasatzen da, eta hau ionizatuz, bertan arku elektrikoa sortzen da. Arku elektrikoak efektu ez-desiragarriak sor ditzake etengailuetan; beraz, efektu horiek murrizteko asmoz, lan honen helburu nagusia hidrogenoaren baliagarritasuna aztertzea da etengailuaren gas isolatzaile modura. Horretarako, Navier-Stokesen ekuazioak eta Bolumen Finituen Metodoa (ingelesez, Finite Volume Method, FVM) oinarritzat hartuz, simulazio Magnetohidrodinamikoak (ingelesez, Magnetohydrodynamics, MHD) definitu dira ANSYS CFX programaren bitartez. Hala, arku elektrikoaren prozesuan oinarrizkoak diren aldagaiak kalkulatu dira, hala nola, tentsioa, tenperatura eta presioa. Emaitza horiek airea isolatzaile modura darabilten etengailuetan lortutakoekin alderatuz, hidrogenoa simulatutako aplikaziorako gas egokia den ala ez ondorioztatuko da.
• Egileak: Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez, Pablo Eguia, Unai Villena
• Argitaletxea: UPV/EHUko argitalpen zerbitzua
• ISSN: 0214-9001
• eISSN: 2444-3255
• Orrialdeak: 319-33
• DOI: 10.1387/ekaia.23847

Egileez:

• Pedro Sanchez, Araitz Iturregi, Diego Gonzalez eta Unai Villena UPV/EHUko Bilboko Ingeniaritza Eskolako ikertzaileak dira.
• Pablo Eguia Greifswald Unibertsitateko Leibniz Institute for Plasma an Technology-ko ikertzailea da.

Ekaia aldizkariarekin lankidetzan egindako atala.

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En la entrada del Cuaderno de Cultura Científica El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I) iniciamos una serie sobre tres superficies relacionadas con la banda de Moebius, a saber, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Toro de Villarceau, realizado en cartulina, por la matemática valenciana María García Monera. En la página web de María García Monera podéis encontrar las plantillas y un tutorial para construir este toro mediante las secciones de Villarceau

 

La botella de Klein

A partir de una tira de papel rectangular ABCD (véase la siguiente imagen) -en general, una superficie rectangular-, se pueden construir dos superficies abiertas, la superficie normal o cilindro (si se pegan dos extremos, por ejemplo, AB con DC), que tiene dos caras y dos bordes, y la banda de Moebius (si primero giramos uno de los extremos del papel media vuelta y después los juntamos, es decir, ahora AB se “pega” con CD), que tiene una sola cara y un solo borde (como ya hemos visto en la anterior entrada y otras relacionadas).

Además, se pueden construir tres superficies cerradas -es decir, que no tienen bordes-, que son las que nos ocupan en esta serie de entradas, el toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real.

Si volvemos al rectángulo ABCD, como hemos comentado, pegando los lados AB con DC se obtiene un cilindro, pero en función de cómo se junten los otros dos lados generaremos dos nuevas e interesantes superficies. Si lo hacen de forma directa (AD con BC, como indican las flechas de la siguiente imagen) se obtiene una superficie cerrada con dos caras, denominada en matemáticas “toro”, que tiene forma de rosquilla o flotador, a la cual hemos dedicado la entrada anterior El toro, la botella de Klein y el plano proyectivo real (I) .

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 obtiene la superficie llamada “botella de Klein”, que es una superficie cerrada y solo tiene una cara. Como 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

Sin embargo, 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 (sobre la cuarta dimensión puede leerse el libro La cuarta dimensión, que se incluye en la bibliografía o las entradas Hipercubo, visualizando la cuarta dimensión, Hipercubo, visualizando la cuarta dimensión (y 2) y ¿Entiendo la cuarta dimensión?), y aquí nos encontramos con un gran problema, ya que no somos capaces de visualizar la cuarta dimensión. Por este motivo, nos quedaremos con la anterior representación, que al menos habita en el espacio visual, en el espacio tridimensional.

Puede pensarse en la botella de Klein como una superficie formada por la unión de dos bandas de Moebius. O al revés, estas se obtienen si cortamos la botella de Klein por la mitad, como se muestra en la siguiente imagen, generando dos partes iguales, que son bandas de Moebius.

A la izquierda la imagen de una botella de Klein, donde las líneas de colores vienen de líneas horizontales y verticales pintadas en el rectángulo ABCD originario, mientras que en el centro y la derecha tenemos las dos mitades de la botella de Klein, al cortarla por la mitad, la parte inferior (centro) y la parte superior (derecha). Imagen del artículo From Möbius Bands to Klein-Knottles, del artista y experto en ciencias de la computación Carlo H. Séquin

Para terminar esta sección, traemos un clásico de las botellas de Klein, las realizaciones en cristal realizadas por el astrónomo y divulgador científico estadounidense Clifford (Cliff) Stoll (1950), que vende estas hermosas piezas a través de su página Acme Klein Bottle. Veamos algunas de estas realizaciones de la botella de Klein en cristal. La primera es una serie de botellas de Klein con diferentes formas, aunque topológicamente son la misma, ya que se puede “deformar” unas en otras (para una pequeña reflexión sobre lo que es la topología podéis leer la entrada La topología modifica la trayectoria de los peces).

Botellas de Klein de cristal con diferentes formas, pero topológicamente iguales, realizadas por Cliff Stoll. Imagen de Acme Klein Bottle

La siguiente imagen sería una botella de Klein realizada en cristal y las dos mitades, si la cortamos por la mitad, que son bandas de Moebius.

Botella de Klein de cristal y las bandas de moebius que se obtienen al cortar la superficie de la botella de Klein por la mitad, realizadas por Cliff Stoll. Imagen de Acme Klein BottleBotellas de Klein artísticas

A pesar de la complejidad que subyace a la botella de Klein, puesto que es una superficie con una sola cara, pero además su espacio natural para visualizarla sería un espacio de dimensión cuatro y tenemos que conformarnos con representarla con autointersecciones en nuestro espacio tridimensional, sí nos podemos encontrar artistas que han creado esculturas con la forma de esta superficie.

Empecemos con el artista mexicano Pedro Reyes (1972), un artista multidisciplinar que trabaja tanto la escultura, la arquitectura, el diseño, el video arte o la performance, y que está muy interesado en la topología. Como no podía ser de otra manera, trabaja en algunas de sus obras con el concepto de la banda de Moebius. Por ejemplo, crea una “silla de moebius” para que se sienten dos personas, cara a cara, al estilo de las sillas para dos personas del siglo xix, que se conocen con varios nombres, como “sillas tú y yo”, “sillas confidente” o incluso “sillas de los enamorados”. Una versión de la Silla moebius, del año 2005, es una silla realizada al estilo de las sillas acapulco (véase la entrada En busca de la banda de Moebius más corta posible), mientras que la versión de 2006, que vemos en la siguiente imagen, está realizada en fibra de vidrio y acero.

Silla de Moebius (2006), del artista mexicano Pedro Reyes

 

Y tiene una tercera versión en mármol, de 2018, llamada Silla infinita.

Silla infinita (2018), del artista mexicano Pedro Reyes. Imagen de la Lisson Gallery

También en el siglo xix se crearon sillas de los enamorados con tres asientos, dos para la pareja de enamorados y una más para la persona que hacía de acompañante. Siguiendo esta idea, el artista mexicano realizó en 2007 una silla triple, llamada Nudo gordiano, que sería una continuación de la Silla Moebius, aunque ahora la superficie nos es una banda de Moebius, sino una banda normal retorcida, con dos caras.

Silla nudo gordiano (2007), del artista mexicano Pedro Reyes. Imagen de la página web del artista Pedro Reyes

Pero, como comentábamos, este artista mexicano también se ha inspirado en la botella de Klein para crear alguna de sus obras, en particular, la obra Capula Klein’s Bottle / Cápula botella de Klein (2007), que es una escultura colgante, a la que además se puede acceder, como vemos en una de las siguientes imágenes.

Vista de la sala “topologías” de la exposición Pedro Reyes: Escultura Social, en el Museo de Arte Contemporáneo de Monterrey (MARCO), en 2022, en la que puede verse la escultura colgante Cápula botella de Klein o un cuadro sobre los puentes de KönigsbergFotografía de la escultura Cápula botella de Klein con dos personas en su interior. Imagen de Design Boom

A continuación, vamos a mostrar una interesante y hermosa escultura de la artista parisina Bettina Samson (1978), cuyo título Three loops in a fourth dimensión / Tres bucles en una cuarta dimensión (2012-2013), hace mención a la idea de que el espacio natural de esta superficie es la cuarta dimensión.

Imagen de la obra Tres bucles en una cuarta dimensión (2012-2013), de la artista francesa Bettina Samson, en la Galerie Sultura

Aunque no es la única obra de la artista parisina en la que trabaja con la botella de Klein. La serie Mètis & Metiista (2013) es una serie de cinco esculturas “de vidrio borosilicato transparente, deformado y soplado a continuación”, que está inspirada en las variaciones sobre la botella Klein que creó el científico y soplador de vidrio británico Alan Bennett, en 1995, y que está expuestas en el Museo de la Ciencia de Londres (pueden verse en la página web de la colección del Museo de la Ciencia de Londres).

Mètis & Metiista II (2013) , de la artista francesa Bettina Samson, que consiste en tres botellas de Klein, una dentro de otra, que a su vez está dentro de otra. Imagen de la página web documentsdartistesMètis & Metiista V (2013) , de la artista francesa Bettina Samson, que consiste en una botella de Klein, con tubo enrollado o bobina en su interior. Imagen de la página web documentsdartistes.

Mientras preparaba esta entrada he descubierto una interesante exposición que tuvo lugar la pasada primavera (del año 2023), en el Simons Center for Geometry and Physics de la Universidad Stony Brook de Nueva York, de la matemática y artista argentina que trabaja en la Universidad Stony Brook, Moira Chas, titulada Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (proyecciones de la Botella de Klein), cuyo cartel se muestra a continuación.

Cartel de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle, que tuvo lugar en la galería del Simons Center for Geometry and Physics de la Universidad Stony Brook de Nueva York, entre abril y junio de 2023, en el que aparece una botella de Klein realizada con una malla de alambre.

Aquí os dejo un par de imágenes de la exposición, cuyas hermosas obras me recuerdan mucho a las esculturas de la artista estadounidense, de origen japonés, Ruth Asawa (1926-2013).

Dos esculturas, realizadas con mallas de alambre, de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (2023), organizada en la Universidad Stony Brook de Nueva YorkVista general de la exposición Moira Chas, Projections of the Klein Bottle (2023), organizada en la Universidad Stony Brook de Nueva York

La escultora estadounidense Bathsheba Grossman (1966), cuyas esculturas están profundamente conectadas con las matemáticas, utilizó la representación tridimensional de la botella de Klein para diseñar un abrebotellas para frikis.

Abrebotellas con forma de botella de Klein diseñado por la escultora Bathsheba Grossman

 

Vamos a cerrar esta entrada con un par de ilustraciones. La primera del matemático ruso Anatoly T. Fomenko (1945), de cuyas ilustraciones matemáticas ya hemos hablado en la entrada Ilustraciones artísticas de un matemático. En alguna de sus oscuras y expresionistas ilustraciones nos encontramos a la botella de Klein, como en la siguiente ilustración perteneciente a uno de los libros de geometría.

Ilustración “Un toroide de doble hoja que cubre una botella de Klein”, del matemático ruso Anatoly Fomenko

 

La siguiente ilustración es del sicólogo estadounidense Roger N. Shepard, quien realizó algunas ilustraciones sobre figuras imposibles, como el famoso elefante con un número indeterminado de patas. Su ilustración Impossible Three Wheeled Machine / Máquiina imposible de tres ruedas incluye una botella de Klein, en la parte donde va el motor.

Ilustración Impossible Three Wheeled Machine / Máquiina imposible de tres ruedas, del sicólogo estadounidense, conocido por sus figuras imposibles, Roger N. Shepard

Aunque he anunciado que terminaba con las anteriores ilustraciones, no puedo dejar pasar la oportunidad de mostrar la aparición de botellas de Klein en la serie Futurama, de los creadores de Los Simpson. En uno de sus capítulos, titulado La ruta de todo mal, Fry y Bender entran a comprar cerveza a un supermercado y nos encontramos con una serie de cervezas con referencias científicas, una de ellas la Cerveza de Klein, cuya botella no es otra que nuestra botella de Klein.

Cervezas que aparecen en el supermercado al que entran los protagonistas, Fry y Bender, en la serie Futurama

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 (II) se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.

Esther Samper

Gaur egun, munduko biztanleriaren % 50 inguru gizonezkoak dira, eta % 50 emakumezkoak (zehazki, % 50,5 gizonezkoak eta % 49,5 emakumezkoak dira). Ehuneko horiek hainbat faktoreren ondorioz alda daitezke, hala nola gerrak edo herrialde jakin batzuetan (Txinan, Pakistanen, Indian edo Vietnamen, esaterako) seme-alabak sexu jakin batekoak nahiago izatea; hala ere, nahiko egonkor mantendu ohi dira historian zehar.

Hori ikusita, pentsa genezake jaiotzean mutila edo neska izateko aukerak ere % 50ekoak direla sexu bakoitzarentzat, baina, harrigarria bada ere, ez da horrela. Gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira, batez beste, emakumezko 100 haur bakoitzeko. Herrialdea eta historiaren unea alde batera utzita (erregistro fidagarriak daudenetik), beti mutil gehiago jaiotzen dira neskak baino, eta horrek agerian uzten du ez dela fenomeno kultural bat (non abortu selektiboak egiten diren sexuaren arabera), baizik eta batez ere biologikoa.

Irudia: gizonezko 103 eta 107 haur artean jaiotzen dira, batez beste, emakumezko 100 haur bakoitzeko. (Argazkia: bingngu93 – domeinu publikoko argazkia. Iturria: Pixabay.com)

Beraz, faktoreren bat badago sortzetik jaio arte gertatzen dena eta gizakiengan sexuen arteko desberdintasun horren erantzulea dena. Baina, zein zehazki? Gai horrek denbora luzez demografoen, biologien, obstetren, pediatren eta estatistikoen jakin-mina piztu du. 2015ean Proceedings of the National Academy of Sciences aldizkarian argitaratu zen gai horri buruzko ikerketarik osatuenak eta zabalenak ondorio sendoak ezarri zituen horren inguruan.

Egileek fenomenoa ikertzeko honako datu hauek hartu zituzten kontuan: ugalkortasun kliniken 3 eta 6 egun bitarteko 140.000 enbrioi, plazentaren eta amniozentesiaren 900.000 lagin (ile korionikoa) eta 30 milioi abortu eta jaiotza bizien erregistroetatik lortutako datuak. Hori guztia haurdunaldi bakoitzean, ernalkuntzatik hasi eta erditzeraino, sexuen proportzioaren berri izateko.

Berdintasuna enbrioietan, baina mutil gehiago jaiotzen dira

Emaitzek erakutsi zuten ez dagoela alderik sexu maskulinoko eta sexu femeninoko enbrioien proportzioan, sortu eta egun batzuetara. Baieztapen hori mundu zientifikotik kanpo eta barne hedatuta dagoen sinesmen baten kontrakoa da; izan ere, uste zen ernalketaren une berean aukera gehiago zeudela sexu maskulinoko zigotoa (XY) gertatzeko, femeninoa (XX) baino.

Egia esan, ikertzaileek aurkitu zutena hauxe da: haurdunaldian, enbrioi eta fetu femeninoak ez jaiotzeko eta hiltzeko probabilitatea gizonena baino pixka bat handiagoa da. Hortaz, lehen hiruhilekotik haurdunaldia amaitu arte, enbrioi eta fetu maskulinoen proportzioak gora egiten du pixkanaka. Hala ere, bi etapa daude non gizonezkoen fetuen hilkortasuna emakumezkoena baino handiagoa den: sortzearen ondorengo lehen astea (aldaketa kromosomikoen ondorioz), eta haurdunaldiaren 28. eta 35. asteen artean.

Theodosius Dobzhansky biologoak esango lukeen moduan: «Biologian ezerk ez du zentzurik eboluzioaren argitan ez bada». Hortaz, zer zentzu ebolutibo du haurdunaldia arrisku handiagoko prozesua izateak enbrioi eta fetu femeninoentzat (abortuen ehuneko handiagoarekin) horrek jaio ondoren desproportzio nabarmena badakar mutil eta nesken maiztasunean? Nagusi den hipotesiaren arabera, hori gizakiengan orokortutako fenomeno baten ondorioa da: bizitza osoan zehar, gizonezkoek emakumezkoek baino hiltzeko arrisku handiagoa dute hainbat faktorerengatik: gaixotasunak, istripuak, drogen kontsumoa, suizidioak… Horren ondorioz, emakumeek baino bizi itxaropen txikiagoa dute.

Beraz, nahiz eta mutil gehiago jaio, denborak aurrera egin ahala, emakumeen eta gizonen proportzioa orekatu egiten da, kolektibo bakoitzarentzat ia % 50 izateraino. Hala ere, baliteke hori aldatzea krisi klimatikoaren ondorioz. Azterlan batzuen arabera, ingurumeneko tenperaturak eragin desberdina du giza enbrioien/fetuen biziraupen probabilitateetan sexu femeninokoak edo maskulinokoak badira. Tenperaturak pixkanaka gora eginez gero, baliteke jaiotzen diren mutilezkoen ehunekoa are handiagoa izatea neskena baino. Oraindik babes zientifiko ahula duen hipotesia da (beste faktore batzuk ere egon daitezke tartean), baina itsas dortoketan gertatzen denaren guztiz kontrakoa izango litzateke. Krisi klimatikoaren ondorioz, munduko leku ezberdinetan jaiotzen ari diren dortoka ia guztiak emeak dira, eta hori oso arriskutsua da haien biziraupenerako.

Egileaz:

Esther Samper (@Shora) medikua da, Ehunen Ingeniaritza Kardiobaskularrean doktorea eta zientzia-dibulgatzailea.

Jatorrizko artikulua Cuaderno de Cultura Científica blogean argitaratu zen 2023ko abuztuaren 28an: ¿Por qué nacen más niños que niñas en el mundo?.

Itzulpena: UPV/EHUko Euskara Zerbitzua.

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